IO-Link: a solução ideal para levar economia na fabricação de máquinas

30 de novembro de 2020

Saiba como o IO-Link pode garantir a competitividade no mercado industrial ao aumentar a produtividade e reduzir os custos de produção.

Apesar das incertezas em meio à pandemia, o mundo vive a expectativa de uma retomada das atividades industriais. E a busca por sistemas que aumentem a produtividade e reduzam os custos faz da automação industrial uma grande vantagem competitiva, como o IO-Link.

Dados da Associação Brasileira de Automação (GS1 Brasil), entidade sem fins lucrativos voltada para o desenvolvimento da automação das cadeias de suprimentos, mostram um crescimento de 8% no setor. O índice, calculado entre 2017 e 2018, aponta para uma evolução do emprego de tecnologia na otimização dos processos, principalmente na indústria nacional.

Neste artigo, vamos mostrar que o IO-Link é uma solução viável e revolucionária para quem busca economia na fabricação de máquinas. O protocolo de comunicação aberta com conexão ponto a ponto vem sendo utilizado há uma década, com o objetivo de facilitar a integração de sensores inteligentes em todos os setores da indústria.

Confira as vantagens de usar essa solução!

O que é IO Link?

No final dos anos 90, a tecnologia de portas USB mudou a vida dos usuários. O novo padrão permitiu a conexão entre periféricos sem a necessidade de desligar o computador, além da transmissão e armazenamento de dados. E essa verdadeira revolução é o que o IO-Link representa, quando se fala em automação industrial.

Para se ter uma ideia da importância dessa tecnologia, o IO-Link recebeu o apelido de USB da indústria. Isso porque garante total facilidade de instalação, ampliação da capacidade das redes, bem como aumenta a possibilidade de diagnósticos e de configuração de parâmetros.

O IO-Link é um protocolo de comunicação aberta com conexão ponto a ponto, do sensor à internet, diferente de um fieldbus — termo empregado para descrever tecnologias de comunicação industrial. Trata-se de inovação que possibilita lidar com um grande volume de dados e promover a troca bidirecional dessas informações entre sensores e dispositivos, conectados a um sistema de comando.

Dessa forma, o IO-Link é considerado um padrão poderoso na hora de implementar soluções inteligentes na automação industrial. Isso porque a comunicação IO-Link com dispositivos de campo pode ser realizada em todos os setores industriais e com as mais populares redes.

Essa tecnologia digital garante a troca de informações de processos, serviços e de eventos com a melhor qualidade de sinal, sem interferências. Tudo para viabilizar o monitoramento fabril e a realização de diagnósticos.

E para a implementação dessa interface eficiente e universal, basta um simples cabo industrial comum, de três ou quatro condutores. Com eles, você pode conectar tanto os sensores inteligentes quanto os dispositivos binários e/ou analógicos, sempre com economia de custos.

Como é feita, tradicionalmente, a arquitetura de controle?

Para entendermos melhor as vantagens do IO-Link, vamos falar sobre como funciona a arquitetura de controle tradicional. O sistema consiste em instalar um gabinete centralizado (único painel elétrico) para abrigar seus componentes, cujas entradas e saídas (I/O) devem ser especificadas.

É nessa fase considerada intensiva, na construção da máquina, que os técnicos costumam gastar muito tempo em atividades como rotear, cortar, decapar e fazer a terminação individual dos fios. A estimativa da indústria é que o tempo médio que se gasta em cada fio é de sete minutos. Faça as contas: para montar 150 terminações, a demanda é de 17 horas de trabalho.

Sem falar no tempo que se gasta identificando as falhas e erros na fiação, que representam o mau aproveitamento dos recursos existentes. Um esforço que poderia ser empregado em construir novas máquinas, ou modernizar as existentes.

Existe, ainda, a arquitetura “I/O distribuída”, com a utilização de blocos de rede montados na máquina, fora do gabinete. Isso elimina ou reduz significativamente terminações, a partir da introdução de conjuntos de cabos de conexão rápida com extremidade dupla. Mas, por necessitar um número maior de nós da rede, os custos aumentam.

Já, com IO-Link, é possível o design flexível e uma escalável arquitetura do sistema, por meio de um cabo de sensor padrão, com três a cinco polos, dependendo do tipo de porta principal. Essa padronização nos cabos reduz a variedade do estoque, simplifica a documentação do projeto, bem como os processos de montagem, manutenção e logística. Ou seja, o resultado é economia de custos.

Impactos do IO-Link na redução de custos

Por ser de fácil instalação, baixa manutenção e alto rendimento, IO-Link vem sendo a opção preferida pela indústria. É uma tecnologia que reduz o tempo de produção em até 50%, no comparativo com outros projetos tradicionais de sistemas de controle.

A utilização de um cabo standard, comum na indústria, com três ou quatro condutores, facilita a integração ao sistema fieldbus. Essa interface universal e flexibilidade aumenta a eficiência da automação, com maior disponibilidade da máquina e aumento da produtividade.

E por proporcionar o diagnóstico contínuo do processo industrial, a manutenção das máquinas se torna menos frequente, uma vez que também acontece o ajuste automático por meio do IO-Link. Caso seja preciso a troca de sensores, o IO-Link permite a troca rápida e evita que o sistema fique muito tempo parado.

Abrangentes exigências para as aplicações podem ser realizadas de maneira simples com IO-Link. Já que tanto os dispositivos binários como os analógicos podem ser utilizados simultaneamente, com sensores e atuadores IO-Link.

A que áreas esse sistema serve

Falar em IO-Link é apostar nos conceitos da Indústria 4.0, a partir do crescimento da utilização de dispositivos inteligentes no controle dos processos produtivos. Para se ter ideia de como isso pode ser um diferencial, um estudo de 2018, feito pela Agência Brasileira de Desenvolvimento Industrial (ABDI), aponta que menos de 2% das organizações do país estão inseridas nos termos da indústria 4.0, cuja capacidade prevista é de movimentar US$ 15 trilhões nos próximos 15 anos.

Logo, a utilização da comunicação IO-Link assegura a competitividade necessária para essa transformação por meio da transparência em todas as áreas da automação. Isso inclui projeto, montagem, programação e comissionamento, instalação, startup e manutenção. Veja as vantagens em cada etapa:

Projeto

Com a arquitetura de I/O instalada e distribuída na linha de montagem, acontece a redução ou eliminação dos gabinetes de controle, num design de máquina modularizado, mais rápido e eficiente. Isso agiliza a colocação no mercado e libera capacidade de projeto. Além disso, o número reduzido de nós de rede industrial reduz a sobrecarga de hardware e a sobrecarga de rede. A ativação da comunicação IIoT e Indústria 4.0, via arquitetura IO-Link e de recursos à prova de erros, também melhora a experiência do usuário.

Montagem

A montagem com conexões rápidas reduz tempo de cabeamento e aumenta a capacidade da planta, para pedidos maiores ou construções adicionais de máquinas. Também reduz problemas na fiação, evitando retrabalho. Sem falar que cabos padronizados de conexão rápida simplificam o inventário de componentes e a logística de fornecimento.

Programação e Comissionamento

Com menos erros de montagem, falhas são facilmente localizadas e corrigidas. A lógica de máquina se torna simplificada, pela integração de sensores inteligentes.

Instalação

O design modular plug-n-play simplifica e reduz a desmontagem, remessa e remontagem no local. O tempo de set up também é reduzido via diagnósticos remotos e/ou diagnósticos aprimorados.

Startup e Manutenção

O monitoramento remoto de dados permite melhoria contínua do processo e tempo de solução de problemas reduzido, devido a diagnósticos constantes.

Case de sucesso IO-Link no mundo real

A norte-americana Fori Automation atua em projetos de construção global de sistemas automatizados de manuseio, montagem, teste e soldagem de materiais. Possui atuação internacional e uma de suas sedes fica no Brasil. A empresa implementou o IO-Link para padronizar sua arquitetura de controles e vê a tecnologia como parte integrante de uma abordagem de sistemas de controle modular.

De acordo com Garry Hagar, supervisor de engenharia de controles, a padronização da estratégia de equipamentos e controles garantiu uma redução fácil em 50% do processo produtivo. “Se surgirem problemas, a capacidade de solução rápida só é possível com sistemas modulares, pois o tempo de inatividade não planejado é oneroso nas linhas de montagem automotiva”, afirma.

Traga você também seu negócio para os benefícios do mundo das soluções IO-Link.

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