Dans le secteur de l'automatisation industrielle, I/O-LINK sert de lien final vers divers actionneurs et capteurs. Grâce aux progrès des technologies de communication interconnectées, I/O-LINK favorise la mise en œuvre continue d'applications innovantes dans les domaines du contrôle et de la communication industriels, de la numérisation industrielle et de l'Internet industriel à l'ère de la fabrication intelligente de l'Industrie 4.0. Le domaine actuel de l'automatisation industrielle nécessite des capteurs de mesure suffisamment flexibles-permettant des ajustements rapides des paramètres et une interopérabilité transparente avec des types de capteurs mixtes. Cela nécessite une technologie d'interface de communication flexible, ce qui explique l'immense potentiel d'application d'I/O-LINK sur le marché de l'automatisation industrielle.
Le marché florissant des E/S-LINK
Selon une étude de marché réalisée par QYR, le marché mondial des technologies d'E/S-LINK a atteint 2,403 milliards de dollars de ventes en 2021 et devrait atteindre 4,742 milliards de dollars d'ici 2028, ce qui représente un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 10,24 %. Au niveau régional, les marchés de l'Asie-Pacifique et de l'Europe dominent actuellement à l'échelle mondiale, la Chine connaissant une croissance particulièrement rapide. La taille du marché chinois des I/O-LINK en 2021 était d'environ 286 millions de dollars, soit environ 11,88 % du total mondial. Il devrait atteindre 745 millions de dollars d’ici 2028, ce qui représenterait alors 15,70 % de la part de marché mondiale. De plus, d'après les calculs de la I/O-Link Association concernant les frais de licence des terminaux, le nombre de nœuds I/O-Link a connu une croissance explosive ces dernières années. Les expéditions mondiales sont restées autour de 11,4 millions de nœuds de 2018 à 2019, mais ont bondi à 21 millions en 2021-, doublant presque en un an seulement. Au-delà de la croissance des nœuds de terminaux, le nombre de membres de l'I/O-Link Association est passé de 100 entreprises en 2016 à plus de 400 aujourd'hui, et ce nombre continue d'augmenter. La demande du marché est claire : en tant que protocole de communication numérique série-point à point-, I/O-Link fait progresser considérablement l'automatisation industrielle. Son adoption de plus en plus répandue comblera le « dernier kilomètre » de communication pour les appareils de terrain sous-jacents.
I/O-LINK comble le fossé de la communication industrielle
Dans le secteur industriel, les protocoles de communication Ethernet industriels tels que PROFINET, CC-Link, EtherNet/IP et EtherCAT sont sans aucun doute familiers à beaucoup. En tant qu'autre technologie de communication, I/O-Link est passée du marché européen à la région Asie-Pacifique, répondant efficacement à divers défis liés à la conception de capteurs tels que la dissipation thermique, les contraintes de taille et les capacités actuelles des lecteurs. On pourrait supposer que I/O-Link est en concurrence avec les communications industrielles établies telles que PROFINET, CC-Link et EtherNet/IP. Ce n'est pas le cas. Au sein des architectures de réseaux de capteurs industriels, I/O-Link occupe la couche la plus basse, fonctionnant comme une technologie de communication spécialement conçue pour les réseaux de capteurs. Bien qu'il puisse se connecter à la couche de contrôle pour ouvrir la porte à l'interconnectivité industrielle, sa capacité fondamentale réside dans la résolution indépendante des défis de communication au niveau des appareils de terrain, sans dépendance ni interférence avec les bus de terrain. Les goulots d'étranglement des systèmes de contrôle d'automatisation industrielle traditionnels sont évidents : tous les capteurs transmettent des données ou reçoivent des commandes des automates via des câbles physiques. L'ajustement des paramètres du capteur nécessite de nombreuses étapes, ce qui entraîne de faibles capacités de configuration. De plus, ces systèmes s'appuient principalement sur des protocoles propriétaires pour l'échange d'informations analogiques à sens unique, dépourvus de capacités de diagnostic. Les données analogiques sont également sensibles aux interférences sonores, ce qui rend difficile le maintien de leur intégrité dans les divers environnements électromagnétiques des environnements industriels. I/O-Link révolutionne l'architecture de communication industrielle sous-jacente, en transformant les systèmes de contrôle d'automatisation traditionnels. En termes simples, il offre une configuration de capteur flexible, une communication de signal numérique fiable et des capacités bidirectionnelles hautement évolutives aux environnements industriels. La méthode de transmission de paquets I/O-Link alloue plusieurs sous-stations entre l'automate et les capteurs-de niveau inférieur. Ces sous-stations regroupent les données des capteurs avant leur transmission vers le haut, ce qui simplifie progressivement le câblage de communication à mesure que les données montent dans la hiérarchie. En tant que technologie indépendante du fabricant-et du bus de terrain-, I/O-Link fournit des données de processus et une identification de diagnostic sur des structures entières d'usine, même avec les capteurs et actionneurs les plus simples, éliminant ainsi les connexions complexes.
Prise en charge des fabricants de semi-conducteurs pour les E/S-LINK
De nombreux fabricants de semi-conducteurs ont développé des circuits intégrés d'émetteur-récepteur adaptés aux appareils maîtres et esclaves, reconnaissant ainsi le potentiel des E/S-LINK dans la communication industrielle. STMicroelectronics, par exemple, propose des circuits intégrés d'émetteur-récepteur pour les dispositifs maîtres et esclaves d'E/S-LINK, avec des améliorations différenciées adaptées à différents capteurs. Par exemple, le L6360 intègre des circuits internes côté haut-côté bas-et push-pull pour une conduite efficace des lignes de signal d'E/S-Link. Le L6364 dispose de deux canaux de communication, dont un convertisseur DC/DC et un UART double-mode, tout en permettant également un doublement de sortie configurable pour une puissance de disque améliorée. Cela facilite une configuration de diagnostic flexible pour les appareils finaux. TI accorde une importance particulière à la fiabilité des émetteurs-récepteurs I/O-Link. Tous les circuits intégrés d'émetteur-récepteur commercialisés intègrent une protection contre les surtensions, des pilotes réglables pour limiter les surintensités et des effets de dépassement réduits grâce à des vitesses de montée des pilotes plus faibles. Les acquisitions par ADI de Lintek et Maxim ont complété son portefeuille de communications industrielles. Les circuits intégrés d'émetteur-récepteur comme le MAX14819 de Maxim présentent des mesures de base améliorées telles que la limitation de courant, la résistance à l'activation et la température de fonctionnement maximale. Ils comprennent également des composants supplémentaires tels que des régulateurs abaisseurs et des LDO, simplifiant l'alimentation en énergie des composants électroniques des capteurs et des actionneurs.
Résumé
En tant que première technologie d'E/S standardisée au monde, IO-LINK intègre efficacement les protocoles au niveau de l'appareil-et au niveau du contrôle-. Il comble les lacunes des technologies de bus de terrain, garantissant une communication intégrée fiable depuis le niveau de terrain -inférieur jusqu'au niveau de contrôle. La technologie IO-LINK est sur le point de devenir « l'USB du secteur de l'automatisation ».