IO-Link – das Kommunikationssystem für Sensoren und Aktoren

Eine Grundvoraussetzung für die erfolgreiche Automatisierung ist die Verfügbarkeit effizienter Kommunikationssysteme. Mit IO-Link ist ein standardisiertes Kommunikationssystem verfügbar, das über eine Master-Einheit die Kommunikation der übergeordneten Steuerung mit mehreren Sensoren und Aktoren effizienter gestaltet.

Wie funktioniert IO-Link?

Die IO-Link Technologie wurde entwickelt, um aufbauend auf standardisierter 3-adriger Verkabelungstechnik von Sensoren und Aktoren die Kommunikation von der SPS zu diesen Feldgeräten zu ermöglichen bzw. zu vereinfachen.

Ein IO-Link System besteht aus einem Master, einem Sensor-Hub und daran angeschlossenen Sensoren und Aktoren.

    • Der Master kommuniziert mit der SPS und ist mit einer bus-spezifischen Leitung mit dieser verbunden. Mittlerweile gibt es IO-Link Master für viele verschiedene Bussysteme wie Profibus, Profinet, AS-i, CANopen, CC-Link, Devicenet, Ethercat, Ethernet/IP, Interbus S, Powerlink, Sercos III, so dass unverselle Verwendbarkeit gegeben ist.
    • Der Sensor-Hub sammelt über herkömmliche 3-adrige Leitungen Statusinformationen und Messdaten von bis zu 16 binären Sensoren ein und sendet Parameterdaten und Schaltbefehle an Sensoren und Aktoren.

     

  • IO-Link - Netzwerkaufbau

Durch die Platzierung von Sensor-Hub und Master in der Nähe der Sensoren und Aktoren wird eine Parallelverddrahtung vermieden und der Verkabelungsaufwand deutlich reduziert.

Vorteile von IO-Link

Die lückenlose und unkomplizierte Kommunikation zwischen möglichst allen produktionsrelevanten Geräten bis hin zur untersten Ebene der Sensoren und Aktoren ist eine der Voraussetzungen für Betriebe, die den Anforderungen der Industrie 4.0 gerecht werden wollen. Das standardisierte IO-Link System steht eine Lösung dafür bereit und schließt die Lücke hin zu den Endgeräten für das Internet of Things.

Kompatibilität

  • Die Kompatibilität zwischen den häufig von unterschiedlichen Herstellern stammenden Geräten einer Industrieanlage, wird durch das IO-Protokoll erheblich erleichtert, da hier eine Standardisierung der unterschiedlichsten Parameter stattfindet.

    Das IO-Protokoll ermöglicht zudem eine Veränderung der Parameter auch im laufenden Betrieb, was die Wartungskosten erheblich senkt – stillstehende Produktionsanlagen zur Anpassung des Systems gehören somit weitgehend der Vergangenheit an.

  • IO-Link - Kompatibilität

Einfache Verdrahtung und Parametrierung

  • Auch die Aufwände für Materialien und die Implementierung sind mit IO-Link vergleichsweise niedrig, da herkömmliche, ungeschirmte 3-adrige Leitungen von bis zu 20 Metern Länge zur Anwendung kommen. Zu dieser einfachen Verdrahtung kommt, dass die Parametrierung automatisch erfolgt.

    Intelligenter Master

    Zudem ist die IO-Link-Technologie hochfunktionell. Der Anwender ist in der Lage, Datenpakete von unterschiedlichen Dateigrößen, ab 2 Byte bis zu 32 Byte Prozessdaten je Zyklus frei zu wählen. Beim Austausch von Geräten können die Parameter des Vorgängers direkt auf das Folgegerät übertragen werden, unabhängig von welchem Hersteller es stammt.

  • IO-Link - Verdrahtung und Parametrierung

Gerätespezifische IODD Konfigurationsdateien

Auch die Handhabung von IO-Link Geräten ist denkbar einfach, da jedes Endgerät des Systems über eine IODD (IO Device Description) verfügt. In diesen gerätespezifischen Beschreibungsdateien sind sämtliche relevanten Daten, vom Hersteller bis zu Angaben über die Funktionalität, enthalten. Jedes Gerät ist somit eindeutig identifizierbar und muss nicht erst aufwändig eingerichtet werden, sondern kann von der SPS aus parametriert werden.

IO-Link und technische Übersetzungen

Die Kunden von PRODOC aus der Automatisierungsindustrie bieten in den letzten Jahren immer mehr IO-Link-Produkte an, sowohl Master oder Sensor-Hubs, als auch IO-Link fähige Sensoren und Aktoren.

Ähnlich wie beim PROFIBUS oder bei PROFINET gibt es auch bei IO-Link XML-basierte Konfigurationsdateien.

Diese Konfigurationsdateien heißen hier wie bereits oben erwähnt IODD-Dateien und enthalten gerätespezifische Daten. Das können u.a. auch Displaytexte von intelligenten Sensoren sein.

Für die technische Übersetzung in mehrere Sprachen spielen diese eine Rolle, da man hier an zentraler Stelle die Displaytexte und auch Meldungen für die das Bedienfeld an der Steuerung eingeben kann. Zumindest die Übersetzung Deutsch – Englisch wird oft gewünscht.