No setor de automação industrial, o I/O{0}}LINK serve como elo final para vários atuadores e sensores. Com o avanço das tecnologias de comunicação interconectadas, o I/O{2}}LINK está impulsionando a implementação contínua de aplicativos inovadores em controle e comunicação industrial, digitalização industrial e Internet Industrial na era da fabricação inteligente da Indústria 4.0. O campo atual de automação industrial exige sensores de medição com flexibilidade suficiente,-permitindo ajustes rápidos de parâmetros e interoperabilidade perfeita com tipos mistos de sensores. Isso exige tecnologia de interface de comunicação flexível, explicando o imenso potencial de aplicação do I/O{7}}LINK no mercado de automação industrial.
O próspero mercado de E/S-LINK
De acordo com um relatório de pesquisa de mercado da QYR, o mercado global de tecnologia I/O{0}}LINK atingiu US$ 2,403 bilhões em vendas em 2021 e deverá crescer para US$ 4,742 bilhões até 2028, representando uma taxa composta de crescimento anual (CAGR) de 10,24%. Regionalmente, os mercados da Ásia{7}}Pacífico e europeu dominam atualmente globalmente, com a China experimentando um crescimento particularmente rápido. O tamanho do mercado I/O{9}}LINK da China em 2021 foi de aproximadamente US$ 286 milhões, representando cerca de 11,88% do total global. Prevê-se que atinja 745 milhões de dólares até 2028, representando 15,70% da quota de mercado global nessa altura. Além disso, com base nos cálculos da I/O{18}}Link Association sobre taxas de licenciamento de terminal, o número de nós de I/O{19}}Link experimentou um crescimento explosivo nos últimos anos. As remessas globais permaneceram em torno de 11,4 milhões de nós de 2018 a 2019, mas aumentaram para 21 milhões em 2021,-quase dobrando em apenas um ano. Além do crescimento dos nós terminais, o número de membros da I/O{32}}Link Association expandiu de 100 empresas em 2016 para mais de 400 hoje, e os números continuam a aumentar. A demanda do mercado é clara: como um protocolo de comunicação digital serial ponto a-ponto, o I/O-Link avança significativamente a automação industrial. A sua adoção cada vez mais difundida irá colmatar a “última milha” de comunicação para dispositivos de campo subjacentes.
I/O-LINK preenche a lacuna de comunicação industrial
No setor industrial, os protocolos de comunicação Ethernet industrial como PROFINET, CC{0}}Link, EtherNet/IP e EtherCAT são, sem dúvida, familiares para muitos. Como outra tecnologia de comunicação, o I/O{2}}Link saiu do mercado europeu para a região da Ásia-Pacífico, enfrentando com eficácia vários desafios no projeto de sensores, como dissipação de calor, restrições de tamanho e capacidades atuais de acionamento. Pode-se presumir que o I/O{5}}Link compete com comunicações industriais estabelecidas como PROFINET, CC{6}}Link e EtherNet/IP. Este não é o caso. Nas arquiteturas de redes de sensores industriais, o I/O{9}}Link ocupa a camada mais baixa, funcionando como uma tecnologia de comunicação projetada especificamente para redes de sensores. Embora possa se conectar à camada de controle para abrir a porta para a interconectividade industrial, sua capacidade fundamental reside em enfrentar de forma independente os desafios de comunicação no nível do dispositivo de campo, livre de dependência ou interferência de barramentos de campo. Os gargalos dos sistemas tradicionais de controle de automação industrial são evidentes: todos os sensores reportam dados ou recebem comandos de CLPs por meio de cabos físicos. O ajuste dos parâmetros do sensor requer inúmeras etapas, resultando em recursos de configuração fracos. Além disso, esses sistemas dependem predominantemente de protocolos proprietários para troca unidirecional de informações analógicas, sem recursos de diagnóstico. Os dados analógicos também são suscetíveis à interferência de ruído, dificultando a manutenção da integridade nos diversos ambientes eletromagnéticos dos ambientes industriais. O I/O-Link revoluciona a arquitetura de comunicação industrial subjacente, transformando os sistemas tradicionais de controle de automação. Simplificando, ele oferece configuração flexível de sensores, comunicação confiável de sinais digitais e recursos bidirecionais altamente escaláveis para ambientes industriais. O método de transmissão de pacotes do link de E/S-aloca múltiplas subestações entre o PLC e sensores-de nível inferior. Essas subestações agregam dados de sensores antes da transmissão ascendente, resultando em cabeamento de comunicação progressivamente mais simples à medida que os dados sobem na hierarquia. Como uma tecnologia-independente de fabricante e de barramento de campo-, o I/O-Link fornece dados de processo e identificação de diagnóstico em estruturas inteiras da planta, mesmo com os sensores e atuadores mais simples, eliminando conexões complexas.
Suporte de fabricantes de semicondutores para E/S-LINK
Vários fabricantes de semicondutores desenvolveram ICs transceptores correspondentes para dispositivos mestre e escravos, reconhecendo o potencial do I/O-LINK na comunicação industrial. A STMicroelectronics, por exemplo, oferece ICs transceptores para dispositivos mestre e escravos I/O{2}}LINK, com melhorias diferenciadas adaptadas para vários sensores. Por exemplo, o L6360 incorpora circuitos internos de alto-lado, baixo-e push{7}}pull para condução eficiente de linha de sinal de E/S-Link. O L6364 apresenta canais de comunicação duplos, incluindo um conversor CC/CC e UART de{11}modo duplo, além de permitir duplicação de saída configurável para maior resistência do inversor. Isto facilita a configuração flexível de diagnóstico para dispositivos finais. A TI dá ênfase especial à confiabilidade do transceptor de link de E/S-. Todos os ICs transceptores lançados incorporam proteção contra surtos, drivers ajustáveis para limitação de sobrecorrente e efeitos de overshoot reduzidos por meio de taxas de variação de driver mais baixas. As aquisições da Lintek e da Maxim pela ADI completaram seu portfólio de comunicação industrial. ICs transceptores como o MAX14819 da Maxim apresentam métricas principais aprimoradas, como limitação de corrente,-resistência e temperatura operacional máxima. Eles também incluem componentes adicionais, como reguladores buck e LDOs, simplificando o fornecimento de energia aos componentes eletrônicos dentro de sensores e atuadores.
Resumo
Como a primeira tecnologia de E/S padronizada do mundo, o IO{0}}LINK integra efetivamente protocolos de-nível de dispositivo e de controle-. Ele aborda as deficiências das tecnologias fieldbus, garantindo comunicação integrada confiável desde o nível de campo-inferior até o nível de controle. A tecnologia IO-LINK está prestes a se tornar o "USB da indústria de automação".