IO-Link

IO-Linkとは、センサやアクチュエータを省配線で接続し、PLCやHMI（タッチパネルディスプレイ）などと通信できるようにするI/O接続技術です。IO-Link対応のセンサやアクチュエータなどのデバイスを「IO-Linkマスタ」にそれぞれケーブル1本で接続し、PLCにまとめて通信できるため、データの受信やデバイスの設定を簡単に行えます。
IO-Linkは2006年に誕生し、2010年にPROFINETなどの普及団体であるPI（PROFIBUS & PROFINET International）がIO-Link専門の委員会組織「IO-Linkコンソーシアム」を設立したことで、2013年には国際規格IEC61131-9で標準化されました。以降、欧州やアジアの先進的な工場をはじめ、世界中で導入が加速しました。現在では飛躍的な配線工数の削減や運用効率の向上を目的に、日本国内でも導入が急増しています。

PLCなど

産業用ネットワーク

IO-Linkマスタ

IO-Link対応デバイス

IO-Link対応センサやアクチュエータなどのベンダーは、パラメータなどの情報が含まれた「IODD （IO Device Description）ファイル」を用意しています。このIODDファイルには、デバイスのメーカーやモデル、各種パラメータなどの情報が含まれているので、IO-Linkマスタにデバイスを接続するだけで自動的にデバイス情報やパラメータに読み込むことができます。また、IODDファイルから取得したパラメータを利用することにより、接続されているデバイスの設定を簡単に書き込むことができます。

デバイスとIO-Linkマスタの接続は、3芯または5芯ケーブル（非シールド）1本を挿してつなぐだけで電源供給と信号送受信を同時に行うことができます。
IO-Link用のコネクタとしてM5、M8、M12と呼ばれるものが規定されていますが、IO-Linkマスタでは丸型のM12コネクタが採用されているのが一般的です。

※デバイス側のコネクタはピン数が異なる場合があります。

IO-Link用コネクタの信号線（C/Q）は、「IO-Linkモード」と、標準のデジタル入出力信号として取り扱う「I/Oモード」の2種類の動作モードを持ち、接続するデバイスによってこれらのモードを使い分けることができます。
IO-Linkモードでは、マスタ/デバイス間で下記のようなデータ通信が可能です。双方向通信により、兆候監視や予知保全、トラブル発生時には迅速な対応が可能になります。

IO-Linkで用いられるM12コネクタには、「Class A」と「Class B」の2つのタイプあり、それぞれコネクタピンの役割（ピンアサイン）が異なります。そのため、デバイスに合ったコネクタを使用して接続します。

従来の中継ボックス内の端子台での配線作業では、多くの時間と手間を要し、誤配線のリスクもありました。IO-LinKなら、センサやアクチュエータなどのデバイス1つにつき1本のケーブルでマスタと繋ぐだけで、電源供給とデータ伝送の両方が可能です。IO-Linkでの配線・接続・通信では、下記のようなメリットがあります。

• ケーブル1本・工具不要でデバイスの接続が完了するため、配線作業の工数や接続ミスのリスクを劇的に削減することができます。また、トラブル箇所の特定も容易になります。
• デバイスのIODDファイルを利用して、接続したデバイスの情報やパラメータを取得し、すぐに設定可能です。また、運用では複数種のデータ通信方法を利用できます。
• ケーブル長は最大20mのため自由度の高い配線が可能です。
• IO-Linkモードでは、マスタとデバイスでの双方向通信により、状況やトラブル発生をさまざまなタイミングで把握することができ、状態監視や予知（予兆）保全、トラブル時の迅速な対応に役立ちます。
• IO-Linkモードの通信速度はCOM1～3の規格があり、一般的にデバイスに応じてこれらが自動的に切り換わるため、設定不要で安定した通信に必要な伝送速度が得られます（COM1＝4.8kbps、COM2=38.4kbps、COM3=230.4kbps）。

センサの配線はM12コネクタを挿すだけで完結し、工具が不要です。これにより従来、中継ボックス内の配線作業にかかっていた工数を約1/60に削減することができます。省配線化と同時に、スリムで高い耐久性を持つマスタ筐体は、カバーなどを設計・製作して保護する必要がないため、制御盤の省スペース化と同時に配線に係るさまざまな作業時間の短縮を実現します。

電線の末端処理

Y端子加工

マークチューブ取り付け

ドライバ作業

通常、接続したデバイスのIODDファイルから取得できるメーカー・デバイス名・各種パラメータは、英語表示のため、各パラメータが何の設定に該当するのかをセンサの取扱説明書で照合・確認する必要がありました。
「NQシリーズ」であれば、キーエンスのIO-Link対応センサを接続するだけで、自動認識すると同時にIODDファイルから取得したメーカー・デバイス名、そして各種パラメータをすべて日本語にローカライズして表示することができます。英語のパラメータ名の照合・確認の手間を省けると同時に、パラメータの誤解による設定ミスを防ぎます。

センサ個別の設定や各種パラメータは、IO-Linkマスタ「NQシリーズ」本体の「データストレージ機能」でバックアップします。たとえば、接続していたセンサが故障した場合でも、新しいセンサと交換するだけで、元の状態を復旧することができます。もちろん、チョコ停などのトラブルやセンサの故障などは、マスタやPLCで瞬時に特定でき、代替のセンサを再設定する手間と時間がかからないため、ダウンタイムを大幅に短縮することができます。

「NQシリーズ」では、PC用ソフトウェア”NQ Sensor Monitor（NQセンサモニター）”を無料でダウンロードして利用することができます。PCにインストールして接続するだけで、複数のセンサの一括設定、センサから得たデータの収集やCSVファイル出力、Excelへの自動転送、遠隔監視などが簡単に実行できます。
また、接続したセンサで収集した数値データを管理して兆候監視することで、異常の兆候を早期に捉えてトラブルが発生する前に対応する、予知保全（予兆保全）が実現します。
さらに「NQシリーズ」なら、PLCを介すことなくIO-Linkマスタに直接PCを低レイテンシーで接続することができるため、現場でリアルタイムにモニタリングしたり、その場でデバイスの設定を変更したりといった運用も可能です。

事務所から確認

現場で確認