Was ist eigentlich… IO-Link

IO-Link-Grundlagen Was ist eigentlich… IO-Link – einfach parametrierbar und kompatibel Wenn etwas Neues auf den Markt kommt, passiert eigentlich stets das Gleiche: Zunächst kennt es keiner, doch dann avanciert es flugs zum Gesprächsthema Nr. 1 – ein gutes Beispiel aus dem Consumer- bereich ist hier sicherlich der i-Pod. Im Industriebereich findet man solche Mechanismen meist nach den großen Messen, wie auch im Falle IO-Link – spätestens seit der Hannovermesse 2006 ist es in aller Munde. Manche halten es für einen Ersatz bestehender Feld- bussysteme, andere sagen enttäuscht: „Schon wieder eine neue Schnittstelle!“ Um mehr Klarheit in diese Diskussion zu bringen, beleuchtet der folgende Artikel die technischen Grundlagen von IO-Link und die Vor-/Nachteile aus heutiger (Kunden-)Sicht. IO-Link ist eine Punkt-zu- Punkt-Schnittstelle für den Anschluss beliebiger Sensorik Geräte weiterver- wendet Für die Daten- übertragung kom- men werden. Baudraten IO-Link ? durchgängig zu un- terstützen. Kompatibilität und Kundennutzen und Aktuatorik an ein Steue- von 4,8 kBit/s und rungssystem. Im Gegensatz 38,4 kBit/s infrage. Bei der Kompatibili- zu klassischen Feldbussyste- Prinzipiell gibt es tät ist es gelungen, men findet keine Busverdrah- drei mögliche bisherige binäre tung, sondern eine Parallel- Kommunikations- Signale und neue verdrahtung statt. arten, die in Ta- IO-Link-Technologie IO-Link-Sensoren sehen belle 1 dargestellt miteinander zu ver- optisch genauso aus wie Stan- sind – je nachdem binden. In der Va- dard-Sensoren. Als einzigen ob ein Schaltzu- riante 1 funktionie- Unterschied haben sie einen stand, zyklische ren IO-Link-Geräte kombinierten Schaltzustands- Prozessdaten oder auch an digitalen und Datenkanal. Dieser liegt Geräteparameter Abb. 1: IO-Link in Kombination mit Feldbussen E/As ohne IO-Link- auf dem gleichen Anschluss übertragen wer- Port. Hierbei arbei- wie der Schaltausgang bei den sollen. Alle ten IO-Link-Sensoren konventionellen Sensoren drei Spielarten lassen sich be- Schaltsignal bei Erkennung lediglich im Standard-I/O- (Pin 4 bei M12-Steckern). Der liebig miteinander kombinie- eines Objektes im definierten (SIO)-Modus mit einem digi- Signalpegel liegt bei standar- ren. Bereich (zyklisch, binär) oder talen Schaltsignal. Etwaige disierten 24V DC, übernom- So wird z. B. ein optischer wahlweise ein entfernungs- Parameterdatensätze können men aus der bewährten Entfernungssensor zunächst proportionales Analogsignal vorab mit einem Handpro- Industrieverdrahtung. Somit mit Parameterdaten (azyk- (zyklisch, seriell). grammiergerät übertragen können alle bisherigen An- lisch, seriell) versorgt und Um diese Daten an die werden, danach erfolgt der schlussleitungen für IO-Link- überträgt dann nur noch ein Steuerung zu übertragen, sind Datenaustausch an allen klas- zwei Vorgehensweisen denk- sischen SPS- oder Busein- Tab. 1: Mögliche Kommunikationsarten bei IO-Link bar: in die SPS integrierte gangsmodulen. Bei Verwen- oder in ein Busmodul inte- dung eines IO-Link-Moduls IO-Link Datenaustausch Typ. Datenmenge Typ. Daten- grierte IO-Link-Ports. Beide können die Parameterdaten Betriebsart (Nettodaten) übertragungszeit Varianten sind in Abbildung 1 hingegen aus dem Sensor (bei 38,4 kBit/s) dargestellt. Die Hersteller von ausgelesen und im Austausch- Standard I/O E/A-Baugruppen sind also ge- fall in einen neuen, bauglei- (SIO-Modus) zyklisch, binär 1 Bit < 0,1 ms fordert, neue, IO-Link fähige chen Sensor herunter gela- Prozessdaten zyklisch, seriell 1 Byte... 32 Bytes 2,3 ... 32 ms Komponenten zu entwickeln, den werden. Diese Funktion Geräteparameter azyklisch, seriell 1 Byte ...32 Bytes 2,3 ... 32 ms um die volle Funktionalität erfordert keinerlei Spezial- MESSTEC & Automation 09/2006, S. 38-40, GIT VERLAG GmbH & Co. KG, Darmstadt www.gitverlag.com www.PRO-4-PRO.com IO-Link deckt den letzten Meter ab Zum Thema IO-Link führten wir ein Gespräch mit Eckhard Sommer, Hauptabteilungsleiter Positionssensorik bei der ifm electronic und Mitglied im Marketing-Arbeitskreis IO-Link bei der PNO. Herr Sommer, zurzeit ist IO-Link in aller Munde. Gibt es auf dem Markt nicht schon genügend Schnittstellen? Warum definieren Sie in Ihrem Arbeitskreis schon wieder eine neue? E. Sommer: Zunächst stand der Wunsch nach mehr Diag- nose und Parametriermöglichkeiten seitens unserer Kun- den im Vordergrund. Da inzwischen selbst Näherungs- schalter auf Mikroprozessorbasis aufgebaut sind, können diese auch Zusatzinformationen wie „Objekt im unsicheren Bereich“ an die Steuerung übertragen. Hierfür wurden bis- lang proprietäre Schnittstellen entwickelt, die keine Akzep- tanz am Markt gefunden haben. Der Ansatz von IO-Link ist nun, einen einheitlichen, firmenübergreifenden Standard für Sensor- und Aktuatorschnittstellen zu definieren und somit einen höheren Kundennutzen durch einheitliche Ser- vicegeräte zu erreichen. Bei welchen Geräten sehen Sie die größten Marktchancen? E. Sommer: IO-Link ist natürlich ideal für alle dezentral im Feld verteilten Automatisierungskomponenten mit hoher Schutzart, da die Energie und die Kommunikation über vorhandene 3-Leiter-Verbindungsleitungen übertragen werden. Aber auch im Schaltschrank gibt es sinnvolle An- wendungen, z.B. bei Leistungselektroniken, Motorstartern sowie Bedien- und Schaltgeräten. Die hier notwendige pa- rallele Verdrahtung wird mit geringem Aufwand zur Sys- temverkabelung mit integriertem Kommunikationsinter- face. Wird die Akzeptanz von IO-Link Ihrer Meinung nach auf Europa beschränkt bleiben? E. Sommer: Wir starten sicherlich mit dem Fokus auf euro- päische Hersteller. Allerdings ist es unser Wunsch, mit IO- Link einen feldbusneutralen Weltstandard für die Kommu- nikation mit Sensoren und Aktuatoren zu schaffen. Durch die bereits gestartete Integration in die weltweit verbreite- ten Bussysteme AS-Interface, Profibus, Profinet, Interbus, Ethernet IP und Devicenet ist sichergestellt, dass IO-Link Geräte mit allen etablierten Steuerungen zusammenarbei- ten. Ein weiterer Schritt hin zu einer weltweiten Akzeptanz sind unsere Standardisierungsaktivitäten in Richtung einer IEC-Normung. Ab wann wird es IO-Link-Produkte auf dem Markt geben? E. Sommer: Neben ifm haben auch weitere Mitgliedsfirmen bereits erste Produktideen auf der Hannovermesse 2006 gezeigt. Wir rechnen damit, dass erste Produkte zur nächs- ten Hannovermesse lieferbar sein werden. Ziel der ifm electronic ist es, zur HMI 2007 AS-i Module und intelligente Sensoren mit IO-Link-Schnittstelle vorzustellen. Mittelfris- tig planen wir, alle existenten Sensoren mit proprietärer Schnittstelle auf IO-Link umzustellen. kenntnisse und kann wäh- vorhanden sind, ist es weiter- rend des Betriebes durchge- hin sinnvoll, ein preiswertes führt werden.