L'essentiel
Les réseaux de terrain basés sur Ethernet ont fait une entrée en force dans les machines-outils, les lignes de production, etc. Il s'agit de répondre aux exigences de communication plus rapide, de quantité d'informations accrue, d'ouverture vers la supervision et les systèmes IT. Les échanges d'information doivent aussi se faire jusqu'aux périphériques de terrain. Si le bus AS-i a toujours sa place pour le câblage, l'interface IO-Link a fait une entrée remarquée dans ces communications. |
Cela fait bien un an et demi à deux ans que certains fabricants de capteurs mettent en avant l'interface de communication IO-Link, en fait chaque fois qu'une société présente un nouveau capteur de température, transmetteur de pression, cellule optoéletronique, détecteur d'objets… Et, au-delà des capteurs et détecteurs, on découvre vite que l'offre actuellement disponible sur le marché englobe également des terminaux de distribution, des entrées/sorties et bien d'autres périphériques. Même si l'on retrouve des modèles pour les procédés,ce sont avant tout des capteurs destinés aux applications manufacturières. Comment se fait-il qu'un standard apparu sur le marché il y a environ cinq ans ait une telle visibilité aujourd'hui? Même si d'aucuns sont plus critiques en parlant d'IO-Link, il n'empêche que le secteur a connu ces dernières années une évolution de fond avec l'apparition des réseaux de terrain basés sur Ethernet.Et qu'IO-Link s'inscrit parfaitement dans cette tendance au niveau des moyens de communication dans les machines.
La quantité de données échangée par des capteurs de vision, comme la plate-forme VeriSens de Baumer, impose de plus en plus l'utilisation de réseaux de terrain, et en particulier des bus basés sur Ethernet…
Dans les applications manufacturières, à savoir les machines-outils, les lignes de production, etc., l'échange des informations est au cœur de ces installations, seulement entre les périphériques de terrain et l'automate ainsi qu'entre la machine et les couches supérieures comme la supervision et le système MES. Pour relier tous ces composants, les réseaux de terrain basés sur Ethernet prennent aujourd'hui une place prépondérante.
Soutenir la quantité accrue d'information échangée
Pour garantir la disponibilité des fonctionnalités et les atouts d'une industrie connectée, l'Industrie 4.0 puisque c'est le concept à la mode, depuis la supervision et le MES jusqu'aux couches les plus basses d'un réseau de terrain, il semble évident qu'Ethernet doive s'étendre à travers l'ensemble de l'architecture. D'autant que, parallèlement à cette tendance, le nombre de points de mesures mis en place sur les lignes de production et dans les machines s'est encore accru. Et, depuis plusieurs années et avec les développements récents, il y a de plus en plus d'intelligence embarquée dans les capteurs. Ce sont les fameux
Mais, là où le bât blesse, ce sont sur les derniers mètres, en fait au niveau de la connexion des automates aux capteurs, actionneurs et autres périphériques de terrain.
Pour Patrick Brassier (Siemens France),
A l'instar des capteurs de distance DX35 de Sick, l'interface de communication IO-Link se démocratise dans les capteurs et les actionneurs. Certains fabricants la proposent même désormais en standard. Mais tous les industriels ne se sont pas encore convertis à cette interface relativement récente…
C'est pour pallier ces inconvénients, entre autres,que l'interface de communication IO-Link a vu le jour il y a environ une dizaine d'années pour simplifier la connectique et assurer les échanges d'informations entre les capteurs et actionneurs et les systèmes de contrôle-commande.
IO-Link pour les communications de bas niveaux
La spécification IO-Link, prise en charge par le consortium éponyme (IEC 61131-9), définit une connexion point-à-point d'un maître vers un esclave, selon une topologie de type étoile. Cela signifie que chaque maître peut ainsi être relié à plusieurs esclaves. Les données issues des capteurs et actionneurs sont transmises au maître de façon déterministe. Il faut toutefois attendre plusieurs cycles si l'on veut que l'ensemble des informations, y compris celles de diagnostic, lui parviennent. C'est ensuite le système de contrôle-commande qui interroge le maître pour obtenir les données nécessaires. On distingue quatre types de données numériques: les données de process et l'état des valeurs (données cycliques), les données sur l'appareil et les événements (données acycliques).
Dans la version 1.1 de la spécification IO-Link, il existe par ailleurs trois modes de communication, correspondant à trois vitesses de transmission des données: Com 1 à 4,8kBaud, Com 2 et Com 3 à respectivement 38,4 et 230,4kBaud. Précisons qu'une interface IO-Link se présente sous la forme d'un connecteur M12 à 3 fils, pour l'alimentation (0V sur la broche 3 et 24V sur la broche 1) et la ligne de commutation et de communication (broche 4). Les connecteurs de maîtres IO-Link peuvent utiliser deux fils supplémentaires.Tout est donc rassemblé sur un même et unique connecteur standardisé, via la modulation en fréquence du signal numérique sur celui analogique.
L'un des atouts d'IO-Link est la très grande simplicité des opérations de paramétrage et, plus généralement, de mise en œuvre des capteurs. Non seulement ils n'ont plus besoin d'être paramétrés en local, mais aussi il est possible de charger en une fraction de seconde la configuration d'un capteur défectueux donné dans un nouveau, par exemple. C'est ce que permet la Memory Plug d'ifm electronic.