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Tecnología de componentes de red y de bus de campo

Los componentes de red y de bus de campo permiten una comunicación fluida entre dispositivos y garantizan un intercambio de datos y un control eficientes en la red. Entre ellos se encuentran los master IO-Link, las cajas de conexiones, los conmutadores y las pasarelas, que transmiten datos de forma fiable a través de Ethernet Industrial o IO-Link.

Vías de comunicación y conexiones para la transmisión de datos

Cableado punto a punto

Mediante esta conexión tradicional, los sensores se conectan directamente al controlador. 
 
Las señales analógicas son propensas a las interferencias por ruido
Los sensores con varios valores de medición necesitan un cable de salida propio para cada valor
La conversión de señales digitales a analógicas reduce la calidad y la precisión de la señal

Sistema de control IO-Link

El sensor está conectado a un master IO-Link y se comunica con el control en una red superior. IO-Link en sí no es un bus de campo.
 
La comunicación Ethernet entre el master IO-Link y el PLC permite una transmisión de datos digital bidireccional
Un cable industrial de 3 conductores transmite varios valores de proceso a través de un solo cable
Sin interferencias electromagnéticas ni pérdidas de señal

Componentes de un sistema IO-Link

Un sistema IO-Link consta de tres componentes esenciales: el master, el sensor y un cable no apantallado que establece la conexión. Esta solución sencilla pero potente permite una integración flexible y eficiente de sensores y accionadores en aplicaciones industriales. Gracias a la clase de protección IP67, los productos wenglor son adecuados para el uso descentralizado fuera del armario de distribución.
Master IO-Link
Hub IO-Link
Convertidor IO-Link
Sensor con salida analógica:
Sensores compatibles con IO-Link
Controlador (PLC)
Conexión con la nube

Del sensor tradicional al sensor inteligente

Los sensores con salida analógica proporcionan información limitada, ya que suelen estar restringidos a un valor de medición individual. La transmisión de datos adicionales requiere más entradas, lo que aumenta tanto el cableado como los costes.

Por el contrario, la tecnología IO-Link permite una integración eficiente y fluida de los sensores en sistemas PLC y aplicaciones IIoT. Reduce el coste en cableado, aumenta la variedad de datos y garantiza una comunicación continua. Esto hace que los sistemas de automatización modernos sean más flexibles y estén mejor preparados para el futuro.

El siguiente ejemplo muestra claramente la diferencia entre las salidas analógicas y digitales, así como los datos proporcionados por los sensores compatibles con IO-Link.
 

Esquema de conexión de un sensor con salida analógica

Información sobre los datos de proceso, como:

  • Salidas de conmutación

  • Valores de medición

  • Mensaje error

  • Información sobre la contaminación

Esquema de conexión de un sensor digital

  • La salida solo puede adoptar dos estados: activado o desactivado

  • Sin valores ni información adicionales, solo el estado “encendido” o “apagado”

Esquema de conexión de un sensor IO-Link

  • Datos cíclicos: separación, intensidad, distancia

  • Datos acíclicos: modo de simulación, parámetros de configuración, número de serie, identificación

  • Eventos: puntos de conmutación, valores de Teach-In

*
+ = Tensión de alimentación +
– = Tensión de alimentación 0 V
O = Salida analógica
nc = No conectada
 = Salida de conmutación (NC) 
A/ = IO-Link
Tiempo de trabajo de confianza icono blanco

Cambio rápido de sensores

Tutorial icono blanco

Puesta en marcha sencilla

Monitorización del estado

Selector de productos icono blanco

Varios valores de medición por dispositivo

Selección de idioma icono blanco

Acceso remoto a los parámetros del sensor

Planes de ahorro salarial icono blanco

Mayor disponibilidad de la instalación

La diferencia entre IO-Link 1.0 y 1.1

IO-Link 1.1 se lanzó en 2013 como una evolución de la versión original 1.0 y aportó mejoras significativas en flexibilidad y eficiencia, especialmente en aplicaciones con sensores y accionadores complejos. La nueva versión también permitía una mayor escalabilidad, y allanó el camino para soluciones de automatización preparadas para el futuro.

 

La diferencia entre IO-Link 1.0 e IO-Link 1.1 radica especialmente en la mayor funcionalidad, flexibilidad y rendimiento de la versión más reciente. Las novedades más importantes son:
 
  • Introducción de COM3 (230,4 kBd) para una transferencia de datos más rápida

  • Ampliación de la longitud máxima de los datos de proceso a 32 bytes

  • Implantación de la función de almacenamiento de datos para guardar y transferir automáticamente las parametrizaciones existentes a dispositivos de repuesto

IO-Link permite una conexión fiable de los dispositivos con el controlador y garantiza una comunicación estable. La elección del protocolo de comunicación suele depender del controlador, ya que los diferentes protocolos ofrecen diferentes características, como la velocidad de transferencia y la cantidad de datos que se pueden transferir.

wenglor es compatible con los master IO-Link compatibles con protocolos comunes como Ethernet/IP, PROFINET y EtherCAT. Además, la gama de productos de wenglor también incluye sensores con conexión Ethernet Industrial directa, como la serie PNBC.

IODD on Board y Data Storage para la transferencia de parámetros

IO-Link permite, con la función Data Storage, la transmisión de la parametrización del sensor a un dispositivo de repuesto con una estructura idéntica cuando se sustituye dicho sensor. Esta función se debe activar y configurar en el master.

El master IO-Link EP8P001 de wenglor ofrece para redes PROFINET la función adicional IODD on Board para la parametrización de sensores. En la GSDML se guardan los correspondientes IODD de wenglor, los cuales pueden utilizarse directamente en la herramienta de configuración para la parametrización del sensor. De este modo, los datos de parámetros almacenados en el PLC se pueden transferir de forma rápida y sencilla a un sensor de repuesto.

Esto es Ethernet Industrial

Ethernet Industrial es una evolución de la Ethernet LAN (Local Area Network o red de área local) clásica que se utiliza para conectar varios dispositivos en una red local. Las direcciones IP permiten identificar de forma única numerosos dispositivos, lo que permite una comunicación rápida y el intercambio de grandes cantidades de datos. A diferencia de Ethernet estándar, Ethernet Industrial ha sido especialmente desarrollada para uso en entornos industriales. Entre otras cosas, ofrece una mayor seguridad y la posibilidad de comunicación en tiempo real, lo que le permite satisfacer los requisitos de la tecnología de automatización moderna.

¿Qué protocolos de Ethernet Industrial existen?

Ethernet Industrial frente a bus de campo

Ethernet Industrial permite la comunicación a todos los niveles, no solo a nivel de campo. Se caracteriza por su gran flexibilidad y permite la transmisión de grandes cantidades de datos. Por el contrario, los buses de campo están especialmente optimizados para aplicaciones en tiempo real y convencen por su instalación más sencilla.
El Industrial Internet of Things (IIoT o Internet industrial de las cosas) constituye la base para la interconexión en red inteligente y la digitalización de los procesos industriales. Gracias al uso de las tecnologías más modernas, se consigue una producción eficiente y transparente. El IIoT conecta dispositivos, máquinas y sensores, permitiendo la captura y recopilación de datos e información en tiempo real, por ejemplo, de la producción.

Protocolos IIoT para una integración flexible

Gracias a las interfaces y los estándares de comunicación modernos, el IIoT se puede adaptar de forma flexible a diferentes requisitos. Entre los protocolos habituales se incluyen:

JSON

JSON permite un acceso flexible a los datos, entre otros, a través de una API REST, que facilita el acceso a través de servicios web. MQTT es un protocolo ligero que garantiza una comunicación eficiente entre dispositivos y aplicaciones.

OPC UA

Un protocolo estandarizado e independiente del fabricante para el intercambio seguro de datos en la automatización industrial.
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