Erste Lösungen auf dem Markt verfügbar

Effiziente Feldkommunikation mit IO-Link Safety

Auf dem Weg zu einer intelligenten und flexiblen Produktion spielt die industrielle Kommunikation eine zentrale Rolle. So muss etwa eine sichere Datenübertragung bis zu jedem Sensor gegeben sein. Mit IO-Link Safety lassen sich nicht nur die Installation und die Inbetriebnahme beschleunigen, sondern auch die Anlagenverfügbarkeit erhöhen. Erste Lösungen sind jetzt auf dem Markt verfügbar.
 Als Schnittstelle zur Sicherheitssteuerung ermöglicht der IO-Link Safety Master PDP67 IOLS von Pilz die bidirektionale Kommunikation bis in die Feldebene.
Als Schnittstelle zur Sicherheitssteuerung ermöglicht der IO-Link Safety Master PDP67 IOLS von Pilz die bidirektionale Kommunikation bis in die Feldebene. Bild: Pilz GmbH & Co. KG

IO-Link Safety (IOLS) bietet Sicherheit bis PLe bzw. SIL3 und ermöglicht die Integration von Sicherheitssensoren und -aktoren, unabhängig vom übergeordneten Bussystem. Der Standard ermöglicht eine sichere Integration von Sensoren und Aktoren – inklusive Selbstdiagnose und Datenauswertung. Pilz stellt jetzt erste Geräte bereit und bietet eine Komplettlösung mit Master, Sensoren, Feldgeräten sowie passenden Konfigurations-Tools. Damit soll sich die Integration von IOLS in Maschinen und Anlagen stark vereinfachen. Der Master ermöglicht darüber hinaus auch die Integration von IO-Link-Produkten sowie marktüblichen Sicherheitssensoren. Zu den Anforderungen, die von Anwenderseite im Fokus stehen, gehören die einfache Installation und die Reduzierung von Lagerfläche: Die Systeme müssen in Punkto Verdrahtung und Produktkonfiguration unkompliziert zu handhaben sein.

 Die IO-Link-Systemlösung von Pilz umfasst Master, Sensoren sowie Feldgeräte und passendes Zubehör.
Die IO-Link-Systemlösung von Pilz umfasst Master, Sensoren sowie Feldgeräte und passendes Zubehör. Bild: Pilz GmbH & Co. KG

Praxisfall verkettete Anlagen

In einer verketten Verpackungsanlage zum Beispiel sind häufig mehrere Sensoren im Einsatz, wodurch nicht nur viel Platz für die Verkabelung benötigt wird, sondern auch ein hoher Zeitaufwand für die Installation entsteht. In einer Lösung mit IOLS wird der Master dezentral im Feld eingesetzt, so dass durch die reduzierte Kabellänge bereits Platz eingespart wird. Durch die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation ist die Verdrahtung von Sicherheitssensoren deutlich einfacher umzusetzen. Gleichzeitig können Anwender das System flexibel nutzen, denn sowohl übliche Sicherheitssensoren als auch spezielle IOLS-Sensoren oder IO-Link-Geräte können an den Master von Pilz angeschlossen werden. Um die Redundanz der Safety sicherzustellen, sind zweikanalige Anschlussmöglichkeiten unerlässlich: Mit so genannten FDIO-Ports (Failsafe Digital Input Output) kann der Anwender zwischen einem sicheren Eingang oder einem sicheren Ausgang wählen und ob dieser zweikanalig sein soll. Damit sind klassische Sicherheitssensoren wie Sicherheitsschalter, Türzuhaltungen oder Not-Halt-Geräte integrierbar. Auch OSSD-Signale (Output Signal Switching Device) lassen sich so verarbeiten. Die Pilz-Lösung bietet hier gleich vier FDIO-Ports.

Stromversorgung und Kommunikation über IOLS laufen grundsätzlich immer über ungeschirmte Kabel, da hier nur Distanzen bis 20m überbrückt werden müssen. Dazu nutzt IOLS industrieübliche Anschlüsse. In weniger als einer Minute ist der Anschluss einer Standard-M12-Verbindung möglich. Eine herkömmliche Verdrahtung kann hingegen bis zu einer Stunde in Anspruch nehmen. Die Verbindung ist auch weniger anfällig für Verdrahtungsfehler. Da IOLS Daten für die Diagnose mitliefert, kann ein Gerät, das am falschen Port angeschlossen wurde, sofort erkannt werden. Ein weiterer Vorteil ist es, dass alle Geräte in der verketteten Anlage eigenständig identifiziert und parametriert werden. Das sichere Kommunikationsprotokoll verkürzt so die Installations-, Inbetriebnahme- und Wartungszeiten. Ausfallzeiten zum Beispiel bei notwendigen Reparaturen lassen sich ebenfalls reduzieren und die Wartung vorausschauend planen. IO-Link Safety kann bis zu 32Byte Daten bidirektional mit bis zu 230,4kBit/s übertragen.

 IO-Link Safety gewährleistet eine einfache, zeitsparende Integration der Zugangsabsicherung und Absicherung von Schutztüren.
IO-Link Safety gewährleistet eine einfache, zeitsparende Integration der Zugangsabsicherung und Absicherung von Schutztüren. Bild: ©Monty Rakusen/Cultura/gettyimages.de / Pilz GmbH & Co. KG

Praxisfall Robotik

Ganz anderen Anforderungen muss sich das IOLS im Bereich Robotik stellen. Meist sind der Zugang und die Schutztüren in solchen Anwendungen gut abzusichern. Mit der neuen Pilz-Lösung wird sowohl die Integration der Zugangsabsicherung als auch die Absicherung von Schutztüren einfach und zeitsparend möglich. Die Taster-Unit PITgatebox IOLS mit der Sicherheitszuhaltung PSENmlock wird über nur einen Port an den IO-Link Safety Master PDP 67 IOLS angeschlossen. Die Taster-Unit PITgatebox ermöglicht die Verbindung zu PSENmlock, ohne dass weitere Ports am IOLS Master belegt werden. Dadurch ist eine schnelle Verkabelung gewährleistet. Anwendungen können zudem smart überwacht werden, indem zum Beispiel die Daten von Sicherheitslichtgittern ausgewertet werden. Informationen wie die Signalqualität lassen sich für die vorausschauende Wartung nutzen.

IOLS kann Anwender insbesondere auch mit Blick auf die Produktivität gut unterstützen: Die Pilz-Geräte verfügen über eine Funktion zur Selbstdiagnose, die einen potenziellen Maschinenstillstand vorhersehen und ggf. vermeiden kann. Das kann bei Reparatur- und Wartung erhebliche Vorteile bringen, da die relevanten Daten zum Maschinenzustand direkt an die verantwortlichen Schnittstellen bzw. Mitarbeiter geliefert werden. Die IOLS-Sensoren stellen Information über den Ist-Zustand bereit, zum Beispiel wie häufig die Wartungstür geöffnet, der Not-Halt betätigt oder in Lichtgitter eingegriffen wurde.

Praxisfall Materialtransport

Bei optoelektronischen Geräten kann IOLS die Sicherheit durch eine spezifische Diagnose erhöhen: Über die Einzelstrahlauswertung wird jeder inaktive Lichtstrahl sofort erkannt. So lässt sich zusätzlich eine Objektgrößenerkennung beim Materialtransport realisieren. Mit diesen Informationen kann die übergeordnete Steuerung eine entsprechende Aktion einleiten. Zudem bietet das Sicherheitslichtgitter erweiterte Funktionen wie Blanking und Muting. Es ist auch möglich die Signalstärke auszuwerten, um die korrekte Ausrichtung der Sicherheitslichtgitter ständig zu gewährleisten. Mit den in der Steuerung hinterlegten Daten kann der Maschinenbediener Rückschlüsse auf mögliche Probleme ziehen und einen Stillstand verhindern. Auch eine Reparatur bzw. Wartung lässt sich so ansetzen.

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