IO-Link　フィールドバスとデバイスを繋ぐ高機能インタフェースの国際規格

Page 1:IO-Linkフィールドバスとデバイスを繋ぐ高機能インタフェースの国際規格簡単設置とコスト削減予防保全効率的な運用稼働率の向上バルーフ株式会社本社〒113-0001東京都文京区白山1-13-7アクア白山ビル9FTel. 03-3830-0520Fax 03-3830-0519info.jp@balluff.jp北陸営業所〒939-1365富山県砺波市三島町12-16ムネヨシビル2F B区画Tel. 0763-58-5440Fax 0763-58-5441名古屋営業所〒453-0015愛知県名古屋市中村区椿町20-15名古屋国鉄会館ビル6F 603号室Tel. 052-454-3125Fax 052-454-3135福岡営業所〒812-0016福岡県福岡市博多区博多駅南1-11-27AS-OFFICE博多6F 604号室Tel. 092-292-7710Fax 092-292-7711www.balluff.jp大阪営業所〒530-0001大阪市北区梅田1-11-4-1100大阪駅前第4ビル11F 10号室Tel. 06-6131-7620Fax 06-6131-6199Doc.-No.914874/Mat.-No.239633JAK15;Subjecttochange.ReplacesF14.物体検出リニア位置センサ状態監視システムと流体センサ産業用IDシステム産業用ネットワークと接続機器アクセサリシステムとサービスCMYCMMYCYCMYK

Page 2:2IO-Linkとは世界に普及する国際規格のインタフェースIO-Linkは末端のセンサ/アクチュエータと既存のフィールドバスを1対1で繋ぐオープンな国際規格のインタフェースです。(IEC61131-9)この新しいインタフェースの普及を進めるべく2010年に設立されたIO-Link協会は、現在100社以上の企業が参画しており、今もなおその数を増やしています。Balluffはこの協会の発足時からのメンバーの一つです。IO-Link協会のメンバーにはコントローラやデバイスの企業だけでなく、デバイスのICを提供する半導体メーカーも参画しています。これは、デバイスのICには既にIO-Linkの機能が含まれている可能性があることを示しています。また、メンバーのなかでセンサを提供する企業の世界シェアを総合すると約80%に及びます。今後、世に出るセンサがIO-Linkの機能を搭載する可能性が伺えます。

Page 3:3■ www.balluff.jp

Page 4:4SIO ModeIO-Link24Vデジタル信号IO-Linkとは132 4L C/QL–SIOIO-Link24 V0 Vピン 信号 概要1 L 24 V23 L– グランド4 C/Q 通信 スイッチングIO-Linkメッセージ データ交換 データ量 伝送速度スタンダード I/O 周期的, バイナリ1 bit< 0.1 ms(COM 2: 38.4 Kbit/s)プロセスデータ 周期的,シリアル1 ~ 32 bytes2.3 ~ 32 ms(COM 2: 38.4 Kbit/s)パラメータデータ(デバイスパラメータ 診断情報)非周期的,シリアル24 V0 VSIO ModeIO-Link24Vデジタル信号132 4L C/QSIOIO-Link24 V0 V簡単に既存のネットワークへ統合IO-Linkは既存のフィールドバスへ簡単にセンサ/アクチュエータの統合を可能とするインタフェースです。IO-Linkの接続には安価かつ入手性の高い3線非シールドケーブルが使用されます。信号は耐ノイズ性に優れた双方向デジタル通信で行われます。IO-Linkのマスタとスレーブは1対1で接続され、ネットワーク構造を組むことは出来ません。■ ネットワークではなくインタフェース■ 1対1の双方向シリアル通信■ 耐ノイズ性に優れたデジタル通信方式■ フィールドバスやPLCに依存しない■ 接続は3線非シールドケーブル■ 最大ケーブル長は20m■ 通常のセンサ/アクチュエータも接続可能フィールドバスIO-Linkマスタ機能搭載ネットワークインタフェースM12コネクタ付き3線非シールドケーブル最大ケーブル長20mコントローラ

Page 5:5■ www.balluff.jp紙がないインクがない紙が詰まったIO-LinkはFA界のUSBUSBケーブルであらゆるデバイスを接続できるように、IO-Linkデバイスへの接続は標準的なM12コネクタ付き3線非シールドケーブルを使用します。アナログ信号やデータなどあらゆる信号はデジタル変換されるため、ノイズ耐性に優れた信頼ある通信が可能です。利点■ 全てのデバイスのケーブル共通化で在庫削減■ 安価で高い入手性■ 柔軟かつ軽量■ M12コネクタで配線から接続へ■ 高い耐ノイズ性のデジタル通信あらゆる接続は3線非シールドケーブル識別機能とパラメータ転送リアルタイムな自己診断機能3線式非シールドケーブルUSBケーブルSP1, RP1表示単位圧力値スイッチング出力メーカー型式電圧降下ショート圧力が測定範囲外USBでデバイスを接続すると、PCはデバイスを識別し動作するために必要なドライバをインストールします。IO-Linkデバイスは固有のプロファイル(IODD)を持ちマスタはその情報を基にデバイスを識別することができます。また、接続と同時にマスタ自身が保持しているパラメータを自動ダウンロードします。これは特別なプログラムを必要としません。もちろん、一つ一つのパラメータをコントローラからリアルタイムに変更することも可能です。利点■ マニュアルや技術不要のデバイス交換■ 接続後、即復旧でダウンタイムを著しく削減■ 識別機能で誤ったデバイスの接続なし■ 安全を確保する遠隔からのティーチングと校正■リアルタイムな生産プロセスの変更に対応現在では当たり前のようにプリンタは紙が無くなればPCへ警告を出します。また、インクの量が無くなる前に警告を出し交換を促します。IO-Linkもショートや断線、レンズの汚れなどデバイス固有の診断情報を上位のコントローラへリアルタイムに送信することにより、装置のダウンタイム削減や稼働時間の向上に貢献します。利点■リアルタイムな更新で予防保全を実現■ テスタ不要のトラブルシューティング■ 原因の特定がすぐできるデバイス固有の診断情報

Page 6:6HMIBalluffのIO-Linkソリューション集中制御[PLCと端子台]問題点1あるデバイスの故障で電源が落ちたが、何処が原因か分からない問題点3制御盤など専用設計品が増えるためコストと納期に不安問題点2“I/O”, ”アナログ”とデバイスの種類ごとにインタフェースカードを要求問題点6ノイズの影響でアナログ信号が不安定問題点8IP20のスレーブはカバーが必要問題点11デバイスの高機能化で要求される複雑で面倒なデバイス設定4線シールドケーブル8線専用ケーブル24本のバラ線9線シールドケーブル問題点12デバイス毎に要求される専用ケーブルで在庫の増加と納期の不安問題点13多数のケーブルを必要とするソレノイドバルブは配線が複雑で時間を要する問題点14レンズの汚れなど予防できるトラブルでラインが止まる問題点15拡張すると高価なネットワークケーブルとスレーブが必要問題点9ネットワークかI/Oか、問題の切り分けが見えにくい問題点10スレーブはデバイスの種類ごとにインタフェースを要求問題点5多数のケーブルを配線し長距離延ばすため、配線工数と交換やメンテナンスに時間がかかる問題点4トラブルの原因究明はテスタと電気図面が不可欠分散制御[フィールドバス]問題点7トラブル発生時、中央のHMIを確認しないと状況が分からない

Page 7:7■ www.balluff.jp問題点5を解決盤内外の配線もすっきり(⑤)問題点3,8を解決制御盤設計の悩み解消 (③)問題点1を解決故障個所を早期発見 (①)スマートライトコントローラ分散制御[フィールドバスとIO-Link]問題点12を解決使うケーブルは1種類 (⑪)問題点11を解決簡単パラメータ設定 (⑩)問題点15を解決一つのスレーブに最大136点のI/O (⑬)問題点7を解決その場でトラブル発見 (⑦)問題14を解決予防保全に貢献 (⑫)問題点2,10を解決I/Oもデータ処理も1つのインタフェースで (②)問題点13を解決ソレノイドバルブを瞬時に接続 (⑨)問題点6を解決ノイズに強いデジタル伝送 (⑥)問題点4を解決テスターと図面不要のトラブルシューティング (④)問題点9を解決ネットワークもスレーブから見える化 (⑧)圧力センサスロットセンサレーザー距離センサソレノイドバルブRFID光電距離センサアナログアダプタセンサ/アクチュエータハブインダクティブカプラ近接センサ

Page 8:8BalluffのIO-Linkソリューション① 故障個所を早期発見ネットワークインタフェースやセンサハブに搭載された保護回路はトラブルの被害を最小限にします。■トラブルのチャンネルのLEDは赤く表示■ 他のチャンネルやデバイスは正常に動作■ コントローラにデータで障害箇所とトラブルの内容を通知デイバスの破損による過負荷で電源がダウン 過負荷が起きても保護回路でトラブルの起きたチャンネル以外は正常動作HMIHMIHMIHMI④ テスターと図面不要のトラブルシューティングIO-Linkデバイス,ネットワークインタフェースの診断情報とLEDでトラブル個所と原因を即発見します。■ 障害が発生するとそのチャンネルのLEDが変化■リアルタイムな診断情報が即、コントローラへ障害の原因を通知■ WebserverでPC上から状況を確認③ 制御盤設計の悩み解消IP67対応のネットワークインタフェースやセンサハブに盤内設置やカバーの必要ありません。■ 制御盤の縮小とボックス不要■ 設置場所の自由度向上■ デバイス間のケーブル長を短縮端子台やスレーブはボックスが必要デバイス近くの支柱や装置の外壁に設置可能

Page 9:9■ www.balluff.jp② I/Oもデータ処理も1つのインタフェースでIO-Linkマスタポートは対応デバイスであれば、その種類に関わらず接続することが可能です。■ スロットの空きやカード追加の心配なし■ RFIDもレーザー距離センサも同じM12ポートに接続■ 自由な拡張ネットワークカードI/OカードI/Oカードアナログカード出力用カード特殊インタフェース電源⑤ 盤内外の配線もすっきりフィールドバスとIO-Linkの組合せはケーブルの数と配線工数、メンテナンス時の手間を著しく削減します。■ フィールドバスの分散制御で制御盤から出すケーブルは24VDCとネットワークケーブルのみ■ IO-Linkでデバイスの接続は安価な3線非シールドケーブルでコネクタ接続■ デバイスの直近に設置可能な為、それぞれのケーブル長を短縮I/OチャンネルI/Oハブ RFIDなど特殊デバイスアナログハブソレノイドバルブ

Page 10:10BalluffのIO-Linkソリューション⑥ ノイズに強いデジタル伝送IO-Linkはアナログやデータをデジタル信号に変換して伝送します。信頼性の高いデータ伝送により、アナログデバイスを容易に実装でき装置の付加価値を向上させます。■ 耐ノイズ性の高いデジタル伝送■ アナログアダプタで既存のデバイスも容易にデジタル変換■ 接続はM12コネクタの3線非シールドケーブルのみPSIP20I/O⑦ その場でトラブル発見ネットワークインタフェースやセンサハブの各チャンネルに搭載された高輝度LEDは瞬時にそのチャンネルの状況を判断できます。■ 高輝度LEDで遠くからでも確認■ LEDの状態でトラブル内容を把握■ ディスプレイ両端のLEDでトラブルを任意に表示入力短絡デバイス誤接続/転送失敗断線短絡0 1過負荷IO-Link0 1出力IO-Link多芯シールドケーブル3線非シールドケーブル3線非シールドケーブルアナログアダプタ従来のレーザー距離センサIO-Link対応レーザー距離センサ従来のレーザー距離センサ

Page 11:11■ www.balluff.jp⑧ ネットワークもスレーブから見える化Balluffのネットワークインタフェースには各フィールドバス固有の通信状況とネットワークインタフェースの電源状態を示すLEDを搭載しています。■ LEDでネットワークの異常を瞬時に確認■ スレーブの供給電圧が18V以下でLEDが変化し上位へ■ デバイス、スレーブ、ネットワークの状態をスレーブ一つで判断*ネットワークの種類によってLEDの数や表示方法は変わります。Ethernet/IPのLED表示Webserverからも確認UA(アクチュエータ用電源)ModNet100LinkUS(デバイス/センサ用電源)OKOKOKクロック固定不可IP設定なしネット接続ありバスクロック: 10 Mbit/sデータ通信初期化電圧降下 (< 18 V)電圧降下 (< 18 V)誤設定/設定なし初期化IP設定あり、ネット接続なし接続タイムアウトバスクロック: 100 Mbit/s電圧なし (< 11 V)電圧なし (< 11 V)⑨ ソレノイドバルブを瞬時に接続Balluffのバルブコネクタは最大24chのソレノイドバルブの配線を1つのコネクタ接続に集約しました。複雑で手間のかかる作業を廃し、設置時間を大幅に短縮します。■ 最大24chのバルブを1つのコネクタで接続■ 設置工数と時間を大幅に削減■ 配線によるヒューマンエラーなし

Page 12:12BalluffのIO-Linkソリューション⑩ 簡単パラメータ設定IO-Linkは高機能デバイスが要求する複雑なパラメータ設定を容易にすることができます。方法 #1 – コントローラからのダウンロード■ コントローラのメモリにパラメータを保存■ コントローラからデバイスへダウンロード■ 複数のパラメータを記憶/保存方法 #2 – データストレージ機能■ データストレージの機能をON■ 接続されているデバイスのパラメータを記憶■ 交換時、自動的にダウンロード方法 #3 – USB IO-LinkマスタでPCに保存■ PCまたネットワーク上のサーバーに保存■ USB経由でIO-Linkデバイスを接続■ ソフトウェアを用いてPCからダウンロード方法 #4 – Webserverから入力■ パラメータをPC上のファイルへリスト化■ Webserverを用いてIO-Linkマスタへ接続■ Webserver上でパラメータを送信■ 交換時の複雑なデバイス設定を緩和■ マニュアルの熟読不要■ ボタンやポテンションメーターによる設定不要■ 設定変更もすぐに完了■ 迅速なデバイス交換でダウンタイムを削減#1 – コントローラからのダウンロード#4 – Webserverから入力#2 – IO-Linkマスタのデータストレージ機能#3 – USB IO-LinkマスタでPCに保存

Page 13:13■ www.balluff.jp⑪ 使うケーブルは1種類従来、アナログセンサやRFID、タワーライトなどそれぞれに専用のケーブルを用意しなければなりませんでした。IO-Linkデバイスはデバイスの種類に関わらず3線非シールドケーブルで接続します。■ ケーブルの統一化で在庫削減■ 安価かつ高い入手性■ 柔軟で配線が容易PSIP20I/O9 線式シールドケーブル3 線式非シールドケーブルIO-Linkモジュール合計で15 %∼20 %のコスト削減0 %(コストアップなし)50 %コスト削減フィールドバス10 %コスト削減IO-Link の出力:■ 測定値■ スイッチング信号■ パラメータ■ 自己診断情報設置時間:30分フィールドバス設置時間:1分コントローラ電源カバーや制御盤 アナログ出力■ 測定値■ スイッチング信号

Page 14:14BalluffのIO-Linkソリューション⑫ 予防保全に貢献IO-Linkデバイスが持つ診断情報により迅速な原因究明と即時復旧が可能となります。また、レンズの汚れなどのデバイス固有の診断情報は予防保全に貢献します。■ 的確な診断情報で即時復旧■リアルタイムな更新は予防保全に貢献■ ダウンタイムを削減し稼働時間を向上スマートライトで視覚的にも状態を表示!!

Page 15:15■ www.balluff.jp① IO-Linkマスタ■ 4ポートまたは8ポート搭載■ パラメータサーバ機能■ ディスプレイ搭載② スマートライト■ スタックライトモード：1～5ゾーン■ レベルモード：レベル表示■ 設定：色、輝度、レベルなど③ スマートセンサ■ 光電、近接、超音波、圧力■ パラメータの保持と設定変更■ 自己診断とデジタル伝送④ RFID■ シンプルな統合と容易な運用■ 読込み/書込み8byteまたは30byteを用意■ 見える化と柔軟性向上⑤ リニアスケール■ 非シールドケーブルで32bitの高分解能■ 測定範囲を任意に設定■ 50mmから4500mmまで⑥ センサ/アクチュエータハブ■ 最大16点センサ/アクチュエータ■ M8またはM12のIP67対応メタル/プラスチックハウジング。■ 入/出力設定可能⑦ レーザー距離センサ■ 最大6mの測定範囲■ 製造工程の柔軟性向上■ 可視レーザーで調整が容易⑧ カラーセンサ■ 色の配列やマッチングを検知■ 最大5パターン■ 製造工程の柔軟性向上⑨ ビジョンセンサ■ シンプルで効果的なポカヨケツール■ 1つのデバイスにID機能とポカヨケツール■ シンプルな3ステッププログラミング接続のオプションについては担当者にお問い合わせください。⑬ 一つのスレーブに最大136点のI/OIO-Linkのセンサハブは最大16点のI/Oを拡張を3線非シールドケーブル1本で実現します。その他、様々なメーカーが提供するユニークなIO-Linkデバイス使用して、お客様に最適なシステムを確立することができます。■ 安価なセンサハブと3線非シールドケーブルでI/Oを拡張■ 8ポートのIO-Linkマスタで最大136のI/Oを拡張■ その他ユニークなデバイスを用意① ①②③④⑤⑨⑧⑦⑥

Page 16:16IO-Linkマスタ搭載 ネットワークインタフェース

Page 17:17■ www.balluff.jp

Page 18:高視認性のディスプレイアドレスやバージョン情報を表示する高輝度なディスプレイを搭載します。両端の2つのボタンでIPやノード番号を設定できます。ボタン操作はコントローラからロックすることも可能です。ユーザー設定のLEDディスプレイの両端にユーザーが任意に設定可能な赤と緑に光るLEDを搭載します。プログラムでユーザーが任意に光らせることが可能です。機能設定が可能なチャンネル通常のチャンネルは入力/出力、IO-Linkマスタのチャンネルは入力/出力/IO-Linkを任意に切り替えることが可能です。無駄なチャンネルを減らし、スレーブの数を節約することができます。1ポート当たり2チャンネル全てのポートには2つのチャンネルが搭載されています。つまり、8ポートに16のセンサ/アクチュエータを接続することができます。通信状況と電源状態を示すLEDBNIにはネットワークの通信状況を示すLEDと電源供給の状況を示すLEDを搭載します。トラブルの原因切分けを迅速に判断できます。フラットデザイン凸部のないフラットなデザインは設置性を高めるだけでなく、コネクタ接続部の破損の恐れをなくします。2つの取付け穴は従来の4点止めの作業工数を半減します堅牢なハウジングIP67対応の堅牢な亜鉛ダイキャストハウジングは耐衝撃、衝突性に優れ、油や水がかかっても、作業者が踏んでしまっても破損することはありません。パワフルな出力1チャンネル当たり最大2A(合計9A)の出力が可能です。全てのチャンネルに過負荷保護回路を搭載し、LEDによる表示により早期発見が可能です。IO-Linkマスタ機能搭載ネットワークインタフェースBNITCP/IP経由で状況の確認と設定 ができるWebserber機能(対応機種のみ)■ BNIの状況をPCのブラウザ上で確認■ IP、ノード番号などBNIの各種設定■ 接続されているIO-Linkデバイスの設定18高い視認性のLED各チャンネルに3色に光る大きく高輝度のLEDを搭載します。作業者は各チャンネルの状態を瞬時に判断することができます。入力短絡デバイス誤接続/転送失敗断線短絡0 1過負荷IO-Link0 1出力IO-Link

Page 19:19■ www.balluff.jpデバイス識別機能Ver1.1対応のIO-Linkマスタポートに接続されているデバイスのプロファイルを自動的に読取り、識別する機能です。■ 高輝度LEDでデバイスの誤接続を警告■ デバイス交換時のヒューマンエラーなし■ 誤ったデバイスの接続による装置の破損なし① IO-Linkマスタポートにデバイスを登録BSP0086圧力範囲：-0.1 ~ 0.2MPa② IO-Linkマスタポートが交換されたデバイスを自動的に識別データストレージ機能データストレージ機能は各IO-Linkポートにデバイスのパラメータを保持し、センサが交換された瞬間にパラメータがデバイスへ転送される機能です。■ 知識不要のデバイス交換■ 装置のダウンタイム削減■ パラメータの設定違いごとの在庫不要つないだ瞬間にパラメータを転送BSP0086圧力範囲：-0.1 ~ 0.2MPaBSP0087圧力範囲：-0.1 ~ 1MPa

Page 20:20マスタ CC-Link IE Fieldバスケーブル長さ オーダー番号1 m BCC0HZJ BCC0HZN BCC0HZC2 m BCC0HZK BCC0HZP BCC0HZE5 m BCC0HZL BCC0HZR BCC0HZF10 m BCC0HZM BCC0HZT BCC0HZHタイプ オス/オス オス/オス オス/オスコネクタ M12/RJ45 M12/M12 RJ45/RJ45メモタイプ IO-Link PNP IO-Link NPNオーダー番号 BNI008C BNI008R型式 BNI CIE-508-105-Z015 BNI CIE-518-105-Z015IO-Linkポート 8 8Webserver なし なしメモ