IO-Link：センサとアクチュエーターのためのオープンな通信規格

インテリジェントなフィールド機器のデジタル通信と、プロセスデータ、デバイスデータおよび診断データの伝送は、プロセス自動化においてますます重要になっています。
IO-Linkはフィールドバスに依存しないプロトコルです。これにより、ポイント・ツー・ポイント接続でフィールドデバイス（センサやアクチュエータなど）をコントローラに接続することが可能です。
IO-Linkは、市場に出回っているすべての標準的なフィールドバスおよびオートメーションシステムに対して簡単かつ柔軟に統合することができ、高い費用対効果と優れた診断能力が特長です。IO-Linkとはどういったものですか？どのようなデータが転送できますか？IO-Linkにはどのような利点がありますか？

一目で分かるIO-Linkの利点：

パラメータ化と診断のための包括的な機能性
フィールドデバイスを制御レベルに簡単に統合可能
簡単なコミッショニングと配線
既存システムへの統合が簡単
サービスとメンテナンスのための迅速なデバイス交換

IO-Linkの基礎知識

規格化された通信技術

IO-Linkは、センサとアクチュエータ間の通信を可能にする入出力技術（IEC 61131-9）の規格です。IO-Linkにより、費用効果の高いポイント・ツー・ポイント接続を介して、フィールドデバイスを制御レベルに接続しコントロールできます。

IO-Linkはフィールドバスではなく、センサーとアクチュエータの従来の接続技術に基づいて構築されたプロトコルであり、フィールドデバイスレベルまでの継続的な通信を提供します。上位コントローラとIO-Linkデバイス間のデータ通信は双方向です。これにより、周期的データ（例：プロセス値）および非周期的データ（例：診断メッセージ）の両方を互いに独立して転送することが可能です。

IO-Linkプロトコル

IO-Linkマスター

IO-Linkマスターは、コントローラ自体とフィールドデバイス（センサやアクチュエータなど）間のインターフェースです。使用するIO-Linkマスタに応じて、最大8台のIO-Linkデバイスをポイント・ツー・ポイントでマスターに接続できます。ユーザはデバイスデータ、プロセスデータ、診断データを確実に伝送・交換することが可能です。

マスタースレーブ通信：IO-Linkポートのコンフィギュレーション

マスターのIO-Linkポートは、IO-Linkデバイスの通信手段です。ポートには以下の操作モードがあります。

"IO-Link" このモードでは、ポートは IO-Link 通信中です。
"ＤＩ" このポートは、データ入力用のデジタル入力として使用します。
"DQ": このポートはデジタル出力またはデータ出力として使用されます。
"無効化されている" このポートは非アクティブ化されています。未使用のポートに使用可能で、必要に応じて再起動することができます。

IO-Link：異なるデータタイプの伝送

IO-Linkプロトコルの第二の特長は、異なるデータタイプの伝送です。プロセスデータ、値のステータス、装置ステータス、イベントをIO-Link経由で伝送することができます。

プロセスデータは、デバイスの現在のプロセス値を示します（1ビット〜32ビット情報）。これらのデータは、マスターを介してコントローラとフィールドデバイスの間で双方向に送信されます。

各ポートは、プロセスデータの有効性をチェックする値のステータスを持っています。値のステータスはプロセスデータと共に周期的に送信されます。

デバイスデータは、接続されているデバイスの詳細情報をIO-Linkマスターに伝えます。デバイスデータはパラメータ、識別データ、診断情報であり、要求に応じて（非周期で）伝送されます。

最後のデータタイプはイベントです。イベントは発生した時にマスターに伝えられます。これにはエラーメッセージ、警告、メンテナンスデータなどがあります。

データの伝送速度

IO-Linkプロトコルの第三の特長は、伝送速度です。IO-Linkの仕様では、IO-Link操作モードに対して3つのデータ転送速度が指定されています。

4.8 kBaud (COM 1)
38.4 kBaud (COM 2)
230.4 kBaud (COM3)

IO-Linkマスターは、3種類のデータ転送速度設定のひとつをサポートします。接続されているデバイスに応じて、マスターは初めのデバイス通信時に最適な転送速度を自動的に設定します。

IO-Linkの利点

IO-Linkプロトコルは、オートメーション産業で使用されるあらゆるタイプのフィールドバスシステム（PROFIBUS、DeviceNetなど）および産業用イーサネットと互換性があります。
これによって、IO-Linkを業界の標準的なフィールドバスやオートメーションシステムに簡単かつ柔軟に統合することができます。

IO-Linkに特別な配線要件はなく、現場に適した配線・接続技術が採用されています。接続には非シールドの3芯または5芯の標準的なケーブル（最大20mまで）を使用します。
このような標準ケーブルを使用すると、調達コストが安くなり、配線がより簡素化されます。また、M12チューブコネクタを使用することで配線エラーのリスクが低減されるため、試運転をより迅速に行うことが可能です。

IO-Linkシステムのインテリジェントな機能により、既存のフィールドバスインフラストラクチャを介して、上位レベルの制御レベルからステータスと診断データを直接読み取ることができます。このような形で、リモートでのパラメータの読み取り・変更・デバイスへの書き戻しが可能です。また、デバイスの誤動作の可能性をすばやく簡単に特定できます。
診断機能の拡張もサポートされており、デバイスのメンテナンスの予測が可能です。
さらに、IO-Linkマスターはデバイスパラメータの一貫したデータ保存を実現します。これにより、IO-Linkデバイスを交換した際にデバイスパラメータを自動的に新しいデバイスに転送することができます。

自動の再パラメータ化により、IO-Linkテクノロジーを備えたデバイスのメンテナンスと修理は、迅速かつ簡単に行うことができます。シンプルなデバイス交換には訓練された専門技術者が不要であるため、時間とリソースの節約につながります。したがって、マシンのダウンタイムが減少し、システムの効率的な運用が可能となります。
各IO-Linkデバイスには、IODDファイル（IO Device Description）というデバイスの詳細データがあります。これにはIO-Linkデバイスを介したデバイスパラメータ、識別データ、プロセスデータおよび診断データが含まれています。これにより、関連するデータはすべてデバイス経由で利用可能となり、必要に応じていつでも呼び出すことができます。

ビュルケルトの強み

ビュルケルトは、産業界の信頼できるパートナーとして、長年にわたり高品質の製品および技術ソリューションを提供しています。また、自動化技術分野においても、将来を見据えた製品やシステムソリューションを提供しています。
私たちはIO-Linkコミュニティのメンバーとして、製品やシステムに応じた認証を積極的に行っています。
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