Standardisierungsschub auf Prozessebene

IO-Link: Universelle Installationslösungen

Was der USB-Standard im Rechnerumfeld, das ist die digitale IO-Link Schnittstelle unterhalb der Bussysteme. Der weltweit nach IEC 61131-9 zertifizierte Kommunikationsstandard ist kein neuer Bus, sondern eine leistungsfähige Punkt-zu-Punkt Verbindung zwischen Prozess- und Automatisierungsebene. IO-Link verknüpft Sensoren und Aktoren im Feld ausnahmslos über ein standardisiertes Drei- oder Fünfdrahtkabel und Steckverbinder. Das senkt den Aufwand und die Kosten für die Installation nachdrücklich. Dabei ergeben sich vielfältige Vorzüge sowohl für Anlagenhersteller als auch für Betreiber.

Erinnern Sie sich noch? Wie aufwendig war es noch vor wenigen Jahren, Peripheriegeräte wie Maus, Drucker, Tastatur mit unterschiedlichen Kabeln und Steckern am Rechner anzuschließen und mit Hilfe von Treibersoftware zum Laufen zu bringen. Inzwischen hat sich bei Computern der USB-Standard durchgesetzt, Endgeräte installieren sich weitgehend von allein und beziehen erforderliche Software aus dem Netz. In der Maschinenbau- und Automatisierungsbranche haben Feldbusse für Klarheit und Vereinfachung gesorgt. Eine Ebene darunter sieht es jedoch noch immer recht unübersichtlich aus: Nach wie vor müssen Signale und Daten umständliche Wege über mehr-adrige, geschirmte sowie ungeschirmte Kabel, Reihenklemmen etc. nehmen, um zur Steuerung zu gelangen. Noch immer verzichten Konstrukteure auf die Nutzung sinnvoller Informationen, weil deren Übertragung mit zuviel Installationsaufwand verbunden ist. Noch immer stehen bei zahlreichen Anlagenherstellern die Ausgaben für die Anbindung von Prozessgeräten in keinem Verhältnis zu den Kosten der Hardware. Und noch immer glauben manche in der Branche, IO-Link sei ein neues Bussystem.

IO-Link ist einfach, kompatibel und \’universal\‘

IO-Link ist auf gutem Weg, unterhalb der Busebene das Standardsystem zum Anschluss von Sensoren, Aktoren, Bedien- und Anzeigeelementen zu werden. IO-Link ist eine simple, aber vielseitige und leistungsfähige Punkt-zu-Punkt Verbindung. Der international genormte Standard ist \’universal\‘, weil er zu jedem Bussystem passt, sich in jegliche Systemumgebung fügt und sämtliche IO-Link-Feldgeräte wie Master unterschiedlicher Hersteller untereinander kompatibel sind. Dabei setzt der universelle Kommunikationsstandard auf ein gewöhnliches Sensorkabel, über das der Daten-, Signalaustausch und die Stromversorgung erfolgen sowie auf Steckverbinder mit einheitlichen Standards bei der Mechanik und Pinbelegung – selbst bei komplexen Sensoren und Aktoren. Moderne Prozessgeräte können heute weit mehr als nur einfache Ja-/Nein-Sachverhalte detektieren. Je höher der Qualitäts- und Produktivitätsanspruch, umso mehr will ein Anlagenbetreiber vom Ort des Geschehen erfahren. Leistungsfähige Sensoren erfassen Temperaturen, Füllstände, Druckwerte und setzen automatisch Diagnosemeldungen ab. Im Kern beruht die Idee von IO-Link darauf, dass Prozessgeräte mit gekapselter Intelligenz ihre Erkenntnisse an Ort und Stelle verarbeiten und das Ergebnis in aufbereiteter Form zur Verfügung stellen. Das entlastet die zentrale Rechnereinheit, die digitalen Daten sind vergleichsweise einfach und störsicher übertragbar. Doch nicht nur intelligente IO-Link Geräte, auch einfach schaltende Sensoren lassen sich, ganz \’universal\‘, in IO-Link Konzepte integrieren: Spezielle Sensorhubs bündeln die Signale und übertragen diese kompakt an die zentrale Steuerungseinheit, ebenfalls per Drei- oder Fünfdrahtleitung. IO-Link bzw. \’universal\‘ steht für durchgängige, standardisierte Verkabelungslösungen, die Komplexität reduzieren. Wo nur noch ein einziger Kabeltyp, wo ausnahmslos fertig konfektionierte Steckverbinder zum Einsatz kommen und Sonderkabel sowie Steckkartenvielfalt der Vergangenheit angehören, wird Installation einfach und überschaubar. Hersteller von Maschinen sparen Zeit und Geld, auch aufgrund einer deutlich reduzierten Typenvielfalt und Lagerhaltung. Sie profitieren davon, dass sie mit IO-Link schlanke Anlagenentwürfe mit transparenten Verkabelungslösungen anbieten und dem Markt schneller zur Verfügung stellen können. Weil IO-Link eng mit Bedienungs- und Wartungsfreundlichkeit einhergeht, liegen die Wettbewerbsvorteile und verkaufsfördernde Argumente auf der Hand.

IO-Link – Parametrierung

Anlagenbetreiber schätzen es, wenn sie Maschinen flexibel einsetzen und ungeplanten Stillstand ausschließen können. In Sachen Parametrierung eröffnet IO-Link neue Möglichkeiten: Bei einem Sortimentswechsel muss nicht mehr jedes Gerät zeitaufwändig auf seine neue Aufgabe vorbereitet werden. Die Änderungen und Einstellungen erfolgen in drag-and-drop Manier auf einfache Art und Weise über das zentrale HMI. Softwarebasiert über entsprechende Funktionsbausteine werden den Prozessgeräten in Sekundenschnelle vorab auf zentraler Steuerungsebene hinterlegte Parametersätze zugeordnet. Die Maschine ist in kurzer Zeit fehlerfrei durchparametriert. Anlagenbediener brauchen kein vertieftes technisches Know-how, um ein Prozessgeräte \’on the fly\‘ ohne Werkzeug und langwierigen Maschinenstopp zu tauschen. Für den Support öffnet IO-Link den Blick bis auf Prozessebene, Fehler sind rasch detektiert und behoben. \’Universal\‘ bedeutet, dass IO-Link überall dort Nutzen stiftet, wo eine größere Anzahl von Sensoren und Aktoren kostengünstig an das Steuerungssystem angeschlossen werden muss, gleichgültig welches Bussystem im Einsatz ist.

IO-Link – macht Anlagen schlanker und übersichtlicher

\’Universal\‘ kommt eindrucksvoll zum Ausdruck, wo IO-Link armdicke Kabelschlepps durch ein einfaches Dreidrahtkabel ersetzt. Gleiches gilt für einen Sechsachs-Roboter, dessen Greif-Applikation eine Vielzahl von Sensoren aufweist: Auch hier genügt das Dreidrahtkabel in Verbindung mit einem IO-Link Master, um eine Fülle von Daten und Signalen zwischen Applikation und Steuerungsebene über den Roboterarm zu führen. Für den Hersteller einer weitläufigen, modular aufgebauten Montageanlage rechnet sich IO-Link allein deshalb, weil er damit hunderte einfach schaltender Sensoren über Sensorhubs kompakt einsammeln und via IO-Link Master über das Standardkabel zur Steuerungsebene übertragen kann. Kein unansehnlicher Kabelwust, sondern ein klar und übersichtlich aufgebautes Installationskonzept. \’Verbinden statt verdrahten\‘ lautete das Motto, die Anlage war innerhalb kürzester Zeit startklar. IO-Link hat ein hohes Maß an Universalität, Vereinfachung und Klarheit geschaffen und Kostensenkungspotenziale auf mehreren Ebenen offengelegt. Die Entwicklung weiterer IO-Link Prozessgeräte schreitet voran. Weil man künftig auf mechanische Einstellmechanismen an den Geräten selbst weitgehend verzichten kann, werden diese in Zukunft noch kleiner und preiswerter sein. Ein weiterer Schritt hin zu kompakten, effizienten und kostengünstigen Anlagen. n

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