Durchbruch in Sachen Kommunikation

Durchbruch in Sachen Kommunikation
Grossansicht Bild
10.08.2012 | „Durchbruch in Sachen Kommunikation“ lautet der offizielle IO-Link Slogan. IO-Link etabliert einen neuen Kommunikationsstandard für Feldgeräte unterhalb der Feldbusebene.

Viele Maschinen- und Anlagenbauer haben die Möglichkeiten erkannt und IO-Link in konkreten Applikationen eingesetzt. So hat beispielsweise ein namhafter Hersteller von Werkzeugmaschinen mit IO-Link die Parametrierung von Sensoren so automatisiert und vereinfacht, dass sich dessen Kunden im Servicefall nur noch um den mechanischen Sensorwechsel kümmern müssen. Die Parametrierung erledigt das Programm automatisch, ein unschätzbarer Vorteil für den Maschinenbetreiber.

Auch für den Maschinenhersteller sind die Vorteile unübersehbar, gestaltet sich die Inbetriebnahme von Serienmaschinen jetzt doch deutlich vereinfacht. Musste früher jeder einzelne Sensor mühevoll manuell parametriert werden, erfolgt dies mit IO-Link vollautomatisch in kürzester Zeit durch Download von Parametersätzen. Die Anlage ist sofort betriebsbereit, Verwechslungen und Fehler sind durch die Identifikationsparameter der IO-Link Sensoren so gut wie ausgeschlossen.

 

Die SMR Sondermaschinen GmbH mit Sitz in Wutha-Farnroda nutzt die Vorteile der Schnittstelle um sowohl IO-Link fähige Sensoren und Aktoren, als auch nicht IO-Link fähige Devices an die Steuerung anzubinden. In einer Montageanlage für Ventile  kommen RFID Lesestationen zum Einsatz, die dank ihrer IO-Link Schnittstelle auf einfachste Art und Weise angeschlossen werden. Anstelle eines Feldbuskabels und Feldbusknoten pro Lesestation, ist bei IO-Link nur noch ein einfaches Sensorkabel mit M12 Steckverbinder erforderlich. Es können bis zu 4 Lesestationen an den 4-kanaligen IO-Link Master angeschlossen werden. Binäre Sensoren werden über IO-Link Sensorhubs angeschlossen. Bis zu 16 schaltende Sensoren können so auf einen IO-Link Port konzentriert werden.

Dass IO-Link sogar Aufgaben übernehmen kann, die bisher ein RFID Gerät erforderten, zeigt eine Applikation, die ein führender Systemlieferant für Pressteile und Presswerkzeuge für die Automobilindustrie, die Fa. Läpple AG in Heilbronn realisiert hat. Bei diesem Hersteller findet sich eine große Zahl von Presswerkzeugen, die elektrische Komponenten wie Sensoren und Aktoren tragen. In einem ersten Ansatz sollte lediglich die elektrische Schnittstelle zum Werkzeug drastisch vereinfacht werden. Diese war seither in Parallelverdrahtung der Sensoren und Pneumatikventile auf einen industrietauglichen mehrpoligen Steckverbinder realisiert. Mit relativ großem Aufwand deshalb, weil die Kabel werkzeugspezifisch verdrahtet sind und die Identifikation der Werkzeuge über Brückencodierung im Stecker realisiert ist.

Dank IO-Link Sensor/Aktorhubs auf dem Werkzeug konnte die Schnittstelle auf ein 3-adriges ungeschirmtes Sensorkabel reduziert werden, ein IO-Link Sensor/Aktorhub auf dem Werkzeug stellt die notwendigen digitalen Ein- und Ausgänge bereit. Aus Kompatibilitätsgründen wurde der Industriesteckverbinder beibehalten. An ihn angeflanscht ist jetzt ein steckbares 3-adriges Sensorkabel. Das Kabel ist damit ab sofort nicht mehr werkzeugspezifisch – das steckerfertige Standardkabel ist preisgünstig und vor allem im Problemfall in kürzester Zeit ausgetauscht.


Grossansicht Bild
Steckverbinder für Presswerkzeuge. über IO-Link wurde die werkzeugspezifische Parallelverdrahtung ersetzt durch eine standardisierte serielle Verbindung.

Ungelöst war bis zu diesem Zeitpunkt allerdings die Identifikation der Werkzeuge und es wurde bereits der Einsatz eines RFID Systems geprüft. Die Parameterstruktur von IO-Link bietet jedoch eine elegante Lösung. Unter Index 18h spezifiziert die IO-Link Norm einen Parameter namens „Application specific Tag". In diesen kann der Maschinenbauer eigene beliebige Identifikationsdaten einschreiben und über IO-Link wieder auslesen. Das Einschreiben erfolgt einmalig über einen IO-Link Master mit USB Schnittstelle, einem Laptop und einem Softwaretool (IO-Link Device Tool). Sobald das Werkzeug in die Pressenstraße eingewechselt wurde, kann nun über IO-Link die Identifikation ausgelesen werden.

Der USB IO-Link Master wird verwendet, um IO-Link Devices für den Betrieb vorzubereiten. Um die Geräte komfortabel parametrieren zu können, bedient sich die zugehörige PC Software (IO-Link Device Tool) der IO-Link Gerätebeschreibung IODD. Diese steht für jedes IO-Link Gerät zur Verfügung und ermöglicht die komfortable Bedienung. Die Parameter werden landessprachlich angezeigt. Die Rohwerte aus den Geräten werden skaliert und mit physikalischen Einheiten angezeigt. Zusätzliche erklärende Texte zu den Variablen helfen, um nicht immer das Usermanual zur Hand nehmen zu müssen.

Das IO-Link Device Tool von TMG wird neben dem USB IO-Link Master auch von Herstellern wie Balluff, Murrelektronik und anderen für ihre Feldbus- oder Ethernet- IO-Link Master verwendet. So steht ein durchgängiges Konzept für Parametrierung und Diagnose für IO-Link zur Verfügung. Bei PROFIBUS und PROFINET wird es direkt aus der Hardwarekonfiguration der SPS Programmiersoftware wie z.B. STEP7 aufgerufen. Bei anderen Systemen wie EtherNet/IP wird es als eigenständige PC Software gestartet.

 

Es gibt für IO-Link nicht „das" PC-Tool. So bietet Siemens das Port Configuration Tool („PCT") zur Parametrierung von Siemens IO-Link-Master-Modulen und IO-Link-Devices an. S7 PCT ist integriert in STEP7 und wird über die Hardwarekonfiguration der IO-Link Master aufgerufen. Andere Firmen haben gemeinsam den „generischen IO-Link DTM" für die FDT / DTM Technologie entwickelt. Mit diesem werden IO-Link Devices bedient, die z. B. an das Fieldline IO-Link-Master-Modul von Phoenix Contact angebunden wwerden . über die Buskoppler des Programms Fieldline Modular steht so IO-Link in den überlagerten Kommunikationssystemen wie Interbus, PROFIBUS oder PROFINET zur Verfügung.

Heute sind eine Reihe von Sensoren und Aktoren am Markt verfügbar, die mit RS232 oder RS485 Interface geliefert werden, weil ihre Funktionalität mit einfachen analogen und digitalen Signalen nicht sinnvoll abgebildet werden kann. Meist handelt es sich dabei um die Parametrierung der Geräte oft aber auch um zusätzliche Prozessdaten. IO-Link ist gerade für diese Geräte gut geeignet, da derzeit noch nicht alle Geräte als IO-Link Variante zur Verfügung stehen. Der TMG IO-Link Communicator schließt genau diese Lücke und macht Sensoren und Aktoren mit RS232 oder RS485 Schnittstelle für IO-Link verfügbar.

Innovationen durch IO-Link

Innovationen durch IO-Link
Grossansicht Bild
IO-Link hat die Reife für den Einsatz erreicht. Es stehen IO-Link Master, Tools, sowie Sensoren und Aktoren mit IO-Link-Schnittstelle zur Verfügung. Dabei wurden häufig bereits existierende Sensoren, Aktoren und andere Geräte um die Eigenschaft IO-Link ergänzt. Mit IO-Link lässt sich aber noch weiteres Innovationspotential mobilisieren.

So bietet Renesas einen integrierten Chip mit leistungsfähigem 16Bit-Mikrocontroller und integriertem IO-Link Transceiver auf einer Fläche von nur 4 x 7 mm an. Damit können im untersten Level der Automatisierung neue und heute noch nicht mögliche Lösungen angeboten werden. Mit IO-Link lassen sich nicht nur einfache Sensoren und Aktoren realisieren, sondern auch mechatronische Komponenten. Diese beinhalten auch vorverarbeitende Funktionen, die sonst die SPS stark belasten oder teure Technologiebaugruppen erfordern würden. Kleinstservoantriebe schaffen mehr Flexibilität für die Produktion. Oder auch bei Bedien- und Beobachtungsfunktionen sind neue komfortable und leistungsfähige Ansätze mit IO-Link denkbar.

Bewertung Ø:
   
Meine Bewertung:

Fragen und Kommentare (0)