»Die gesamte Intelligenz nutzen«

Interview - Dr. Elmar Büchler

Dr. Elmar Büchler – Der Industriemanager Strategisches Marketing bei Balluff berichtet über die Gründe, warum sich IO-Link in der Sensorik als Standard zur Kommunikation etabliert hat.

19. Februar 2016

Herr Dr. Büchler, Balluff ist eines der Gründungsmitglieder des IO-Link-Konsortiums, dem heute mehr als 100 Unternehmen angehören, darunter alle großen Sensorikhersteller und sehr viele Hersteller von Steuerungstechnik. Warum möchten alle diese Unternehmen einen weiteren Kommunikationsstandard in der Industrieautomatisierung etablieren?

IO-Link ist kein weiteres Feldbussystem. Dieser Kommunikationsstandard ermöglicht es, die Sensoren und Aktoren auf der untersten Ebene einer Automatisierungslösung mit jedem Feldbussystem der Welt zu verbinden. Die Hersteller von Sensoren und intelligenten Aktoren, wie zum Beispiel moderne Greifsysteme, müssen sich damit nicht auf einen bestimmten Feldbusstandard festlegen, um die ganze Intelligenz ihrer Lösungen nutzen zu können. Hier ermöglicht IO-Link einen direkten Zugriff auf die Aktoren und Sensoren, unabhängig vom jeweiligen Feldbussystem. Speziell für international aufgestellte Unternehmen ist dies ein großer Vorteil.

Für welche Anwendungen eignet sich IO-Link?

Sinnvoll ist IO-Link für alle Geräte auf der untersten Feldebene. Deshalb unterstützen ja gerade die Sensorikhersteller diese Entwicklung von Anfang an. Eher schwach vertreten war IO-Link bisher bei der Aktorik, aber das ändert sich gerade: Vor allem Greifsysteme, Positionierantriebe etc. werden jetzt immer häufiger mit einer IO-Link-Schnittstelle ausgestattet. Bei aufwendigen Servoantrieben ist es allerdings oft sinnvoller, dafür komplexere Systeme wie Profinet einzusetzen.

Welchen Zusatznutzen bietet IO-Link dem Konstrukteur im Maschinenbau?

Die meisten Kunden sehen den Hauptvorteil zunächst in der einfachen Installation: Sie brauchen weder geschirmte Leitungen noch spezielle Stecker. Sie müssen beim Austausch die Geräte weder adressieren noch parametrieren. Zudem müssen sie das neue Gerät nur mechanisch befestigen und das Kabel wieder anschließen. Nach unseren Erfahrungen ist das ein Kinderspiel.

Der große Vorteil von IO-Link ist die einfache Parametrierung der Sensoren ohne Taster oder Drehwiderstände, die mechanisch verstellt werden müssen. Hier ist IO-Link deutlich komfortabler: Sie können den Sensor aus ihrem Büro oder von jedem Ort der Welt aus parametrieren, egal, wo der Sensor im Inneren der Maschine verbaut ist. Dies verringert natürlich den Montage- und Service-Aufwand deutlich. Zudem können sie mit IO-Link die Effizienz ihrer Maschine zum Beispiel mittels Condition Monitoring deutlich erhöhen, weil die Sensoren über IO-Link nicht nur die Messwerte liefern, sondern auch Informationen über ihren Zustand.

Wie gelingt es, die zusätzlichen Daten ohne äußerlich sichtbare Änderungen an der Hardware zu übermitteln?

IO-Link nutzt einfach die bekannte Signalleitung, über die bisher lediglich der Schaltzustand übertragen wurde, für die Übermittlung der zusätzlichen Daten.

Beim Übergang von Analogsensoren vereinfacht dies zugleich auch die Verkabelung, weil keine Schirmung benötigt wird. Möglich machen dies sogenannte IO-Link-Master: Sie sammeln sämtliche Daten der verschiedenen IO-Link-Geräte und leiten sie dann an die jeweiligen Steuerungs- oder IT-Systeme weiter.

Lohnt sich der Einsatz von IO-Link aber auch bei einer Modernisierung bestehender Maschinen?

Bei Neuanlagen finden Sie natürlich viele Argumente für den Einsatz von IO-Link. Bei bestehenden Anlagen lohnt sich die Ausrüstung mit IO-Link-fähigen Geräten aber zum Beispiel, wenn Sie die Verkabelung aufgrund von Verschleiß regelmäßig ersetzen müssen, vor allem bei bewegten Komponenten, wie bei Rundschalttischen oder in der Robotik.

Hier bietet IO-Link mit wenig Aufwand die Möglichkeit, Energie und Daten ohne zusätzliche Kabel zu übertragen. Wenn es nur um die Vereinfachung der Verkabelung geht, genügt es, den Digitalsensor, der über ein Feldbus- oder ein EA-Modul an die Anlage angeschlossen ist, gegen einen IO-Link-Sensor auszutauschen und über den IO-Link-Master an die Steuerung zu anzuschließen. Auf diese Weise steht das Schaltsignal unverändert in der SPS zur Verfügung.

Die anderen Vorteile von IO-Link bekommt der Anwender aber nicht ohne Weiteres mitgeliefert?

Wenn Sie auch die weiteren Vorteile von IO-Link nutzen wollen, wie die einfache Parametrierung, die Zustandsüberwachung oder den einfachen Gerätetausch, können Sie dies über entsprechende Tools oder Webserver sehr einfach einstellen.

Anspruchsvolle bis sehr komplexe Aufgaben können mit Hilfe von Steuerungen oder eigenen Anwendungen mit Hilfe von zum Beispiel Microsoft Visual Studio realisiert werden. Sie können sich dann aber auch zum Beispiel Zustandsmeldungen des Sensors direkt auf Ihr Smartphone schicken lassen und erfahren sofort, ob das Gerät zum Beispiel verschmutzt ist. Dann können Sie entsprechende Serviceaktionen in die Wege leiten, ohne direkt vor Ort zu sein.

IO-Link bietet damit also ideale Voraussetzungen für die weitere Vernetzung von Maschinen und Anlagen im Sinne von Industrie 4.0.

Entscheidend für uns ist der Benefit für den Kunden. Wir sind deshalb in IO-Link eingestiegen, weil wir unseren Kunden den Informationsvorteil bieten wollten, den dieses System ermöglicht, speziell im Hinblick auf Industrie 4.0. Hier zeigt sich der Unterschied zu ethernetbasierten Feldbussystemen wie Profinet, mit denen Sie schon heute weltweit auf Ihre Anlage zugreifen können – bisher allerdings in der Regel nur bis zur Feldbus-Ebene: Von der gesamten Aktorik und Sensorik erfahren Sie dabei lediglich den Schaltzustand oder einen Messwert und wissen nicht einmal, ob diese Werte überhaupt noch aktuell sind. Mit IO-Link können Sie, falls gewünscht, über das Internet weltweit auf den Sensor direkt zugreifen und ihn ganz einfach visualisieren.

Inwieweit spielt das Thema Security bei IO-Link eine Rolle, wie sicher ist das Ganze im Vergleich zu anderen Medien?

Hier gibt es keine Unterschiede zu den Sicherheitsanforderungen anderer Systeme wie Ethernet TCP/IP oder Profinet.

Für den Anlagenbetreiber ist es wichtig, diese Systeme insgesamt absichern zu können. Die Aufgabe lautet, wie etwa bei Profinet auch, die Anlage so zu kapseln, dass kein unerlaubter Zugriff möglich ist. Hierfür stehen bewährte Methoden und Mechanismen zur Verfügung, um alle gewünschten Sicherheitsmechanismen zu erfüllen.

Welche Branchen haben den größten Vorteil von IO-Link?

Die Vorteile dieses Komunikationsmodells können Anwender in allen Branchen der Industrie nutzen. Das erstreckt sich vom Maschinenbau über die Hydraulik oder die Halbleiterherstellung bis hin zur Energieerzeugung und Gasversorgung.

Was unternimmt Balluff, um die Vorteile von IO-Link weiter bekannt zu machen?

Die Mitglieder der IO-Link-Community veranstalten regelmäßig weltweit Aktionen wie Workshops oder Trainings und besuchen auch ihre Kunden. Hier müssen wir kundenspezifisch argumentieren. Die Frage ist immer: Welchen Vorteil bietet IO-Link für die Kunden? Im Zusammenhang mit IO-Link sprechen wir dabei immer von Systemen. Es hilft nämlich nichts, lediglich geeignete Sensoren aus dem Katalog anzubieten.

Wir bieten unseren Kunden deshalb Komplettpakete vom Sensor über die Anschlusstechnik bis zum Master, mit denen sie IO-Link in jede Anlage integrieren können. Der Kunde muss sich lediglich entscheiden, welche Steuerung er einsetzen möchte.

Seit der Vorstellung von IO-Link im Jahre 2009 sind inzwischen mehr als zwei Millionen IO-Link-fähige Geräte im Einsatz. Welche Entwicklung erwarten Sie für die Zukunft?

In den vergangenen Jahren hat sich die Anzahl der neu installierten Geräte am Markt jährlich ungefähr verdoppelt. Ich hoffe, dass wir auch in diesem Jahr wieder eine Verdoppelung auf knapp über vier Millionen Knoten erreichen können.

Eine Studie aus dem Jahr 2014 erwartet sogar, dass sich die Zahl der installierten IO-Link-Geräte bis 2016 verzehnfacht. Das ist natürlich in unserem Sinne, und wir sehen uns mit unserem Engagement auf dem absolut richtigen Weg.

Auf einen Blick

- Normiertes Kommunikationssystem zur Anbindung intelligenter Sensoren und Aktoren an ein Automatisierungssystem.

- Standardisierung der elektrischen Anschlussdaten und digitales Kommunikationsprotokoll zum Datenaustausch mit der Automatisierungstechnik.

- Bestehend aus IO-Link-Master und einem oder mehreren IO-Link-Geräten.

- IO-Link ist eine Punkt-zu-Punkt-Kommunikation und kein Feldbus.

- Ein IO-Link-Gerät ist ein intelligenter Sensor oder Aktor. Das Ändern von Parametern kann damit im laufenden Betrieb durch die SPS erfolgen.

Erschienen in Ausgabe: 01/2016