ในอุตสาหกรรมระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม I/O-LINK คือลิงก์สุดท้ายไปยังแอคทูเอเตอร์และเซ็นเซอร์ต่างๆ ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีการเชื่อมต่อโครงข่ายและการสื่อสาร I/O-LINK ช่วยให้การประยุกต์ใช้งานที่เป็นนวัตกรรมใหม่ของการควบคุมและการสื่อสารทางอุตสาหกรรม การทำให้เป็นดิจิทัลทางอุตสาหกรรม และอินเทอร์เน็ตทางอุตสาหกรรมในยุคของอุตสาหกรรมการผลิตอัจฉริยะ 4.0 เกิดขึ้นจริง
ในปัจจุบัน เซ็นเซอร์ตรวจวัดทุกประเภทในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมจำเป็นต้องมีความยืดหยุ่นเพียงพอที่จะปรับเปลี่ยนพารามิเตอร์ของเซ็นเซอร์ได้อย่างง่ายดายและรวดเร็ว และสามารถเชื่อมต่อกับเซ็นเซอร์อื่นๆ สำหรับการทำงานแบบผสมได้ ซึ่งต้องการการสนับสนุนด้านเทคนิคอินเทอร์เฟซการสื่อสารที่ยืดหยุ่น ซึ่งเป็นสาเหตุที่ I/O-LINK มีศักยภาพอย่างมากสำหรับการใช้งานในตลาดระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม
ตลาด I/O-LINK ที่เฟื่องฟู
ตามรายงานการวิจัยตลาดที่เผยแพร่โดย QYR ตลาดเทคโนโลยี IO-Link ทั่วโลกมียอดขายถึง 2,403 ล้านดอลลาร์ในปี 2021 และคาดว่าจะสูงถึง 4,742 ล้านดอลลาร์ในปี 2028 โดยเติบโตที่ CAGR ที่ 10.24% จากมุมมองของตลาดระดับภูมิภาคหลายแห่ง ตลาดโลกในปัจจุบันยังคงเป็นตลาดที่ใหญ่ที่สุดในเอเชีย-แปซิฟิกและยุโรป โดยเฉพาะในจีน ซึ่งมีอัตราการเติบโตที่รวดเร็วมาก ขนาดตลาด I/O{11}}LINK ของจีนในปี 2021 อยู่ที่ประมาณ 286 ล้านดอลลาร์ คิดเป็นประมาณ 11.88% ของตลาดโลก และคาดว่าจะสูงถึง 745 ล้านดอลลาร์ในปี 2028 ซึ่งส่วนแบ่งทั่วโลกจะสูงถึง 15.70%
นอกจากนี้ จากการคำนวณสถิติค่าธรรมเนียมใบอนุญาตเทอร์มินัล I/O-Link Association ของ I/O-Link Association จำนวนโหนด I/O-LINK มีการเติบโตอย่างรวดเร็วในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา และการจัดส่งทั่วโลกตั้งแต่ปี 2018 ถึง 2019 ยังคงรักษาจำนวนโหนดไว้ที่ประมาณ 11.4 ล้านโหนด และภายในปีที่แล้ว ปี 2021 ก็เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเป็น 21 ล้านโหนด และ จำนวนการขนส่งอาคารผู้โดยสารเพิ่มขึ้นเกือบสองเท่าในเวลาเพียงหนึ่งปี ไม่เพียงแต่จำนวนโหนดเทอร์มินัลจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเท่านั้น แต่จำนวนสมาชิกของ I/O-Link Association ก็เพิ่มขึ้นจาก 100 ในปี 2016 เป็นมากกว่า 400 ในขณะนี้ และจำนวนสมาชิกยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง
ความต้องการของตลาดมีความชัดเจนมาก I/O-ลิงก์เป็นจุด-ถึง-โปรโตคอลการสื่อสารดิจิทัลแบบอนุกรมแบบจุดไปยังระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม I/O-เทคโนโลยีลิงก์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายมากขึ้นเรื่อยๆ จะเปิดที่ด้านล่างของการสื่อสารอุปกรณ์ภาคสนาม "กิโลเมตรสุดท้าย"
I/O-LINK เพื่อเปิดชั้นล่างสุดของการสื่อสารทางอุตสาหกรรม
ในด้านอุตสาหกรรม การสื่อสารอีเทอร์เน็ตอุตสาหกรรมของ PROFINET, CC-Link, EtherNet/IP และ EtherCAT จะต้องเป็นที่คุ้นเคยสำหรับทุกคน I/O-Link เนื่องจากเทคโนโลยีการสื่อสารอื่นๆ จากตลาดยุโรปขยายไปสู่ตลาดเอเชีย-แปซิฟิก และแก้ไขการออกแบบเซ็นเซอร์การกระจายความร้อน ขนาดของความจุของไดรฟ์ในปัจจุบัน และปัญหาอื่นๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ คุณอาจคิดว่า I/O-Link ดูเหมือนจะแข่งขันกับ PROFINET, CC-Link และ EtherNet/IP
อันที่จริง ไม่ใช่เลย ในสถาปัตยกรรมเครือข่ายเซ็นเซอร์อุตสาหกรรม I/O-Link อยู่ในระดับต่ำสุดของสถาปัตยกรรมทั้งหมด อาจกล่าวได้ว่าเป็นเทคโนโลยีการสื่อสารที่เกิดมาสำหรับเครือข่ายเซ็นเซอร์โดยเฉพาะ สามารถเชื่อมต่อกับชั้นควบคุมเพื่อเปิดประตูสู่การเชื่อมต่อโครงข่ายทางอุตสาหกรรม แต่เป็นความสามารถพื้นฐานที่สุดที่จะเป็นอิสระจากฟิลด์บัสไม่ได้อยู่ภายใต้อิทธิพลของอุปกรณ์ภาคสนามเพื่อให้ผ่านพ้นปัญหาด้านการสื่อสารไปได้
คอขวดของระบบควบคุมอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมแบบดั้งเดิมนั้นชัดเจน เซ็นเซอร์ทั้งหมดผ่านสายกายภาพไปยัง PLC เพื่อรายงานข้อมูลหรือรับคำแนะนำ ต้องการปรับพารามิเตอร์เซ็นเซอร์ต้องใช้หลายขั้นตอน ความสามารถในการกำหนดค่าอ่อนแอมาก นอกจากนี้ เส้นทางจำนวนมากเหล่านี้โดยพื้นฐานแล้วเป็นโปรโตคอลที่เป็นกรรมสิทธิ์และแลกเปลี่ยนข้อมูลในลักษณะทางเดียว{1}}และเป็นแบบแอนะล็อก โดยขาดความสามารถในการวินิจฉัย ข้อมูลอะนาล็อกยังไวต่อสัญญาณรบกวน และเป็นเรื่องยากที่จะไม่บิดเบือนในสภาพแวดล้อมทางแม่เหล็กไฟฟ้าต่างๆ ในไซต์งานอุตสาหกรรม
I/O-เชื่อมโยงผ่านด้านล่างสุดของสถาปัตยกรรมการสื่อสารทางอุตสาหกรรม กล่าวโดยย่อคือเปลี่ยนโหมดระบบควบคุมอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมแบบเดิมๆ ไปสู่ฉากทางอุตสาหกรรมเพื่อนำเสนอการกำหนดค่าการตรวจจับที่ยืดหยุ่น การสื่อสารสัญญาณดิจิทัลที่เชื่อถือได้ ตลอดจนขยาย-ความสามารถในการสื่อสารสองทางที่แข็งแกร่งขึ้น I/O-การส่งสัญญาณกลุ่มลิงก์ใน PLC และด้านล่างสุดของการตรวจจับระหว่างการจัดสรร-สถานีย่อยจำนวนหนึ่ง สถานีย่อย-ของข้อมูลการตรวจจับเพื่อรวมการส่งสัญญาณขึ้นไป การสื่อสารระหว่างการสื่อสารก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น วิธีการส่งข้อมูลกลุ่มลิงก์ I/O- จะจัดสรรสถานีย่อย-หลายสถานีระหว่าง PLC และเซ็นเซอร์พื้นฐาน โดยที่สถานีย่อย-จะรวมข้อมูลที่รับรู้แล้วส่งข้อมูลขึ้นไป
I/O-Link เป็นเทคโนโลยี-อิสระจากผู้ผลิตและ fieldbus- ที่ทำให้สามารถจัดเตรียมข้อมูลการประมวลผลและจดจำข้อมูลการวินิจฉัยทั่วทั้งโครงสร้างโรงงานโดยใช้แม้แต่เซ็นเซอร์และแอคชูเอเตอร์ที่ง่ายที่สุด โดยไม่ต้องใช้การเชื่อมต่อที่ซับซ้อน
ผู้ผลิตเซมิคอนดักเตอร์รองรับ I/O-LINK
ผู้จำหน่ายเซมิคอนดักเตอร์หลายรายยังได้พัฒนา IC ตัวรับส่งสัญญาณที่ตรงกันสำหรับ I/O-LINK บนฝั่งอุปกรณ์หลักและอุปกรณ์รอง และมีทัศนคติเชิงบวกเกี่ยวกับการใช้ I/O-LINK ในการสื่อสารทางอุตสาหกรรม
STMicroelectronics ได้เปิดตัว IC ตัวรับส่งสัญญาณสำหรับอุปกรณ์ I/O-LINK หลักและอุปกรณ์สลาฟ พร้อมด้วยการปรับปรุงที่แตกต่างกันสำหรับเซ็นเซอร์ต่างๆ ตัวอย่างเช่น L6360 ได้รับการกำหนดค่าภายในด้วยการออกแบบวงจรดึงสูง-ด้าน + ต่ำ- + กด-เพื่ออำนวยความสะดวกให้กับสายสัญญาณ Drive I/O-LINK L6364 ติดตั้งช่องการสื่อสารแบบคู่ นอกเหนือจากตัวแปลง DC/DC และ UART โหมดคู่- แต่ยังช่วยให้เอาต์พุตที่กำหนดค่าได้เป็นสองเท่าเพื่อความแรงของไดรฟ์เพิ่มเติม ทำให้ผู้ใช้สามารถกำหนดค่าการวินิจฉัยของอุปกรณ์ปลายทางได้อย่างยืดหยุ่น
TI ให้ความสำคัญกับความน่าเชื่อถือของตัวรับส่งสัญญาณ I / O-LINK เป็นพิเศษ ในการเปิดตัว IC ตัวรับส่งสัญญาณทั้งหมดได้สืบทอดฟังก์ชันการป้องกันไฟกระชาก และกำหนดค่าไดรเวอร์ที่ปรับได้สำหรับข้อจำกัดกระแสไฟเกิน และอัตราการสวิงแรงดันของตัวขับที่ลดลงจะช่วยลดผลกระทบของการโอเวอร์โหลด
การเข้าซื้อกิจการและการบูรณาการ Linear และ MaxicoM ของ ADI ช่วยเสริมผลิตภัณฑ์ของตนในการสื่อสารทางอุตสาหกรรม เช่น MaxicoM เพื่อจัดหา MAX14819 IC ตัวรับส่งสัญญาณดังกล่าว ในขีดจำกัดปัจจุบัน ความต้านทานต่อ-และอุณหภูมิการทำงานสูงสุดบนตัวบ่งชี้หลัก เช่น การปรับปรุงเพิ่มเติม แต่ยังให้ส่วนประกอบเพิ่มเติม รวมถึง-ตัวควบคุมขั้นตอนลงและ LDO จะสะดวกยิ่งขึ้นสำหรับ เซ็นเซอร์และแอคชูเอเตอร์ในชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ในการจ่ายพลังงาน
สรุป
ในฐานะเทคโนโลยี I/O ที่เป็นมาตรฐานแรกของโลก I/O-LINK ผสมผสาน-ระดับอุปกรณ์และโปรโตคอลระดับการควบคุม- เข้าด้วยกัน ชดเชยข้อบกพร่องของเทคโนโลยี fieldbus และรับประกันการสื่อสารที่เชื่อถือได้และบูรณาการจากระดับฟิลด์ล่างสุดไปจนถึงระดับการควบคุม เทคโนโลยี iO-LINK คาดว่าจะกลายเป็น "USB ของอุตสาหกรรมระบบอัตโนมัติ"