Offenes und bi-direktionales Kommunikationsprotokoll IO-Link
IO-Link ist relativ neu. Doch die Zahl der Produkte mit IO-Link-Schnittstelle wächst schnell.
Aus gutem Grund: Denn das bidirektionale Kommunikationsprotokoll ist unabhängig von Anbieter und Bussystem. Jeder Sensor oder Aktor mit IO-Link-Schnittstelle lässt sich somit nahtlos in eine Industrie 4.0-Anwendung integrieren.
Insbesondere für industrielle Automatisierungsanwendungen wurde in den letzten Jahrzehnten eine Vielzahl von Produkten entwickelt. Schon bald stellte sich das Problem, dass sich die Produkte verschiedener Hersteller nur schwer in ein einziges System integrieren ließen. Insbesondere die Kommunikation untereinander und mit dem Leitsystem erforderte manchmal kreative Kniffe.
Normung
Als die Industrie 4.0 ernsthaft Gestalt annahm, erkannten die Hersteller auch, dass eine Standardisierung notwendig war. Dies führte u. a. zur Entwicklung von IO-Link. Im Grunde ein einfaches, offenes und serielles Kommunikationsprotokoll, das Sensoren und Aktoren im Feld miteinander und mit der vorgeschalteten digitalen Steuerung verbindet. Da das "Punkt-zu-Punkt"-Protokoll hersteller- und bussystemunabhängig ist, kann jede Komponente mit einer IO-Link-Schnittstelle in ein solches System eingebunden werden. Mess- und Schaltsignale werden dabei präzise, digital und damit verlustfrei kommuniziert.
Austausch von Signalen
IO-Link ist außerdem ein bidirektionales, serielles Protokoll. Das bedeutet, dass verschiedene Arten von Signalen vom Sensor zur Steuerung oder zum Aktor, aber auch umgekehrt, gesendet werden können.
Bei den vom Sensor gesendeten Daten handelt es sich zum einen um Messsignale für Steuerungszwecke - zum Beispiel Temperatur, Druck oder Kraft. Es können aber auch Fehlermeldungen (z.B. Drahtbruch) oder Statusmeldungen übertragen werden. Mit dieser Art von Daten sind Sensoren mit IO-Link also bestens geeignet, Prozesse transparent zu machen und Fehler schnell zu diagnostizieren. Die Maschinen stehen somit weniger lange still, was zur Produktivität und Verfügbarkeit beiträgt. Durch die Protokollierung der Daten und den Aufbau einer Historie sind die Daten auch für die rechtzeitige Planung von Wartungsarbeiten wertvoll.
Die Möglichkeit, Daten von der Steuerung an den Sensor zu senden, bietet besondere Vorteile bei der Inbetriebnahme oder Konfiguration. Durch die Speicherung der Einstellungen können auch Sensoren schnell und fehlerfrei ausgetauscht werden.
Programm von Müller Industrie-Elektronik
Das Angebot von Marktechnical an Komponenten mit IO-Link umfasst mehrere vom Hersteller Müller Industrie-Elektronik. Sie ergänzen das bestehende Angebot an Temperatur-, Druck- und Kraftsensoren. Über IO-Link bieten diese Komponenten die bereits erwähnten Steuerungs-, Diagnose- und Überwachungsfunktionen, die Prozesse transparent und aufschlussreich machen und die Maschinenverfügbarkeit erhöhen.
Dabei bietet das Unternehmen auch ein Kommunikationsmodul an, mit dem auch analoge Sensoren über IO-Link angebunden werden können. Das Modul, eigentlich eine Art Adapter, ist derzeit für alle gängigen 3-Leiter-Pt100-Elemente und Thermoelemente erhältlich. Der Rundtransmitter wird in den Sensor eingebaut und wandelt das analoge Signal lokal in ein digitales Signal um, das dann über IO-Link vollständig am Prozess teilnehmen kann.
Siehe Website: www.io-linksensors.com
Speciaal voor industriële automatiseringstoepassingen is er de afgelopen decennia een grote variëteit aan producten ontwikkeld. Daarbij ontstond al snel het probleem dat producten van verschillende fabrikanten slechts moeizaam waren te integreren in één systeem. Vooral de communicatie onderling en met de besturing vroeg soms om creatieve staaltjes van kunst- en vliegwerk. Standaardisering Toen Industrie 4.0 serieuze vormen begon aan te nemen, groeide tevens het besef bij fabrikanten dat standaardisering noodzakelijk was. Dit leidde onder andere tot de ontwikkeling van IO-Link. In principe een eenvoudig, open en serieel communicatieprotocol dat sensoren en actuatoren in het veld met elkaar en de bovenliggende digitale besturing verbindt. Omdat het ‘van-punt-naar-punt’ protocol onafhankelijk is van de fabrikant of het bussysteem, kan iedere component met een IO-Link interface in een dergelijk systeem worden opgenomen. Daarbij worden de meet- en schakelsignalen, exact, digitaal en dus verliesvrij gecommuniceerd. Uitwisseling van signalen IO-Link is verder een bi-directioneel, serieel protocol. Dit betekent dat er diverse soorten signalen zijn te versturen van de sensor naar de besturing of actuator maar ook andersom. Data die vanuit de sensor worden verstuurd betreffen ten eerste de meetsignalen ten behoeve van de besturing – bijvoorbeeld temperatuur, druk of kracht. Daarnaast zijn echter ook foutmeldingen (zoals draadbreuk) of standmeldingen door te geven. Dit type data maakt sensoren met IO-Link dan ook bij uitstek geschikt om processen transparant te maken en snel een diagnose te kunnen stellen bij storingen. Machines staan dus minder lang stil wat bijdraagt aan de productiviteit en beschikbaarheid. Door de gegevens te loggen en een historie op te bouwen, zijn de data ook waardevol voor het inplannen van onderhoud op het juiste tijdstip. De mogelijkheid om gegevens vanuit de besturing naar de sensor te sturen, biedt vooral voordelen in het kader van inbedrijfstelling of configuratie. Door de instellingen op te slaan zijn sensoren teven snel en foutloos uit te wisselen. Programma Müller Industrie-Elektronik Het assortiment componenten met IO-Link van Marktechnical omvat verschillende componenten van producent Müller Industrie-Elektronik. Zij vormen een aanvulling op de bestaande series temperatuur-, druk- en krachtsensoren. Door IO-Link bieden deze componenten de zojuist besproken besturings-, diagnose- en bewakingsfuncties die processen transparant en inzichtelijk maken en de machinebeschikbaarheid verhogen. Daarbij biedt het bedrijf tevens een communicatiemodule waarmee ook analoge sensoren via IO-Link zijn te koppelen. De module, eigenlijk een soort adapter, is op dit moment beschikbaar voor alle standaard 3-draads Pt100 elementen en thermokoppels. De ronde transmitter wordt ingebouwd in de sensor en zet ter plekke het analoge signaal om in een digitaal signaal dat vervolgens via IO-Link volwaardig kan meedoen in het proces. Zie website: www.io-linksensors.com