Een IO-Link sensor geeft niet simpelweg 'meer data' dan een standaard sensor. Er bestaan verschillende soorten data met een andere functie en timing. Wie process data, parameters en diagnose door elkaar haalt, maakt PLC-programma's onnodig complex of leest informatie op het verkeerde moment uit.
Voor machinebouwers is vooral het onderscheid tussen cyclische process data, acyclische parameters via on-request data/ISDU en diagnostische events belangrijk.
Kort antwoord
Process data worden cyclisch tussen master en device uitgewisseld en bevatten de informatie die de machine tijdens normaal bedrijf continu nodig heeft, bijvoorbeeld een meetwaarde of schakelstatus. Parameters worden doorgaans acyclisch gelezen of geschreven, bijvoorbeeld voor teach-in, filtering of grenswaarden. Diagnose/events melden toestanden en fouten. De IODD beschrijft hoe deze gegevens voor het specifieke device zijn opgebouwd.
Dit artikel bouwt voort op IO-Link sensor kiezen: wanneer heeft IO-Link meerwaarde?.
1. Process data: de actuele informatie van de sensor
Process data zijn bedoeld voor de snelle, herhalende uitwisseling tijdens machinebedrijf. Bij een afstandssensor kan dit bijvoorbeeld de actuele afstand zijn; bij een photoelectric sensor kan het een schakelstatus plus aanvullende statusbits zijn.
Afhankelijk van het device kan process data input, output of beide bevatten. Sensoren leveren meestal inputdata richting controller; actuatoren kunnen ook outputdata vanuit de controller ontvangen.
2. Parameters: instellingen die niet iedere cyclus hoeven te worden verstuurd
Een schakelafstand, filtertijd, teach-inwaarde of sensorfunctie verandert veel minder vaak dan de actuele proceswaarde. Zulke instellingen worden daarom via acyclische on-request data uitgewisseld.
Binnen IO-Link wordt hiervoor onder andere de ISDU-mechaniek gebruikt. Vanuit de PLC of engineeringtool kan een parameterindex worden gelezen of geschreven zonder dat die parameter continu ruimte in het cyclische process-datawoord inneemt.
3. Diagnose en events
IO-Link devices kunnen diagnostische informatie en events leveren. Denk afhankelijk van het product aan overtemperatuur, onderspanning, kortsluiting, communicatieproblemen of een apparaatstatus.
Het nut zit vooral in de context. Een conventioneel schakelsignaal vertelt alleen dat het proces 'niet goed' is; diagnose kan helpen onderscheiden of het object werkelijk ontbreekt of dat de sensor zelf een probleem meldt.
De drie datastromen naast elkaar
| Datacategorie | Timing | Voorbeelden | Typische PLC-toepassing |
|---|---|---|---|
| Process data | Cyclisch | Meetwaarde, schakelstatus, quality/status bits | Regelen, tellen, bewaken |
| Parameters / on-request data | Acyclisch | Teach-in, filter, setpoint, functie | Commissioning, recipe change, service |
| Diagnose / events | Wanneer relevant | Device- of portmelding, storing, status | Alarmen, onderhoud, foutanalyse |
Waarom niet alles als process data versturen?
Cyclische data moeten snel en voorspelbaar door de besturing worden verwerkt. Als tientallen zelden gebruikte parameters iedere cyclus meegestuurd zouden worden, wordt onnodig bandbreedte en PLC-geheugen gebruikt.
Daarom worden dynamische proceswaarden compact gehouden en blijven uitgebreide configuratie- en servicegegevens acyclisch beschikbaar.
Voorbeeld: IO-Link laser-afstandssensor
Stel dat een laser-afstandssensor een producthoogte meet. De actuele afstand is process data en wordt voortdurend door de PLC gelezen.
De averaging/filterinstelling en teach-inrange zijn parameters. Die kunnen bij commissioning of formaatwissel worden aangepast. Een melding dat het ontvangen signaal onvoldoende is of dat een devicefout aanwezig is, kan als diagnose-informatie worden verwerkt.
Door deze informatie logisch te scheiden blijft het PLC-programma overzichtelijk.
Wat bepaalt de IODD?
De IODD beschrijft onder andere hoe de process data zijn opgebouwd: datalengte, bitposities, datatypes, waardebereik en vaak de bijbehorende unit. Ook parameters en diagnose-informatie worden daarin beschreven.
Daarom is het gevaarlijk om alleen een ruwe bytewaarde uit de master te gebruiken zonder de devicebeschrijving te controleren.
Bytevolgorde, schaal en units
Een ruwe waarde van bijvoorbeeld 1250 zegt op zichzelf niets. Het kan 1250 mm zijn, 125,0 mm, een percentage of een signed waarde. De IODD en fabrikantdocumentatie bepalen hoe de bytes moeten worden geïnterpreteerd.
Controleer bij een afwijkende meetwaarde daarom eerst mapping, datatype, schaalfactor en unit voordat u de sensor opnieuw kalibreert.
Wanneer parameters vanuit de PLC schrijven?
- formaatwissels met verschillende sensorgrenswaarden
- machines met recepten
- automatische teach-in tijdens omstellen
- centrale configuratie van meerdere identieke sensoren
- servicefuncties op HMI
- OEM-machines waarbij gebruikers niet lokaal aan de sensor mogen wijzigen
Bij zulke toepassingen moet ook worden vastgelegd welke softwarelaag eigenaar is van de instellingen: sensor, master, PLC-recipe of een servicetool.
Diagnose alleen gebruiken als u er iets mee doet
IO-Link maakt veel diagnose-informatie beschikbaar, maar meer tags in de PLC leveren niet automatisch betere maintenance op. Kies de meldingen die werkelijk een actie veroorzaken.
Een goede aanpak is bijvoorbeeld onderscheid maken tussen:
- proceswaarschuwing: productie kan nog doorgaan
- maintenance warning: onderhoud plannen
- device fault: sensorfunctie niet betrouwbaar
- communication fault: master/deviceverbinding controleren
Veelgestelde vragen
Is IO-Link real-time?
IO-Link is ontworpen voor cyclische point-to-point communicatie met een door device en master bepaalde cyclustijd. Of dit snel genoeg is hangt af van de specifieke procesfunctie en de complete besturingsarchitectuur.
Zijn parameters onderdeel van de cyclische process data?
Normaal gesproken niet. Parameters worden doorgaans acyclisch uitgelezen of geschreven, terwijl process data cyclisch worden uitgewisseld.
Moet de PLC alle diagnosebits lezen?
Nee. Gebruik vooral informatie die een concrete operator-, onderhouds- of machineactie ondersteunt.
Hoe weet ik welke byte wat betekent?
Gebruik de IODD en documentatie van het device. Die beschrijven de structuur, datatypes, schaal en betekenis van process data en parameters.
IO-Link data praktisch gebruiken
Indusen kan bij sensoroplossingen ook kijken naar de integratie van de sensor in PLC en machineconcept. Voor een concreet IO-Link device kunt u de IODD, master en gewenste procesinformatie delen via contact.