Balluff Der Kostendämpfer — IO-Link macht Prozesse schneller und schlanker

Gerade Sondermaschinenbauer wissen Lösungen zu schätzen, die Herstellungsprozesse einfacher und schneller machen und gleichzeitig Kosten senken. Welche Vorteile IO-Link als digitale Kommunikationsschnittstelle zwischen E/A- und Feldebene bietet, wenn neben IO-Link-fähigen Sensoren und Baugruppen noch eine große Zahl von Standard-Sensoren im Einsatz sind, veranschaulicht ein Hersteller komplexer Montagemaschinen. Mit an Bord sind RFID- und IO-Link-Komponenten von Balluff.

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In der Installationstechnik schlummern noch immer umfangreiche Potenziale, die in der Lage sind, die Kosten im Maschinenbau weiter zu senken und gleichzeitig die Produktivität zu erhöhen. Nach wie vor sind Sensoren und Aktoren über eine Vielzahl ein-, mehradriger, geschirmter sowie ungeschirmter Kabel, Reihenklemmen, Steckverbinder, Anschaltbaugruppen, Gateways und IO-Baugruppen mit der E/A-Ebene verbunden. Damit einher geht ein enormer Aufwand für die Elektromontage, Inbetriebnahme sowie hohen Kosten für Installationsmaterial. Mitunter wird von vornherein auf die Installation eines sinnvollen Features verzichtet, weil man Aufwand und Kosten für zusätzliche Verkabelung scheut.

Der neue Standard IO-Link erlaubt verblüffend einfache und kostengünstige Lösungen. Im Kern ist IO-Link eine leistungsfähige Punkt-zu-Punkt-Verbindung, die den anachronistischen Datenengpass zwischen Bus- und Feldebene beseitigt, der immer dann auftritt, wenn man neben dem eigentlichen Prozesssignal Parameter-, Diagnose- und Statusdaten übertragen will. IO-Link begnügt sich mit einer einfachen Dreidrahtleitung in Verbindung mit einer IO-Link Master-Box. Mehradrige Sonder- und Spezialkabel sowie zusätzliche Schnittstellen sind nicht mehr erforderlich. Auch die sonst üblichen Anschaltboxen im Feld oder teure Einsteckkarten in der Steuerung entfallen.

Per Plug-and-Play Bus- und Feldebene verknüpfen

Was der USB-Standard mit seiner Plug-and-Play-Anbindung externer Geräte bei Rechnern, ist IO-Link bei der Verknüpfung von Bus- und Feldebene im Maschinenbau: eine standardisierte, kostengünstige serielle Punkt-zu-Punkt-Verbindungen für die Signal- und Energieübertragung gleichermaßen. IO-Link ist auf dem besten Wege, herstellerübergreifender Standard zum Anschluss von Sensoren, Aktoren, Bedien- und Anzeigeelementen im Maschinen- und Anlagenbau zu werden. Darüber hinaus ist IO-Link abwärtskompatibel zu nicht IO-Link-fähigen Standardsensoren und vollkommen unempfindlich gegenüber Störeinflüssen.

Fehlerlose Anbindung

„Mühevolles und tagelanges Verkabeln ist bei uns Vergangenheit. Dank IO-Link entfällt an Maschinen und Anlagen die zeitaufwändige Parallelverdrahtung mit ihren zahllosen Fehlermöglichkeiten und damit ein enormer Kostenfaktor“, schildert Rainer Erbe, zuständiger Projektleiter und Konstrukteur bei SMR Sondermaschinen, seine Erfahrungen mit dem feldbusunabhängigen Interface.

Am Standort Wutha-Farnroda in Thüringen stellt das 1991 gegründete Unternehmen mit 23 Mitarbeitern sowohl einzelne Automatisierungskomponenten als auch komplette Montageautomaten her. Für den Zulieferer eines namhaften Hausgeräteherstellers stellt SMR eine zweite Anlage zur Montage von Ventilen fertig, die vollautomatisch und in 20 aufeinander folgenden Schritten aus 12 sehr unterschiedlichen Komponenten wie Kunststoffteilen, O-Ringen und Druckfedern einbaufertige und dichtigkeitsgeprüfte Ventile herstellt. Der erste Montageautomat wurde noch konventionell verdrahtet – der zweite mit IO-Link. „Im direkten Vergleich“, so Rainer Erbe, „offenbart sich eindrucksvoll der Nutzen des Systems. Die Installation wird erheblich einfacher und übersichtlicher. Jeder Schritt ist auch im Nachhinein sofort nachvollziehbar. Darüber hinaus lassen sich mit IO-Link diagnosefähige Baugruppen schnell und komfortabel in die Anlage integrieren, was der Zukunftssicherheit der Anlage zugute kommt.“

Reibungslose Ventilmontage

Auf jeweils einem Werkstückträger durchlaufen dabei zwei Ventil-Baugruppen gleichzeitig im sechs-Sekundentakt die entlang eines Transportbands angeordneten Montageplätze. Das Identifikationssystem BIS L, eine bewährte RFID-Lösung des Sensorikspezialisten und Connectivity-Anbieters Balluff, die für den Einsatz in extrem rauer Umgebung konzipiert wurde, gewährleistet hier den reibungslosen Informationsaustausch zwischen Materialfluss und Steuerung. Erkennt das System einen Fehler, unterbricht die Steuerung die Montage des betroffenen Ventils an der nachfolgenden Station. Am Ende der Fertigungslinie stehen drei Prüfschritte, die die Dichtigkeit des Ventils in der Grund- und in der Arbeitsstellung sowie die Federkraft vollautomatisch prüfen. Erst dann ist das Bauteil für den Einbau freigegeben.

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