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Sensor-Aktor-Kommunikation Smarte Sensorsysteme dank IO-Link

Autor / Redakteur: Klaus Scheibel / Dipl. -Ing. Ines Stotz

Anlagenbetreiber erwarten bei neuen Maschinen eine höhere Produktivität. Die Investitionskosten und der Wartungsaufwand sollen sinken und gleichzeitig soll der Ausstoß erhöht werden. Schnelle Inbetriebnahme, geringe Wartungskosten und kurze Stillstandszeiten sind die Schlagworte. Das erfordert neue Konzepte in der Automatisierung – wie die Einbindung des Kommunikationsstandards IO-Link. Denn eine stärkere Vernetzung der Komponenten und ein durchgängiger Informationsfluss von der Feld- in die Steuerungsebene sind dazu notwendig.

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Pepperl+Fuchs hat eine IO-Link Schnittstelle bereits in verschiedenste Sensoren implementiert, zum Beispiel in Reflexions-Lichttaster und Ultraschallsensoren (rechts). Damit stehen Service- und Prozessdaten den übergeordneten Systemen uneingeschränkt zur Verfügung.
Pepperl+Fuchs hat eine IO-Link Schnittstelle bereits in verschiedenste Sensoren implementiert, zum Beispiel in Reflexions-Lichttaster und Ultraschallsensoren (rechts). Damit stehen Service- und Prozessdaten den übergeordneten Systemen uneingeschränkt zur Verfügung.
( Archiv: Vogel Business Media )

Der Kommunikationsstandard IO-Link ist ein wichtiger Baustein innerhalb dieses Automatisierungskonzeptes. IO-Link ist ein offener Standard. Als serielle Punkt-zu-Punkt Verbindung kann IO-Link klassische analoge Schnittstellen wie 0 bis 10 V oder 4 bis 20 mA ersetzen. Das gleiche gilt für serielle Schnittstellen wie z.B. RS232 oder RS422. Benötigt wird dazu nur ein 3-poliges, ungeschirmtes Standardkabel. Somit lassen sich die Varianz der Eingabebaugruppen und die Anzahl der Eingänge reduzieren.

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Diese Schnittstellen werden hauptsächlich bei Sensoren im mittleren Leistungsspektrum eingesetzt, beispielsweise bei optischen Sensoren oder bei Ultraschallsensoren („Messen statt Tasten“ ist hier das Schlagwort.).

Diese Sensoren bieten dem Anwender eine Fülle von Informationen über einen Prozess. Es stehen Messwerte, Parametrierdaten, Serviceinformationen und auch ein digitales Schaltsignal zur Verfügung. Eine Voraussetzung zur Nutzung ist allerdings, dass alle diese Möglichkeiten preisgünstig, sicher und schnell in der Steuerung zur Verfügung stehen.

IO-Link ist funktional die ideale Schnittstelle für diese Klasse der Sensoren. IO-Link ist ein offener Standard, IO-Link wird von namhaften Steuerungsherstellern unterstützt und ist voll abwärtskompatibel zu den binären Schaltausgängen. Eine Migration auf IO-Link wird dem Anwender somit leicht gemacht.

Einheitliche Bedienung der IO-Link Geräte mit mehr Komfort

Über Softwaretools werden Installation, Inbetriebnahme und Wartung vereinfacht. IO-Link Geräte werden in den bekannten Parametriertool der Steuerungen eingestellt. Alle Möglichkeiten der Geräte sind in der sogenannten IODD (IO-Devices-Description) beschrieben. Diese IODD wird von der Parametriersoftware gelesen und je nach System entsprechend grafisch aufbereitet.

Für die Abbildung der Prozessdaten innerhalb einer Steuerung steht das „Smart-Sensor-Profil“ zur Verfügung. Sensoren, die es benutzen bilden die wichtigsten Prozessdaten in der Steuerung einheitlich ab. Somit wird eine Kompatibilität einzelner Sensoren untereinander erreicht.

Minimierte Stillstandszeiten durch intelligente Parameterverwaltung

Sensoren sind oft nur schwer zugänglich, da sie in den Maschinen eingebaut sind. Das macht eine Inbetriebnahme oder Wartung sehr aufwändig, wenn Sensoren nur einzeln und vor Ort parametriert werden können. Dabei werden oft gleiche Einstellungen in einer ganzen Gruppe von Sensoren verwendet.

Bei Sensoren mit IO-Link kann die Steuerung auf alle internen Parameter zugreifen. Ganz egal, wie und wo das Gerät eingestellt wurde, zum Beispiel über Teach-in. Ganze Parametersätze lassen sich aus dem Gerät lesen und in der Steuerung ablegen. Bei Bedarf werden sie dann wieder in einen oder mehrere Sensoren zurückgeschrieben. Damit sind jetzt Parameter in ganze Sensorgruppen kopierbar. Das ermöglicht außerdem etwa einen schnellen und automatisierbaren Rezepturwechsel. Ganze Automatisierungslinien lassen sich innerhalb von Sekunden auf neue Produkte anpassen.

Besonders hilfreich ist das auch bei einem eventuellen notwendigen Gerätetausch. Es geht kaum Zeit verloren. Alle Einstellungen des vorherigen Sensors sind gespeichert und somit abrufbereit.

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