Is er een tool die alle IO-Link-apparaten in een machine automatisch herkent? Zou het niet wenselijk, als daarmee ook de apparaatbeschrijvingen (IODD) ook automatisch zouden worden gedownload? En is het niet in de zin van toekomstbestendige machineconcepten en Industrie 4.0, IO-Link-apparaten gedurende hun gehele levenscyclus onafhankelijk van het besturingssysteem en de veldbus te kunnen parametreren en bewaken? Drie vragen, waarop een antwoord is: Fieldecho van SICK.
FieldEcho heeft tot doel de omgang met IO-Link-apparaten van alle fabrikanten zo gemakkelijk mogelijk te maken en daarbij alles, dat het gebruik van IO-Link-apparaten in de weg zou kunnen staan, te elimineren. De systeemonafhankelijke softwaretool is altijd beschikbaar en sluit bestaande hiaten in de integratie. FieldEcho integreert zelfstandig in machine-HMI's en creëert een directe toegang tot de proces- en servicegegevens van alle IO-Link-apparaten. Dit zijn precies de parameterwaarden, diagnostische berichten, gebeurtenissen en alarmen, die meestal niet of slechts zelden nodig zijn in het besturingsprogramma van de machine of het systeem, maar die MES- of cloud-applicaties van de doorslaggevende informatie voorzien. FieldEcho verzekert daarbij de volledige transparantie van de apparaatgegevens en ondersteunt zo inbedrijfname, bewaking tijdens gebruik van het systeem en gerichte onderhoudsmaatregelen. FieldEcho bespaart ontwikkelingstijd - de extra benodigde PLC-code bestaat uit slechts een regel - en zorgt er zo voor, dat PLC-cyclustijden niet worden beïnvloed. De besturingscommunicatie via OPC UA of TCP/IP en de gegevensuitwisseling met IT- of cloudgebaseerde toepassingen via REST maken een state-of-the-art IO-Link-gegevensintegratie mogelijk in alle Industrie 4.0-toepassingen.
Digitalisering, Industrie 4.0, de Smart Factory of het Industrial Internet of Things (IIoT) - de implementatie van deze megatrends vereist vooral een ding: gegevens. De point-to-point communicatie IO-Link is het ideale kanaal om dergelijke gegevens - meestal meetwaarden, parameterinstellingen en apparaatinformatie - te verstrekken. Het succes van IO-Link heeft een aantal redenen: de apparaten zijn veldbusonafhankelijk, helpen de kosten te minimaliseren en zijn zelf kostenneutraal. Ze reduceren de veelheid aan verschillende I/O-types in een machine tot een IO-Link-master, dragen gegevens digitaal over en stellen extra diagnostische informatie ter beschikking. Ze kunnen worden aangesloten met behulp van standaard sensorkabels en communiceren bidirectioneel - kunnen dus tijdens runtime worden geparametreerd en uitgelezen. Dit alles opent de meest uiteenlopende nieuwe toepassingsfunctionaliteiten - of het nu gaat om productie van batchgrootte 1, het blokkeren van bedieningselementen of het beschikbaar stellen van voorbewerkte gegevens. Intelligente sensoren kunnen zelfs zelfstandig zogenaamde Smart Tasks uitvoeren, zoals bijvoorbeeld tellen of lengtes meten - en deze informatie via IO-Link verstrekken. De populariteit van IO-Link is dan ook niet verwonderlijk: steeds meer veldapparaten - vooral die welke geen plaats bieden voor ethernet - hebben de interface aan boord. Enkele honderden IO-Link-apparaten in een machinelijn zijn daarom niet langer een zeldzaamheid.
SICK heeft de softwaretool FieldEcho ontwikkeld met als doel de bestaande integratiehiaten te sluiten, het gebruik van IO-Link-apparaten zo eenvoudig mogelijk en middelenbesparend te maken en tegelijkertijd IO-Link-gegevens op de gebruikelijke IT-manier beschikbaar te maken voor Industrie 4.0-applicaties. Het biedt te allen tijde volledige toegangsmogelijkheden tot alle IO-Link-apparaatgegevens om deze via een browser of HMI (Human Machine Interface) op te roepen, te bewaken of te wijzigen. De IODD's van de aangesloten en door FieldEcho herkende IO-Link-apparaten worden automatisch gedownload en ter beschikking gesteld op de poorten van de geconfigureerde IO-Link-master. De inspanning van het handmatig downloaden vervalt. De communicatie gebeurt systeemonafhankelijk - is dus via verschillende PLC's, veldbussen en IO-Link master mogelijk. De ontwikkelingsinspanning hiervoor is minimaal: de softwareontwikkelaar van de machinebouwer schrijft slechts een enkele regel PLC-code, waardoor het met de FieldEcho geleverde generieke functieblok wordt opgeroepen om lees- of schrijfopdrachten naar de IO-Link-apparaten te sturen. Momenteel worden besturingen van Beckhoff, Mitsubishi, Rockwell Automation en Siemens ondersteund. Bij de schrijf- en leestoegang tot de gegevens communiceert FieldEcho met de machine-PLC via OPC UA of TCP/IP - beide gevestigde standaards in de industriële communicatie, die de bijbehorende toekomstbestendigheid bieden. Ook inbegrepen is een REST API, waarmee gegevens in het JSON-formaat worden verzonden en ontvangen. Zo kunnen IO-Link-apparaatgegevens worden overgedragen naar ERP- en MES-systemen en cloud-gebaseerde diensten, om de gegevens in de Industrie 4.0-wereld te gebruiken, bijvoorbeeld voor gegevensanalyse, voorspellend onderhoud of voor inventarisaties.
FieldEcho biedt een grafische, webgebaseerde gebruikersinterface in een modern, zelfverklarend en aantrekkelijk design. Het kan ofwel worden geopend met een browser of worden geïntegreerd in de HMI van een machine of systeem. In het systeem- en IO-Link-masteroverzicht visualiseert het alle geconfigureerde IO-Link-masters en de, op de respectievelijke poorten aangesloten en automatisch herkende, IO-Link-sensoren en actuatoren. Het geeft bovendien op een overzichtelijke wijze de status van alle IO-Link-apparaten aan. Daarnaast is het mogelijk, in de software een apparaatpagina te openen, die de gebruiker in staat stelt, in te zoomen op de gegevens van het apparaat. In deze weergave wordt de apparaatidentificatie met informatie zoals het serienummer of de softwareversie en naam en afbeelding van het apparaat weergegeven. Inkomende en uitgaande procesgegevens zijn in een oogopslag zichtbaar. Bovendien biedt de grafische gebruikersinterface ook de mogelijkheid, alle IO-Link-apparaten volledig te parametreren. FieldEcho zorgt zo voor een onbeperkte transparantie - het hele IO-Link-systeem is voor de exploitant zichtbaar als een open boek op zijn beeldscherm. Het bespaart de machinebouwer resp. systeemintegrator niet alleen tijd, maar ontlast ook zijn PLC en zorgt zo voor het behoud van de gebruikelijke prestaties van zijn machine of systeem.
FieldEcho maakt via de REST API een integratie van IO-Link-gegevens in ERP- en MES-systemen mogelijk, evenals in eigen applicaties of cloud-gebaseerde services. Het FieldEcho-dashboard biedt, met gebruik van deze REST API, een compleet overzicht over de toestand van alle IO-Link-apparaten. Bovendien waarschuwt of alarmeert het autonoom in het geval van een anomalie. Het maakt automatisch verbinding met FieldEcho, haalt via de REST API automatisch informatie over het hele IO-Link-systeem op en bouwt de interface dynamisch op aan de hand van de ontvangen gegevens - de gebruiker heeft dus geen enkele configuratie-inspanning. Om veel informatie van een groot aantal IO-Link-apparaten te kunnen beheren, beschikt het dashboard over een geïntegreerde database. Deze kan door alle applicaties worden benaderd - als alternatief voor query's via REST API - en zo de communicatiebelasting op de veldbus en via IO-Link verlagen. Het dashboard maakt het mogelijk, uit het cloudniveau afzonderlijke procesgegevens en apparaatparameters te selecteren voor bewaking - wat anders zonder FieldEcho en het dashboard moeizaam zouden moeten worden geprogrammeerd in de PLC - en om grenswaarden en alarmen in te stellen. Een voorbeeld van wat met deze functionaliteit mogelijk is, is de Quality-of-Run-diagnose van een optische sensor om de detectiebetrouwbaarheid te bepalen wanneer vervuiling begint te ontstaan. Meestal wordt hiervoor in het apparaat een schakeldrempel gedefinieerd, waarbij de sensor automatisch een bijbehorend signaal genereert. In het dashboard is het nu mogelijk, onafhankelijk van deze drempelwaarde in de sensor eigen vervuilingsgrenswaarden te definiëren en te bewaken, om ze in een Predictive-Maintenance-applicatie te gebruiken. Waarschuwingen en alarmen worden gevisualiseerd - ook in de vorm van gesproken berichten. Bovendien kan het dashboard bijbehorende e-mails versturen, bijvoorbeeld naar de verantwoordelijke voor het systeem of het servicepersoneel van de machine.
FieldEcho maakt als fabrikant-onafhankelijke integratietool die IO-Link-gegevens toegankelijk en transparant. Hij maakt de systeemonafhankelijke toegang mogelijk voor parametrering en bewaking van alle IO-Link-apparaten in een systeem gedurende de gehele levenscyclus. De automatische herkenning van aangesloten IO-Link-apparaten en het automatisch ophalen van hun IODD's minimaliseert de tijdsduur en de bronnen van fouten bij engineering en inbedrijfname. De gegevensuitwisseling tussen FieldEcho en het automatiseringssysteem verloopt via OPC UA of alternatief via TPC/IP. De REST API dient als communicatiekanaal met MES, ERP of cloud-applicaties. FieldEcho sluit bestaande hiaten in IO-Link integratie en geeft een verdere impuls aan de verspreiding van IO-Link-technologie in alle takken van de automatiseringstechniek.
Senior Vice President Product Management Industrial Integration Space
Christoph Müller is verantwoordelijk voor Product Management en Marketing voor het Global Business Center Industrial Integration Space en daarmee de SICK-activiteiten met betrekking tot verticale integratie en gegevensgebaseerde oplossingen van Industrie 4.0. Eerder was hij bij SICK onder meer verantwoordelijk voor de bereiken Global Marketing and Communication evenals en de ontwikkeling van nieuwe zakelijke gebieden.
