Effiziente Kommunikation im Feld Wie das Kommunikationssystem IO-Link Safety die Produktivität im Feld steigert

Wie können Fertigungsprozesse verbessert werden? Eine Antwort heißt IO-Link Safety: Das herstellerunabhängige, standardisierte Kommunikationssystem IO-Link ist zu einem System weiterentwickelt, dass mit all seinen bekannten Vorteilen auch für die funktionale Sicherheit eingesetzt werden kann. Hersteller bieten heute aktuell Systemlösungen für IO-Link Safety (IOLS) an. Das Kommunikationsprotokoll ist in der IEC 61139-2 weltweit standardisiert und bietet höchste Sicherheit bis zu PL e nach EN ISO 13849-1 (beziehungsweise SIL 3 nach IEC 61508/62061). Auch die Integration von Sicherheitssensoren und -aktoren ist bei IO-Link Safety-Systemen grundsätzlich in jedes bestehende Feldbussystem, unabhängig von übergeordneten Systemen, möglich.

Anforderungen bedienen

Eine sichere Datenkommunikation sowie schnelle Installation und auch eine möglichst geringe Lagerfläche sind weitere Anforderungen der Anwender. Die Lösung stellen komplette IO-Link Safety-Systeme mit Master, Sensoren, Feldgeräten sowie Konfigurationstool dar. Als erster Anbieter hat zum Beispiel Pilz ein solches Komplettpaket – in vielerlei Hinsicht passend, sprich: für unterschiedlichste Anwendungen in unterschiedlichsten Branchen.

Ein effizienter Dirigent im Feld

Der IO-Link Safety-Master wird dezentral im Feld eingesetzt, wodurch sich die Kabellänge reduziert und bereits wesentlicher Platz eingespart wird. Durch die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation ist die Verdrahtung der Sicherheitssensoren auch deutlich einfacher umzusetzen. Gleichzeitig ist das System flexibel nutzbar, denn anbinden lassen sich sowohl übliche Sicherheitssensoren, IO-Link Safety-Sensoren sowie IO-Link Geräte. Und da die Kommunikation grundsätzlich immer über ungeschirmte Kabel läuft und IO-Link Safety industrieübliche Anschlüsse nutzt, wird weniger Kabel benötigt. Installation und Gerätetausch sind damit Herausforderungen von gestern: In tatsächlich weniger als einer Minute ist der Anschluss einer Standard-M12-Verbindung möglich; bei einer herkömmlichen Verdrahtung ist hingegen mit über einer Stunde Zeit zu rechnen.

Schlechte Zeit? Gute Zeit!

Die Verbindungen sind auch weniger anfällig für Verdrahtungsfehler, und da die IO-Link Safety-Technologie gleich die Daten für die Diagnose mitliefert, kann es sofort erkannt werden, wenn ein Gerät am falschen Port angeschlossen wurde, und der Fehler behoben werden. Ein weiterer Vorteil dieser Kommunikationstechnologie ist es, dass alle Geräte in der verketteten Anlage eigenständig identifiziert und parametriert werden. Das sichere Kommunikationsprotokoll IO-Link Safety verbessert so die Installations-, Inbetriebnahme- und Wartungszeiten deutlich, denn es reduziert die hierfür benötigten Zeiten. Ausfallzeiten, zum Beispiel bei notwendigen Reparaturen, lassen sich erheblich verkürzen, die Wartung vorausschauend planen.

1. Praxisfall: Verkettete Anlagen

Ein, zwei Blicke auf die Praxis zeigen, wie IO-Link Safety Mehrwert bringen kann: beispielsweise in einer verketteten Verpackungsanlage, wo häufig mehrere Sensoren im Einsatz sind. Die brauchen Platz, vor allem für die Verkabelung, und ziehen einen insgesamt hohen Installationsaufwand nach sich. An insgesamt acht Ports des IO-Link Safety Master von Pilz können Sensoren angeschlossen werden. An vier IOLS-Ports können dabei sowohl IOLS-Sicherheitssensoren als auch IO-Link Standardsensoren angeschlossen werden.

Um die Redundanz der Safety sicherzustellen, sind zweikanalige Anschlussmöglichkeiten unerlässlich: Mit sogenannten 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 können klassische Sicherheitssensoren wie Sicherheitsschalter, Türzuhaltungen oder Not-Halt-Geräte und so weiter angeschlossen werden. Auch OSSD-(Output Signal Switching Device-)Signale können so verarbeitet werden. Die Pilz Lösung bietet hier gleich vier FDIO-Ports. Eine hohe Flexibilität mit Blick auf die Anschlussmöglichkeiten ist durch den IO-Link Safety Master somit gegeben.

2. Praxisfall: Materialtransport

Ganz anderen Anforderungen muss sich das sichere Kommunikationsprotokoll stellen, wenn es etwa um Fertigungszellen im Bereich Materialtransport mit einer integrierten Robotik geht. Dort müssen Zugang und Schutztüren gut abgesichert und überdies Maschinenstillstandzeiten minimiert werden. Die IO-Link Kommunikationstechnologie gewährleistet auch hier eine einfache, zeitsparende Integration der Zugangsabsicherung und Absicherung der Schutztür(en).

Und überwacht gleichzeitig die Anwendung „smart“: Daten von Sicherheitslichtgittern können ausgewertet werden, etwa Informationen über den Temperaturzustand der Sensoren, was schnelle Rückschlüsse auf die Umgebungstemperatur zulässt. Zu warm? Zu kalt? Mögliche Temperaturschwankungen über das normale Maß hinaus sind so früh genug erkennbar, bevor sie Einfluss auf die Produktion nehmen können.

Output steigern!

IO-Link Safety kann auch die Produktivität unterstützen: IOLS-Geräte verfügen über eine Funktion zur Selbstdiagnose, die einen potenziellen Maschinenstillstand vorhersehen, indem sie Information über den Ist-Zustand bereitstellen. Beispielsweise können Informationen darüber, wie häufig die Wartungstür geöffnet, der Not-Halt betätigt oder in Lichtgitter eingegriffen wurde, in der übergeordneten Steuerung erfasst werden. „Gewusst, wo“ kann bei Reparatur und Wartung erhebliche Vorteile bringen.

Ob flexiblere Anschlussmöglichkeiten, eine vereinfachte Installation oder eine rasche Diagnose – IO-Link Safety punktet bei Effizienz und Sicherheit für verkettete Anlagen in unterschiedlichsten Einsatzbereichen.