En el sector de la automatización industrial, I/O-LINK sirve como enlace final a varios actuadores y sensores. Con el avance de las tecnologías de comunicación interconectadas, I/O-LINK está impulsando la implementación continua de aplicaciones innovadoras en control y comunicación industriales, digitalización industrial e Internet industrial en la era de la fabricación inteligente de la Industria 4.0. El campo de la automatización industrial actual requiere sensores de medición con suficiente flexibilidad-que permitan ajustes rápidos de parámetros y una interoperabilidad perfecta con tipos de sensores mixtos. Esto exige una tecnología de interfaz de comunicación flexible, lo que explica el inmenso potencial de aplicación de I/O-LINK en el mercado de la automatización industrial.
El próspero mercado de I/O-LINK
Según un informe de investigación de mercado de QYR, el mercado mundial de tecnología I/O-LINK alcanzó los 2403 millones de dólares en ventas en 2021 y se prevé que crezca hasta los 4742 millones de dólares en 2028, lo que representa una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 10,24 %. A nivel regional, los mercados de Asia-Pacífico y Europa dominan actualmente a nivel mundial, y China experimenta un crecimiento particularmente rápido. El tamaño del mercado de I/O-LINK de China en 2021 fue de aproximadamente 286 millones de dólares, lo que representa aproximadamente el 11,88 % del total mundial. Se prevé que alcance los 745 millones de dólares en 2028, lo que representa el 15,70% de la cuota de mercado mundial en ese momento. Además, según los cálculos de las tarifas de licencia de terminales de la I/O-Link Association, el número de nodos de I/O-Link ha experimentado un crecimiento explosivo en los últimos años. Los envíos globales se mantuvieron en alrededor de 11,4 millones de nodos entre 2018 y 2019, pero aumentaron a 21 millones en 2021-casi duplicándose en solo un año. Más allá del crecimiento de los nodos terminales, la membresía de la I/O-Link Association se ha expandido de 100 empresas en 2016 a más de 400 en la actualidad, y las cifras siguen aumentando. La demanda del mercado es clara: como protocolo-a-comunicación digital serial punto a punto, I/O-Link avanza significativamente en la automatización industrial. Su adopción cada vez más generalizada unirá la "última milla" de comunicación para los dispositivos de campo subyacentes.
I/O-LINK cierra la brecha en la comunicación industrial
En el sector industrial, los protocolos de comunicación Ethernet industriales como PROFINET, CC-Link, EtherNet/IP y EtherCAT sin duda resultan familiares para muchos. Como otra tecnología de comunicación, I/O-Link se ha extendido desde el mercado europeo a la región de Asia-Pacífico, abordando de manera efectiva varios desafíos en el diseño de sensores, como la disipación de calor, las limitaciones de tamaño y las capacidades de unidad actuales. Se podría suponer que I/O-Link compite con comunicaciones industriales establecidas como PROFINET, CC-Link y EtherNet/IP. Este no es el caso. Dentro de las arquitecturas de redes de sensores industriales, el enlace de E/S-ocupa la capa más baja y funciona como una tecnología de comunicación diseñada específicamente para redes de sensores. Si bien puede conectarse a la capa de control para abrir la puerta a la interconectividad industrial, su capacidad fundamental radica en abordar de forma independiente los desafíos de comunicación a nivel de dispositivo de campo, sin depender de buses de campo ni interferencias de estos. Los cuellos de botella de los sistemas de control de automatización industrial tradicionales son evidentes: todos los sensores informan datos o reciben comandos de los PLC a través de cables físicos. El ajuste de los parámetros del sensor requiere numerosos pasos, lo que da como resultado capacidades de configuración débiles. Además, estos sistemas dependen predominantemente de protocolos propietarios para el intercambio de información analógica unidireccional y carecen de capacidades de diagnóstico. Los datos analógicos también son susceptibles a la interferencia de ruido, lo que dificulta mantener la integridad en los diversos entornos electromagnéticos de los entornos industriales. I/O-Link revoluciona la arquitectura de comunicación industrial subyacente, transformando los sistemas de control de automatización tradicionales. En pocas palabras, ofrece una configuración de sensor flexible, comunicación de señal digital confiable y capacidades bidireccionales altamente escalables para entornos industriales. El método de transmisión de paquetes de E/S-Link asigna múltiples subestaciones entre el PLC y los sensores-de nivel inferior. Estas subestaciones agregan datos de sensores antes de la transmisión ascendente, lo que resulta en un cableado de comunicación cada vez más simple a medida que los datos ascienden en la jerarquía. Como tecnología-independiente del fabricante y del bus de campo-, I/O-Link ofrece datos de proceso e identificación de diagnóstico en estructuras completas de la planta, incluso con los sensores y actuadores más simples, eliminando conexiones complejas.
Soporte de fabricantes de semiconductores para E/S-LINK
Numerosos fabricantes de semiconductores han desarrollado circuitos integrados transceptores compatibles para dispositivos maestros y esclavos, reconociendo el potencial de I/O-LINK en la comunicación industrial. STMicroelectronics, por ejemplo, ofrece circuitos integrados de transceptores para dispositivos maestros y esclavos I/O-LINK, con mejoras diferenciadas adaptadas a varios sensores. Por ejemplo, el L6360 incorpora circuitos internos de lado alto-, lado bajo-y push-pull para una conducción eficiente de la línea de señal de enlace de E/S-. El L6364 cuenta con canales de comunicación duales, incluido un convertidor CC/CC y UART de modo dual-, al tiempo que permite duplicar la salida configurable para mejorar la potencia de la unidad. Esto facilita una configuración de diagnóstico flexible para dispositivos finales. TI pone especial énfasis en la confiabilidad del transceptor de enlace de E/S-. Todos los circuitos integrados de transceptores lanzados incorporan protección contra sobretensiones, controladores ajustables para limitación de sobrecorriente y efectos de sobreimpulso reducidos a través de velocidades de respuesta de controlador más bajas. Las adquisiciones de Lintek y Maxim por parte de ADI han completado su cartera de comunicaciones industriales. Los circuitos integrados de transceptor como el MAX14819 de Maxim cuentan con métricas centrales mejoradas, como limitación de corriente, resistencia de encendido y temperatura máxima de funcionamiento. También incluyen componentes adicionales como reguladores reductores y LDO, lo que simplifica la entrega de energía a los componentes electrónicos dentro de sensores y actuadores.
Resumen
Como la primera tecnología de E/S estandarizada del mundo, IO-LINK integra de manera efectiva protocolos de nivel-de dispositivo y de nivel de control-. Aborda las deficiencias de las tecnologías de bus de campo, garantizando una comunicación integrada confiable desde el nivel de campo inferior-hasta el nivel de control. La tecnología IO-LINK está preparada para convertirse en el "USB de la industria de la automatización".