Produktive Kommunikation

Datenübertragung – Der Kommunikationsstandard IO-Link erleichtert die Integration von Aktoren und Sensoren für die Automatisierung. Die Übertragung weiterer Daten ermöglicht die Ferndiagnose.

17. Oktober 2008

Maschinen und Anlagen enthalten immer häufiger »intelligente« Geräte, die den Anwender über Prozessabläufe und -zustände informieren. Während sich in der Vergangenheit entsprechende Funktionen auf Steuerungen und E/A-Komponenten beschränkten, werden sie heute auch in Sensoren und Aktoren implementiert. Systematisch nutzen lassen sich diese Funktionen in der untersten Feldebene jedoch nur, wenn dafür geeignete Kommunikationswege zur Verfügung stehen. Traditionell geschieht die Kommunikation mit den Sensoren und Aktoren über verschiedene I/O-Baugruppen mit unterschiedlichen Leitungsspezifikationen. Deren Installation bereitet üblicherweise keine Probleme, solange es sich um einen binär schaltenden Sensor oder Aktor mit dreipoliger Sensor-/Aktorleitung handelt. Steigt jedoch die Anzahl der von oder zum Gerät zu übertragenden Signale, empfiehlt sich der Einsatz des standardisierten Kommunikationssystems IO-Link, mit dem sich intelligente Sensoren und Aktoren unkompliziert an ein Automatisierungssystem anschließen lassen.

Unverfälschte Daten

Ein IO-Link-System besteht aus einem IOLink- Master und einem oder mehreren IOLink- Geräten, also Sensoren oder Aktoren. Der IO-Link-Master dient dabei als Schnittstelle zur Steuerung, die die Kommunikation mit den angeschlossenen IO-Link-Geräten steuert. Die Verbindung mit der SPS geschieht über eine gewöhnlich dreipolige Sensor-Aktor-Leitung. Die Datenübertragung in Form von Telegrammen zwischen Sensor und Master verhindert dabei mögliche Ungenauigkeiten der Messinformation des Sensors durch Digital-Analog-Wandlungen ohne entsprechende Parametrierung. Zudem lassen sich so auch komplexe Signale über eine ungeschirmte Drei-Draht-Verbindung zyklisch übertragen, etwa das Abstandssignal eines Laserdistanzsensors. Neben den Prozessdaten kann IO-Link auch Parameterdaten oder Informationen über den Status der Maschine bis an die Leitebene übertragen, etwa über die Verschmutzung einer Lichtschranke oder den Druckabfall an einem pneumatischen Element. Mögliche Störungen lassen sich so frühzeitig erkennen und durch präventive Wartung in vielen Fällen verhindern.

Besondere Vorteile bietet das System vor allem, wenn unterschiedliche Signalformen wie Eingang, Ausgang, analog, binär oder schaltend über eine einzige IO-Link-Schnittstelle der Steuerung zur Verfügung gestellt werden. Eine optimale Lösung für ein flexibles Maschinen-Design und präventive Diagnose ist IO-Link deshalb bei allen Applikationen, die hohe Anforderungen an die Anpassungsfähigkeit und Verfügbarkeit stellen.

Volle Kompatibilität

Die jeweilige Baudrate sowie die richtigen Telegramm-Frames und Datenkonstellationen werden zwischen Master und Device während des Anlaufs der Applikation verdeckt ausgehandelt. Die IO-Link-Geräte sind dabei stets kompatibel zu den Standard- Sensoren und lassen sich an Standard-Digital-Input-Baugruppen betreiben und erlauben damit auch gemischte Installationen. Die Inbetriebnahme gestaltet sich kaum aufwendiger als bei einem Standard- I/O-Modul: Meist genügt es, eine zum IO-Link- Master gehörende Gerätebeschreibungsdatei in das Engineering-System einzugeben, um die vom Hersteller vorgegebene Prozessdatenbreite einzustellen und den Systemanlauf zu starten. Bei höheren Anforderungen an Diagnose und Parametrierung bietet zum Beispiel Phoenix Contact leistungsfähige Tools wie FDT/DTM, das integraler Bestandteil der Automatisierungssoftware PC Worx ist und eine vollständig grafisch unterstützte Parametrierung und Diagnose ermöglicht.

Alle Vorteile des Kommunikationsstandards IO-Link bietet zum Beispiel das Master-Modul FLM IOL 4 DI 4 M12 aus der Produktfamilie Fieldline von Phoenix Contact, über das die IO-Link-Geräte in das überlagerte Kommunikationssystem integriert werden. Zur Kommunikation mit den IO-Link-fähigen Sensoren und Aktoren sowie mit binären Standard-Sensoren stellt das Gerät in Schutzart IP 65/67 vier IO-Link-Kanäle zur Verfügung. Vier zusätzliche Standard-Eingänge erfassen Standard-Sensoren mit binärem Schaltsignal.

Erschienen in Ausgabe: 07/2008