Einführung zu IO-Link

Allgemeine Grundlagen

IO-Link ist ein genormter Kommunikationsstandard, der in der Norm IEC 61131-9 beschrieben ist. Er dient der Kommunikation auf der gesamten Feldbusebene. Somit wird eine zentrale Fehlerdiagnose und –lokalisierung ermöglicht, die bis auf die Sensor/Aktor-Ebene hinab reicht. Besonders im Rahmen der Industrie 4.0 eröffnen sich damit viele Möglichkeiten zur transparenten Prozessabwicklung.

Beispiel:               Ein Druckluftsensor beispielsweise erkennt nicht nur, ob genug Druck anliegt, sondern auch wie viel genau und kann dies über IO-Link kommunizieren.

IO-Link-Devices existieren für eine Vielzahl von Anwendungsbereichen. Auch Schütze können über IO-Link angesteuert werden, sofern sie kommunikationsfähig sind. Beispielsweise stellen die SIRIUS- und ACT-Reihe von Siemens dafür die entsprechenden Produkte bereit. Durch den herstellerübergreifenden genormten Kommunikationsstandard können IO-Link-Devices verschiedener Produzenten miteinander kombiniert werden.

Technische Grundlagen

Als offene Schnittstelle lässt sich IO-Link in alle gängigen Feldbus- und Automatisierungssysteme integrieren. Die IO-Link Kommunikation erfolgt über Dreileiter-Verbindungen. Veralte Sensor/Aktor-Technik kann daher einfach durch moderne IO-Link-Module ersetzt werden, ohne dass neue Leitungen verlegt werden müssen. Bestehende nicht intelligente Sensoren können problemlos mit IO-Link weiter verwendet werden, da der IO-Link Master auch als Standard-E/A-Karte konfiguriert werden kann. IO-Link bietet sogar die Möglichkeit, über eine optionale vierte Ader zusätzlich ein Schalt- oder Analogsignal zu übertragen. Eine solche vieradrige IO-Link-Leitung ist in dem folgenden Bild dargestellt.

Die drei Adern dienen standardmäßig zur Kommunikation zwischen Slave und Master (schwarz [C/Q]) und liefern die Versorgungsspannung des Moduls (braun [L+] und blau [L-]). Die vierte Ader (weiß) auf dem Bild dient zur Übertragung des zusätzlichen Signals. Voraussetzung zur Kommunikation zwischen Master und Slave ist die korrekte Konfiguration des Masters über die Programmierumgebung.

Anwendungsbeispiel:    IO-Link Sensoren mit PC WORX parametrieren

Mit Hilfe von Device Type Managern (DTMs) und IO Device Descriptions (IODDs) lassen sich die IO-Link Devices (Slaves) in Programmierumgebungen, wie beispielsweise dem TIA-Portal von Siemens, integrieren und von dort aus bequem parametrieren und überwachen. Wird ein Sensor ausgetauscht, dann bleibt die Parametrierung erhalten und wird automatisch auf den neuen Sensor angewendet. Somit entfallen lange und komplizierte Einstellvorgänge. Außerdem ist es möglich, im Betrieb auf IO-Link Devices zuzugreifen und Parameter zu ändern. So lassen sich unmittelbar im Prozess zum Beispiel Schaltschwellen ändern. Einige IO-Link Devices bieten zusätzlich die Möglichkeit, Einstellungen direkt am Gerät vorzunehmen.

Unabhängig von der SPS und dem angeschlossenen IO-Link Master bieten viele Hersteller auch gesonderte Konfigurationshardware an. Diese wird beispielsweise über USB mit einem Computer verbunden. Über IO-Link wird der Sensor oder Aktor an die Hardware angeschlossen. Mittels einer geeigneten Software, die vom Hersteller mitgeliefert wird, kann das IO-Link Device dann konfiguriert werden.

Detaillierte Informationen bieten die Datenblätter der Geräte sowie die Website von IO-Link.