Kommunikationsstandard Mit IO-Link fit für die smarte Fabrik

In der smarten Fabrik wissen die Anlagen, was ein Werkstück will und Maschinen sind über die Arbeit der anderen informiert. Dazu bedarf es vielfältiger Informationen aus dem Feld: Beispielsweise in welchem Zustand die Aktoren sind, was die Peripherie im Feld macht oder welches Werkstück in welchem Prozessstadium ist. Details zum aktuellen Zustand liefern intelligente, kommunikationsfähige Sensoren, die weit mehr als nur den Prozesswert übermitteln.

Dies stellt aber auch völlig neue Anforderungen an die Schnittstellen. So sind Zusatzinformationen wie die Geräte­identität und Diagnosedaten, aber auch Parameterdaten zu übertragen. Damit ist das bisherige Sensor-Interface, beschrieben in der Norm DIN EN 60947.5-2, zunehmend zum Flaschenhals geworden. Es lassen sich schließlich nur ein oder zwei Schaltbits übertragen. Und jedes Mal, wenn der Sensor etwas komplexer wird, sind zumeist aufwendige Multipol­stecker als Interface in Verbindung mit geschirmten Multipol­kabel zu verwenden.

IO-Link öffnet den Flaschenhals

Abhilfe verspricht der Feldbus-neutrale Kommunikationsstandard IO-Link. Die digitale Punkt-zu-Punkt-Verbindung sorgt unterhalb der Feldebene für einen unkomplizierten, bidirektionalen Signal- und Datenaustausch. Als ein nach IEC 61131-9 international zertifizierter Standard vereinfacht IO-Link Installations- und Verkabelungsprozesse. In Verbindung mit einem IO-Link-Master genügt der modernen Schnittstelle für alle Kommunikationsaufgaben eine gewöhnliche, ungeschirmte, dreiadrige Standardleitung. Dabei ist IO-Link auch noch abwärtskompatibel zu sämtlichen Standardsensoren und unempfindlich gegenüber Störeinflüssen.

Jegliche Art von Sonderkabel sowie zusätzliche Anschaltboxen entfallen, kein Klemmen mehr, nur noch M12-Stecker setzen. Nach dem Einbau sind die Geräte sofort einsatzfähig. Mit smarten IO-Link-fähigen Sensoren und Aktoren lassen sich so Parametrierungs- und Diagnosekonzepte realisieren, die bis auf die Prozessebene reichen und deren Daten man dann permanent im Blick hat.

IO-Link kann aber noch mehr. Eine Projektstudie der Firma Balluff zeigt, wie mittels eines Tools der direkte Zugriff auf die unterste Geräteebene möglich wird. Von nahezu jedem beliebigen Ort aus und parallel zum Steuerungssystem lassen sich sämtliche IO-Link-Prozessgeräte in einer Anlage zentral via UDP (User Datagram Protocol) überwachen, parametrieren und testen. Damit wird ein konsequenter Schritt in Richtung flexibler Produktionsprozesse und eines integrierten Netzwerkmanagements möglich.

Anlagenkonfiguration per Software

Die auf IO-Link basierende Software stellt die gesamte Geräteperipherie übersichtlich dar und erlaubt den direkten Zugriff auf Parameter-, Konfigurations- und Diagnoseinforma­tionen der Sensorik und Aktorik. Über dieses Tool lassen sich von zentraler Stelle aus beispielsweise die Konfigurations­einstellungen von komplexen Druck- und Laserdistanzsensoren ändern, neu parametrieren, testen oder produktionsrelevante Daten abrufen.

In naher Zukunft wird diese Lösung integrierter Bestandteil ganzheitlicher Netzwerkmanagement-Systeme sein. Noch verwalten diese Systeme nur jene Anlagenbestandteile, die über eine eigene IP-Adresse verfügen – in der Regel also bis auf Master-Ebene, nicht jedoch die vielfältige Gerätelandschaft auf Prozessebene. Das soll sich bald ändern, denn künftig lassen sich auch nicht IP-fähige IO-Link-Geräte in Netzwerkmanagement-Systeme integrieren. Somit sind Multi-Gerätekonfigurationen, Software-Updates, die Behandlung von Störungsmeldungen sowie statische und dynamische Anlagendiagnosen bis auf Feldebene von überall aus realisierbar.