In ogni macchinario o impianto è installata una varietà di sensori sempre più intelligenti. L’utilizzo dei dati aggiuntivi da essi forniti consente, tra l’altro, di ottimizzare i processi. Oltre a IO-Link, con IO-Link Safety è disponibile un concetto di comunicazione uniforme per il collegamento di sensori standard e funzionalmente sicuri al livello di controllo.
A partire dal suo ingresso sul mercato oltre dieci anni fa, la tecnologia punto-punto IO-Link si è affermata nella costruzione di macchinari ed impianti, affermazione confermata dai dati recentemente pubblicati dalla comunità. Il numero annuale di dispositivi IO-Link installati ammonta a 6,3 milioni di nodi nel 2021, portando il numero complessivo fino ad oggi installato a oltre 27 milioni. Per i numerosi utenti, la IO-Link Tecnology si sta rivelando una componente essenziale del concetto di macchinario e di impianto. In quanto fattore abilitante della digitalizzazione, garantisce un aumento significativo del contenuto informativo dei sensori e degli attuatori installati in macchinari ed impianti.
Oltre ai diversi vantaggi della tecnologia punto-punto, ad esempio il cavo di collegamento standardizzato o la semplice parametrizzazione tramite una descrizione del dispositivo IO-Link (IODD IO-Link Device Description), la tecnologia non è esente da difetti. Ad esempio, IO-Link ha spesso posto agli utenti una serie di sfide nel contesto della sicurezza funzionale nell’utilizzo dei relativi dispositivi nell’installazione sul campo. Questo perché non era disponibile sul mercato una soluzione paragonabile allo standard per integrare sensori e attuatori sicuri nel sistema di automazione. Nel concetto di macchinario ed impianto, i diversi sensori e attuatori sicuri dovevano essere collegati in modo classico, con diversi cavi di collegamento, al sistema di valutazione associato, ad esempio un sistema di controllo sicuro. Con la pubblicazione dell’estensione del sistema di sicurezza IO-Link Safety V1.1.3 nel marzo 2022, è ora disponibile uno standard con cui l’utente può realizzare un concetto di soluzione integrata. L’estensione del sistema descrive l’uso di IO-Link Safety basato su IO-Link, che consente l’utilizzo di master e dispositivi IO-Link Safety.
Utilizzo indipendente dal produttore dei dispositivi IO-Link Safety
Dal 2016, nel campo dell’automazione sono disponibili diverse soluzioni Safety over IO-Link. Si tratta di approcci specifici del produttore che non soddisfano il concetto su cui si basa IO-Link. I dispositivi Profisafe over IO-Link possono essere utilizzati solo con il master IO-Link appropriato e solo nel sistema Profisafe. I dispositivi non sono fondamentalmente dispositivi IO-Link Safety, piuttosto un elemento del sistema Profisafe. A tale scopo, il telegramma Profisafe viene trasmesso tramite tunnel IO-Link, per cui IO-Link funge solo da percorso di trasmissione. Il necessario master IO-Link inoltra le informazioni tunnelate tramite Profinet al controllore di sicurezza richiesto.
IO-Link Safety, invece, offre tutti i vantaggi di IO-Link apprezzati dagli utenti, come l’indipendenza dalla rete dei sensori e degli attuatori, una tecnica di connessione standardizzata, l’uso di un IODD per la parametrizzazione o la semplice sostituzione dei dispositivi. Inoltre, i dispositivi sviluppati secondo le specifiche sono utilizzabili indipendentemente dal produttore del master IO-Link Safety. L’utente può quindi scegliere sul mercato il dispositivo più adatto per la propria applicazione.
Utilizzo flessibile del master di sicurezza IO-Link Safety anche per IO-Link standard
Oltre a gestire una soluzione IO-Link Safety, anche il master funziona nella modalità operativa IO-Link classica, offrendo all’utente la massima flessibilità in un unico dispositivo. Il supporto di IO-Link e IO-Link Safety solleva l’ovvia domanda se in futuro ci sarà anche un funzionamento misto. La risposta inequivocabile è sì. Grazie al funzionamento misto, i dispositivi IO-Link e i dispositivi possono fornire un maggiore valore aggiunto in termini di informazioni. Tra i campi di applicazione predestinati figurano, tra l’altro, unità di controllo e di segnalazione, che spesso includono altri componenti oltre al pulsante di arresto di emergenza. Grazie al nuovo standard, si può ipotizzare che in futuro ci sarà un solo dispositivo IO-Link/IO-Link Safety che copre tutte le funzioni richieste, trasferendo le informazioni al sistema di controllo tramite il master. Inoltre, anche le barriere fotoelettriche, gli scanner laser o gli hub di sicurezza si baseranno su questi vantaggi.
Varie opzioni di configurazione per le porte IO-Link Safety
Un ulteriore aspetto che depone a favore dell’utilizzo dell’estensione del sistema di sicurezza IO-Link Safety è l’ampia gamma di opzioni di configurazione per le singole porte di sicurezza IO-Link Safety. A questo scopo sono stati creati diversi “livelli di funzionalità” nell’espansione del sistema. Attraverso le modalità operative IO-Link, IO-Link Safety e la modalità mista di entrambi i concetti, è possibile configurare segnali digitali sicuri e segnali digitali non sicuri, aumentando ulteriormente la flessibilità del master di sicurezza IO-Link Safety. Sarebbe ad esempio possibile parametrizzare una porta di sicurezza di classe A che supporta il livello di funzionalità c con le seguenti funzioni:
- IO-Link
- IO-Link Safety
- IO-Link e IO-Link Safety
- ingresso digitale (DI)
- uscita digitale (DO)
- ingresso digitale sicuro a due canali (FS-DI)
L’espansione del sistema affronta anche il tema della porta di classe B, che in futuro potrà alimentare i dispositivi IO-Link con un fabbisogno energetico più elevato. Grazie alle funzioni estese, il nuovo standard consente una facile migrazione della soluzione di sicurezza esistente sul campo. Inoltre, l’utente ottiene un concetto a prova di futuro per l’attuazione della sua strategia di digitalizzazione.
Parametrizzazione semplice tramite IODD
In passato, IO-Link è stato ripetutamente associato ad aspetti quali una maggiore disponibilità del macchinario e del sistema, processi produttivi più efficienti, riduzione dei costi della macchina o prestazioni più elevate. Tuttavia, non esisteva il problema della sicurezza funzionale. Con il nuovo standard IO-Link Safety, i concetti sviluppati possono ora essere applicati integralmente ai macchinari ed ai sistemi. Una caratteristica particolare di questi approcci è la facilità di configurazione dei parametri con IODD e la sostituzione dei dispositivi resa possibile da IO-Link, supportata anche dalla tecnologia IO-Link Safety. È sempre più evidente che quasi tutti i vantaggi della tecnologia IO-Link si stanno diffondendo nel mondo della sicurezza funzionale.
Per la costruzione di macchinari, IO-Link Safety si sta rivelando un elemento importante per realizzare un collegamento ininterrotto di sensori e attuatori al livello di controllo. Si può ipotizzare che i primi master di sicurezza IO-Link Safety e i primi dispositivi di sicurezza IO-Link Safety saranno introdotti da diversi fornitori già nel 2023. In definitiva, lo standard crea per gli utenti un percorso indipendente dal produttore per la digitalizzazione di macchinari e sistemi.
Conseguenze di vasta portata del nuovo regolamento macchine
La revisione completa della direttiva macchine 2006/42/CE ed il conseguente passaggio al regolamento macchine comportano conseguenze di vasta portata per tutti gli operatori del mercato. In particolare, si raccomanda ai produttori di macchinari e componenti di sicurezza di allinearsi tempestivamente ai cambiamenti previsti, in particolare per quanto riguarda la sicurezza informatica. Anche gli operatori di macchinari ed impianti saranno chiamati ad agire: alla luce degli attuali scenari di minaccia, devono emergere nuovi concetti di automazione che devono essere implementati congiuntamente dal produttore e dall’utilizzatore. Con la propria vasta esperienza in termini di soluzioni, Phoenix Contact fornisce un valido supporto lungo questo percorso.
Marcel Franzke, Strategic Product Marketing – Safety Automation Infrastructure, Phoenix Contact GmbH & Co. KG, Blomberg, Germania
