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Die universellen Ethernet-IO-Module von Pepperl+Fuchs unterstützen alle gängigen Ethernet-Protokolle wie Profinet, Ethernet/IP und EtherCAT in einem Gerät. Die integrierte IO-Link-Masterfunktion ermöglicht eine durchgängige Identifizierung, Diagnose und Parametrierung bis in die Sensor-/Aktorebene. Zur gleichzeitigen Einbindung digitaler Sensorik und Aktorik in die IO-Link-Infrastruktur stellen die neuen I/O-Hubs mit IO-Link-Schnittstelle für bis zu 16 digitale Signale die optimale Lösung dar. Verbunden mit der passenden IO-Link-fähigen und digitalen Sensorik, positioniert sich
Pepperl+Fuchs so als zentrale Anlaufstelle für eine vollumfängliche IO-Link-Infrastruktur.
Lückenlose Vernetzung dank IO-Link
In den Smart Factories der Zukunft sollen Menschen und Maschinen optimal miteinander interagieren können und so Produkte, selbst in der Losgröße 1, höchst effizient produzieren. Hierfür ist insbesondere eine lückenlose Vernetzung bis in die Sensor-Aktor-Ebene notwendig. Nur so können Zustandsdaten jederzeit eingesehen, Anlagen im laufenden Betrieb umparametriert und drohende Anlagenstillstände vorausschauend diagnostiziert werden.
Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, wurde der Kommunikationsstandard IO-Link ins Leben gerufen. Wo bisher lediglich simple Schaltsignale von Sensoren an eine übergeordnete Ebene weitergegeben wurden, können nun auch zusätzliche Informationen zur eindeutigen Identifikation, zu gewählten Parametereinstellungen und zu Prozessdaten ausgetauscht werden.
Hintergrund: Der IO-Link-Standard
IO-Link ist die weltweit erste standardisierte Punkt-zu-Punkt-IO-Technologie (IEC 61131-9) zwischen einem IO-Link-Master und einem IO-Link-Device. Der IO-Link-Master stellt dabei die Schnittstelle zwischen dem IO-Link-Device und einem Automatisierungssystem bereit. Während der IO-Link-Master auf Device-Ebene die Kommunikation überwacht und steuert, kommuniziert er die Daten über klassische Feldbusse an übergeordnete Automatisierungssysteme. Die Verbindungstechnik beruht hierbei auf den bereits vielfach bewährten ungeschirmten dreiadrigen Sensor- beziehungsweise fünfadrigen Aktor-Anschlüssen, wodurch bisherige Verbindungskabel uneingeschränkt weiterverwendet werden können.
Über die kombinierte Schalt- und Kommunikationsleitung können, nach der neusten Spezifikation V1.1, Datenübertragungsraten von bis zu 230,4 kBaud realisiert werden. Um eine Rückwärtskompatibilität der IO-Link-Master zu bisherigen Devices ohne IO-Link-Schnittstelle gewährleisten zu können, wurde die Möglichkeit geschaffen, jeden IO-Link-Port auch in den bisherigen Betriebsarten als digitalen Ein- oder Ausgang zu betreiben. So können an einem IO-Link-Master neben IO-Link-Devices mit erweitertem Kommunikationsumfang auch klassische digitale Sensoren und Aktoren gleichzeitig betrieben werden.
Vorteile von IO-Link im Alltag
Die Vorteile von IO-Link sind vielfältig und liegen in verschiedenen Ebenen. Auf der Integrationsebene bieten insbesondere die Standardisierung und die damit verbundene einfache Systemintegration Vorteile. Mit Blick in die Zukunft kann durch die IO-Link-Community, in der nahezu alle namhaften Hersteller von Automatisierungslösungen involviert sind und durch die eine herstellerübergreifende Kompatibilität möglich wird, eine Investitionssicherheit gewährleistet werden. Die wichtigsten Vorteile liegen allerdings auf der Applikationsebene. Denn durch die zusätzlichen Geräteinformationen ist eine eindeutige Identifikation bis in die Sensor-Aktor-Ebene möglich.
Im Austauschfall ist so im Handumdrehen bekannt, welches Gerät bei welchem Hersteller zu beschaffen ist. Die erweiterten Diagnose-Informationen erlauben außerdem eine genaue Bestimmung der Ausfallursache. Durch die Data-Storage-Funktion der IO-Link-Master nach der Spezifikation V1.1 können zudem alle bisherigen Parametrierungen automatisch in das Austauschgerät übertragen und so Stillstandszeiten minimiert werden. Bei Bedarf können diese Parametereinstellungen auch im laufenden Betrieb einfach an neue Gegebenheiten angepasst werden, um beispielsweise den Schaltpunkt eines optischen Sensors bei Verschmutzung anzupassen. Insgesamt können so durch die Datenvielfalt von IO-Link vielfältige Vorteile realisiert werden, deren vollständiges Potenzial erst in Zukunft vollständig absehbar sein wird.
IO-Link-Master mit Multiprotokoll-Funktion
Um tatsächlich den „letzten Meter“ einer durchgängigen Kommunikation bis zum Sensor schließen zu können, kommunizieren die IO-Link-Master-Module über Feldbussysteme mit übergeordneten Automatisierungssystemen. Hierbei bieten die meisten Hersteller von IO-Link-Master-Modulen lediglich Geräte an, die nur ein einzelnes Kommunikationsprotokoll unterstützen. Allerdings führt dies aufgrund dessen, dass je nach Region und Anwendung von Kundenseite unterschiedliche Protokolle benötigt werden, bei international tätigen Unternehmen zu Problemen, wenn es um die Maschinenstandardisierung geht.
Erst durch die Einführung von IO-Link-Master-Modulen mit Multiprotokoll-Funktion für die gängigen Ethernet-Protokolle Profinet, Ethernet/IP und EtherCAT konnte
Pepperl+Fuchs diese Hindernisse beseitigen. Diese IO-Link-Master-Module können dabei unter den härtesten industriellen Bedingungen betrieben werden, ermöglichen durch eine erhöhte Strombelastbarkeit auch den bedenkenlosen Betrieb von Aktoren und können durch die Multiprotokoll-Funktion gleichermaßen in verschiedenen Regionen der Welt verwendet werden. Auf diese Weise folgen die IO-Link-Master-Module von Pepperl+Fuchs durch die Vereinigung all dieser Vorteile in einem einzigen Gerät konsequent dem Grundgedanken von IO-Link und ermöglichen die einfache Integration der IO-Link-Technologie in bestehende wie auch neue Systeme.
Einfache Integration weitergedacht
Übliche IO-Link-Master-Module für den Feldeinsatz bieten in der Regel acht IO-Link-Ports zum Anschluss von IO-Link-Devices. Zwar können an diesen Ports durch die Rückwärtskompatibilität auch digitale Sensoren und Aktoren angeschlossen werden, doch wird die Anzahl an freien IO-Link-Ports so schnell knapp. Gleichzeitig wird durch den Anschluss von digitalen Devices das weitreichende Kommunikationspotenzial der IO-Link-Ports verschenkt, da in diesem Fall nur die Schaltsignale übertragen werden.
Um diesem Engpass entgegenzuwirken, stellen die I/O-Hubs mit IO-Link-Schnittstelle von Pepperl+Fuchs die optimale Lösung dar. Der I/O-Hub mit IO-Link-Schnittstelle fungiert dabei als IO-Link-Device und bietet, wie jedes andere IO-Link-Device, erweitere Kommunikationsmöglichkeiten für Identifikation, Parametrierung und Diagnose. Über einen einzelnen I/O-Hub mit IO-Link-Schnittstelle können bis zu 16 digitale Signale gebündelt an einen IO-Link-Master weitergegeben werden.
So können mit Hilfe eines einzelnen IO-Link-Master-Moduls mit typischerweise acht IO-Link-Ports bis zu 128 digitale Signale an ein übergeordnetes Automatisierungssystem weitergereicht werden. Durch diese Flexibilität können umfassende, hybride Infrastrukturen aus IO-Link-fähiger und digitaler Sensorik und Aktorik geschaffen und so der „letzte Meter“ bis in die Sensor-/Aktorebene geschlossen werden.
IO-Link aus einer Hand
Neben IO-Link-Mastern und I/O-Hubs mit IO-Link-Schnittstelle wird für eine umfassende IO-Link-Infrastruktur auch IO-Link-fähige Sensorik benötigt. Nur sie kann Informationen bezüglich der Identifikation und Diagnose bereitstellen und Parameteränderungen entsprechend ausführen. Obwohl IO-Link grundsätzlich ein herstellerunabhängiges System darstellt, in dem Geräte verschiedenster Hersteller simultan verwendet werden können, so hängen der Informationsgehalt und die Parametriermöglichkeiten, die von einem IO-Link-Device unterstützt werden von der herstellerspezifischen IO-Link-Device-Description (IODD) ab.
Neben einigen Standardanforderungen zur herstellerübergreifenden Kompatibilität, bietet die IODD dennoch die Möglichkeit für herstellerspezifische Zusatzfunktionen. Hierbei kann sich Pepperl+Fuchs durch das Mitgestalten des IO-Link-Standards von der ersten Minute an und das breite Portfolio an IO-Link fähiger Sensorik von der Konkurrenz abheben. Verbunden mit dem entsprechenden Angebot an IO-Link-Mastern mit Multiprotokoll-Funktion und I/O-Hub mit IO-Link-Schnittstelle, erhalten interessierte Unternehmen so nicht nur eine zentrale Anlaufstelle für eine vollumfängliche IO-Link-Infrastruktur, sondern auch einen kompetenten Ansprechpartner bei allen Fragen rund um IO-Link.
