IO-Link는 산업자동화 현장의 복잡한 필드기기들을 위한 센서 및 액추에이터를 컨트롤러와 추가적인 장비없이 3가닥의 선 만으로 간편하고 자유롭게 통신할 수 있도록 하는 IEC 61131-9 국제 표준의 네트워크이다. 시스템은 IO-Link 마스터와 IO-Link 디바이스로 구성된다. 2022년 현재 2천 7백만 노드가 현장에 구축되어 있다.
IO-Link 마스터는 I/O 모듈의 일부로서 제어함에 설치되어 있거나 또는 보호 등급이 IP 65/67인 Remote-I/O로서 필드에 직접 설치가 된다. IO-Link 디바이스는 최대 길이 20미터의 표준 센서-액추에이터 케이블을 통해 마스터와 연결된다. 이 디바이스는 IO-Link를 통해 직접 디지털 방식으로 전송되는 신호 데이터를 생산하고 소비한다.
최근에는 IO-Link Wireless를 통해 광범위한 공장 설비 필드영역 및 플랜트 필드영역에서 간편한 데이터 전송을 지원하고 있다. 무선 데이터 통신 네트워크는 비고정 시스템의 중요한 연결 지점에서 데이터를 전송을 위해 슬립 링을 대체해 나가고 있는 중이다. 이는 설치 시간을 단축하고 데이터 전송의 신뢰성을 대폭 높일 수 있다.
아이씨엔미래기술센터 오승모 연구위원은 “IO-Link는 지난 2021년 연간 6백 3천만 노드가 구축되는 등 스마트팩토리를 위한 필드기기 연결성을 확보하기 위한 필드 네트워크 솔루션으로 왕성한 성장을 이어가고 있다.”고 밝혔다. 또한 최근에는 광범위한 프로세스 플랜트에서의 이더넷 연결성을 위한 Ethernet-APL을 지원하기 위한 프로젝트가 시작됐었고, IO-Link Wireless를 통해 유선 IO-Link의 성능을 확보하고 선으로부터 자유롭게 필드기기 네트워크 구성이 가능해졌다고 설명했다.
특히 무선 기술을 채택하면서도 유선과 동일한 성능을 확보하는 것은 어려운 일이다. 무선에서도 10ms 미만의 사이클 타임을 확보해야 하며, 개방형 2.4GHz 대역 통신 지원과 30개 이상의 디바이스를 하나의 마스터와 하나의 무선 채널로 통신이 가능해야 한다. 하나의 무선 RF 영역 내에서 최대 3개의 마스터가 동시에 최대 120개의 디바이스를 지원해야 하는 기술이 요구된다.
실시간 산업용 네트워크 솔루션 기업인 힐셔(Hilscher)는 신규 netFIELD 디바이스 IO-Link 무선 마스터를 사용하는 액츄에이터와 산업용 IO-Link 센서들의 무선 네트워킹을 위한 마스터 솔루션을 발표했다. 힐셔는 고효용성의 무선 산업용 통신 솔루션 전문 업체인 CoreTigo(힐셔의 기술 파트너사)와의 협력을 통해 기계 장비 제작 업체와 플랜트 운용 업체가 생산 중 발생된 데이터를 유연하면서도 안정적으로 간단히 전송하고 사용할 수 있는 새로운 방법을 개발하게 됐다.
신규 IO-Link 무선 마스터는 국제 표준 IEC 61131-9에 따른 기존 IO-Link 표준을 기반으로 총 16개의 센서와 액추에이터를 연결할 수 있다. 이는 기존 유선 IO-Link 마스터보다 2배 많은 수치이다. 현재 프로피넷(PROFINET)과 이더넷아이피(EtherNet/IP) 네트워크 프로토콜에서 마스터로 사용 가능하며, 이더캣(EtherCAT) 버전도 출시가 예정되어 있다.
IO-Link Wireless 기술은 1)협동로봇과 같은 높은 자유도의 로봇, 2)전환 및 분기가 많은 운송 시스템, 3)자율 수송 트롤리, 4)위생 분야 등에서 수요가 확대되어 왔다. 또한 마스터는 무선 IO-Link의 사용을 단순화하는 다른 기능들도 생산에 포함한다.
