Los sensores son, figurativamente, los ojos y oídos de nuestro sistema de control. Para cualquier variable que deseemos controlar (presión, temperatura, etc.), primeramente será necesario contar con una noción de “la cantidad” que se tiene de tal magnitud, y esto únicamente es posible al incluir sensores analógicos a nuestro sistema. La misma situación se plasma en el caso de que el objetivo no sea medir una variable física, sino más bien, detectar un determinado objeto en un proceso, que es para lo que se utilizan los sensores discretos.

Estos sensores recién descritos, pueden llegar a cumplir satisfactoriamente con las funciones convencionales de detección de presencia-ausencia o medición de alguna variable física, sin embargo, si se trata de comunicación, estos suelen estar limitados a enviar una señal discreta (alto o bajo, referenciado a un nivel de voltaje específico) o analógica (de 4 a 20 mA si es de corriente, o un determinado rango de voltaje). De cierto modo, se puede decir que todos estos dispositivos se encuentran aislados de la red de intercomunicación de la industria, en el sentido de que no es posible acceder a su configuración de forma remota, o bien, llegar a conocer de su estado de operación en tiempo real; no obstante, con la tecnología IO-Link es posible brindar estas capacidades a los sensores e incluso, muchas más características.

Describiendo la tecnología IO-Link

Al ser una nueva tecnología, es necesario aclarar algunos puntos clave que se presentan a continuación:

¿Qué es IO-Link?

En pocas palabras, IO-Link se trata del primer protocolo de comunicación serial de estándar abierto que permite a los sensores y actuadores ser integrados en el proceso de “empresa conectada” (adoptado como el estándar internacional IEC 61131-9), y de esta forma, ser visibles para la red EtherNet/IP.

¿Qué se necesita para implementar la tecnología IO-Link?

• Un "maestro" IO-Link.
• Dispositivos compatibles con IO-Link (sensores, válvulas, módulos I/O).
• Cable de 3 o 5 conductores.
• Herramienta de ingeniería para configuración y asignación de parámetros para los dispositivos.

Para mayor información sobre los productos compatibles con la tecnología IO-Link, por favor visitar: https://ab.rockwellautomation.com/allenbradley/networks/io-link.page

   Figura 1. Sistema requerido para la implementación de IO-Link

¿Cómo funciona IO-Link?

Los sensores y actuadores con tecnología IO-Link, actúan de manera estándar hasta que se conectan a un dispositivo maestro IO-Link. Bajo estas condiciones, se podrá disfrutar de todas las funciones de configuración y los datos avanzados que IO-Link puede ofrecer.

Figura 2. Diagrama de señales para un dispositivo IO-Link

El diagrama de la figura 2, brinda una noción general de la lógica de funcionamiento de un sensor al actuar de forma convencional, en comparación con el uso de tecnología IO-Link (para el caso de un sensor discreto). Los pines 1 y 2 están conectados directamente a los electrodos de la fuente de alimentación de 24 V, estos funcionan como puntos de referencia para lograr transmitir la señal digital requerida. Si se trata de un sensor convencional, solamente existirán dos únicos estados: alto y bajo, y estos suelen ser percibidos como presencia o ausencia; no obstante, cuando se está en presencia de equipos con tecnología IO-Link, estos dos estados llegan a formar parte de una serie de pulsos consecutivos que, según su orden, tanto el maestro como los dispositivos finales, pueden llegar a interpretarlos como diversos tipos de información.

Similarmente, cuando se habla de sensores o actuadores analógicos con tecnología IO-Link, la diferencia más notable se presenta en la forma en que estos dispositivos transmiten la información, ya que no se envía una señal analógica al controlador, sino que, por medio de la comunicación serial, se envía o se recibe directamente la información en código binario.

¿Por qué utilizar IO-Link?

Cinco argumentos a favor de IO-Link

Reducción de costos: Los sensores y actuadores configurables reducen la variedad de los tipos requeridos, esto disminuye la complejidad al comprar y ahorra espacio en su almacén.

Innovación en el concepto de los procesos industriales: Los dispositivos inteligentes necesitan una comunicación continua con cada sensor y actuador para alcanzar su máximo potencial, esto amplía las posibilidades para desarrollar maquinaria y sistemas más innovadores.

Reducción de tiempos de puesta en marcha: La comunicación IO-Link se ejecuta utilizando cables sin blindaje y utiliza enchufes de conexión estándar de la industria, esto ahorra tiempo y molestias al reemplazar un dispositivo.

Aumenta la productividad de la maquinaria: Los dispositivos IO-Link se identifican y configuran automáticamente, lo cual simplifica el reemplazo de componentes defectuosos y reduce el tiempo de inactividad para reparar maquinaria y sistemas.

Mejora el mantenimiento y proceso de reparación: Los dispositivos inteligentes IO-Link proporcionan funciones para el autodiagnóstico, permitiendo nuevos conceptos predictivos de reparación y mantenimiento.

Ventajas / desventajas de utilizar IO-Link

Para conocer más sobre las aplicaciones en las cuales es común utilizar la tecnología IO-Link, por favor visitar: https://literature.rockwellautomation.com/idc/groups/literature/documents/br/sensor-br002_-en-p.pdf

Referencias:

1. IO-Link System Description: Technology and Application. Recuperado de: https://www.io-link.com/share/Downloads/At-a-glance/IO-Link_System_Description_eng_2018.pdf el 05 de diciembre de 2019.
2. IO-Link Marketing 2016. Recuperado de https://www.io-link.com/share/Downloads/At-a-glance/IO-Link_Marketing_2016_ENG.pdf el 04 de diciembre de 2019.