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IO-Link: 8 Vorteile einfach erklärt

erstellt am: 22.05.2019 | von: | Kategorie(n): IO-Link

Als Kom­mu­nika­tion­spro­tokoll ist IO-Link mit­tler­weile in prak­tisch allen Indus­triebranchen ein anerkan­nter Stan­dard. Die einge­set­zten Mikro­con­troller machen die Sen­soren noch intel­li­gen­ter und kön­nen zusät­zliche Infor­ma­tio­nen über den Gerätes­ta­tus oder die Sig­nalqual­ität liefern sowie Para­me­tere­in­stel­lun­gen spe­ich­ern. Dadurch wird der Aus­tausch defek­ter Sen­soren sehr ein­fach, da neue Sen­soren die gespe­icherten Ein­stel­lun­gen automa­tisch während des Betriebs übernehmen kön­nen. Darüber hin­aus kann IO-Link unab­hängig vom Feld­bus in jedes Net­zw­erk über eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung und 3-Draht-Stan­dard­verk­a­belung inte­gri­ert wer­den. Auch der Mis­ch­be­trieb von IO-Link und kon­ven­tionellen Schaltsig­nalen mit iden­tis­ch­er Ver­drah­tung ist über einen IO-Link-Mas­ter möglich. Ein weit­er­er Vorteil – IO-Link Sen­soren kön­nen auch an herkömm­liche dig­i­tale Eingänge angeschlossen wer­den. Lesen Sie in unserem Blog­beitrag mehr über diese und weit­ere Vorteile von IO-Link …

1. IO-Link System

IO-Link ist ein Kom­mu­nika­tion­s­stan­dard für intel­li­gente Sen­soren und Aktoren zur Anbindung an ein Automa­tisierungssys­tem. Ein IO-Link Sys­tem beste­ht aus ein­er Punkt-zu-Punkt Verbindung zwis­chen einem IO-Link-Device und einem IO-Link-Mas­ter. Der IO-Link-Mas­ter stellt dabei die Verbindung zwis­chen den IO-Link-Devices und dem Automa­tisierungssys­tem her.

Für den Anwen­der ergeben sich Vorteile wie: Daten­spe­icherung, Fer­n­para­me­trierung, erweit­erte Diag­nose und reduzierte Verk­a­belung.

2. Data Storage/ Parameterserver

Ein Para­me­ter­spe­ich­er inner­halb des IO-Link-Mas­ters ermöglicht die automa­tis­che Kon­fig­u­ra­tion eines IO-Link-Gerätes. Hier­durch kann ein schneller und ein­fach­er Aus­tausch von aus­ge­fal­l­enen oder beschädigten Sen­soren vorgenom­men wer­den (ab IO-Link 1.1), wodurch Still­stand­szeit­en und Wartungskosten reduziert wer­den.

Beispiel: In einem Unternehmen sind IO-Link 1.1 Sen­soren instal­liert und die Daten­spe­icherung an den zuge­höri­gen Mas­ter-Ports wurde bei der Instal­la­tion des Sys­tems aktiviert. Wenn ein IO-Link-Gerät aus­ge­tauscht wer­den muss, kann ein Gerät des­sel­ben Typs angeschlossen wer­den, welch­es dann automa­tisch vom Mas­ter-Port mit den entsprechen­den Para­me­tern kon­fig­uri­ert wird.

3. Konfiguration und Parametrierung

Um ein IO-Link-Sys­tem zu kon­fig­uri­eren, wer­den Kon­fig­u­ra­tionstools benötigt. Die IO-Link-Kon­fig­u­ra­tionstools der Mas­ter-Her­steller sind in der Lage IODDs einzule­sen. Zu den wichtig­sten Auf­gaben des IO-Link-Kon­fig­u­ra­tionstools gehören:

  • Zuord­nung der Devices zu den Ports des Mas­ters
  • Adresszuord­nung (E/A Adressen der Prozess­dat­en) der Ports inner­halb des Adress­bere­ichs des Mas­ters
  • Para­me­trierung der IO-Link-Devices

Darüber hin­aus sind die angeschlosse­nen Devices diag­nos­tizier­bar. Das IO-Link-Kon­fig­u­ra­tionstool erlaubt damit eine trans­par­ente Darstel­lung des IO-Link-Sys­tems bis in die Feldebene.

4. Verschiedene Datentypen

Mit IO-Link sind drei Arten von Dat­en ver­füg­bar: Prozess­dat­en, Ser­vice­dat­en und Ereignis­dat­en.

Prozessdaten/zyklische Dat­en: Prozess­dat­en sind Infor­ma­tio­nen (bspw.: Tem­per­atur, Ent­fer­nung etc.), die ein Gerät liefern oder messen soll.

Ser­vice­dat­en: Ser­vice­dat­en sind Dat­en, die nicht in Bezug zu den Prozess­dat­en ste­hen und auch als azyk­lis­che Dat­en (Her­steller, Mod­el­num­mer, etc.) beze­ich­net wer­den.

Ereignis­dat­en: Ereignis­dat­en sind Benachrich­ti­gun­gen oder Kennze­ichen die erstellt wer­den, wenn ein kri­tis­ches Ereig­nis ein­tritt. Beispiele für Ereignis­dat­en sind ein falsch angeschlossen­er Sen­sor, Kom­mu­nika­tions­fehler oder ein offen­er Stromkreis.

5. IODD: IO Device Description

IOD­DDatei (IO Device Descrip­tion) ste­ht als Gerätebeschrei­bung für jedes Device zur Ver­fü­gung. Diese Datei kann entwed­er auf der Her­steller­seite oder unter https://ioddfinder.io-link.com/#/ gefun­den wer­den.

Die IODD hält für die Sys­tem­inte­gra­tion vielfältige Infor­ma­tio­nen bere­it: Kom­mu­nika­tion­seigen­schaften, Gerätepa­ra­me­ter mit Wer­te­bere­ich und Default­wert, Iden­ti­fika­tion-, Prozess- und Diag­nose­dat­en, Geräte­dat­en, Textbeschrei­bung, Bild des Devices, Logo des Her­stellers. Von den IO-Link-Kon­fig­u­ra­tionstools der Mas­ter-Her­steller wird der Auf­bau der IODD immer auf die gle­iche Art und Weise dargestellt.

6. Reduzierte/vereinfachte Verkabelung

Es gibt eine Rei­he von Möglichkeit­en, wie IO-Link eine reduzierte oder vere­in­fachte Verk­a­belung bietet:

  • Durch die Ver­wen­dung von ungeschirmten 3- bzw. 5-Leit­er-Stan­dard­leitun­gen.
  • Durch die Ver­wen­dung von IP67 Mas­ters wird weniger Platz in Schaltschränken benötigt und der Verk­a­belungsaufwand reduziert.
  • Durch dig­i­tale und analoge Daten­samm­ler, so genan­nten I/O-Hubs, kann der Verk­a­belungsaufwand inner­halb und außer­halb des Schaltschrankes reduziert wer­den.

7. Gerätevalidierung

Die Geräte­va­li­dierung ermöglicht es dem Benutzer auszuwählen, ob ein Port des IO-Link-Mas­ters mit einem beliebi­gen Sen­sor oder einem bes­timmten Sen­sortyp arbeit­et. Die Vali­dierung kann bis auf die Ebene der Seri­en­num­mer eingestellt wer­den.

Anwen­dungs­fall: Wenn ein Anla­gen­pro­gram­mier­er möchte, dass der Dis­tanzsen­sor 1 nur an Port 1 funk­tion­iert, kann dies durch die Geräte­va­li­dierung erre­icht wer­den. Dadurch wer­den mögliche Fehler oder Kom­mu­nika­tion­sprob­leme bei regelmäßiger Wartung ver­mieden. Falls ein Gerät falsch angeschlossen wird, leuchtet eine rote LED am Mas­ter auf und der Mas­ter wird keine dauer­hafte Kom­mu­nika­tion zum Device auf­bauen.

8. ISDU: Index Service Data Unit

Prozess­dat­en vom oder zum IO-Link-Device wer­den zyk­lisch über den Feld­bus trans­portiert. Die Para­me­ter­dat­en hinge­gen müssen von der SPS expliz­it ange­fragt oder gesendet wer­den. Zu diesem Zweck wurde in der IO-Link-Spez­i­fika­tion die ISDU (indexed ser­vice data unit) definiert. Es gibt mehrere Möglichkeit­en, ISDUs über Schnittstellen und Clients wie eine SPS zu lesen/schreiben. Jede Nachricht kann einen einzel­nen Befehl, mehrere Befehle mit der gle­ichen Daten­bere­ichs­größe oder Befehle mit unter­schiedlichen Daten­bere­ichs­größen enthal­ten.

Anwen­der­nutzen: Erle­ichtert die Pro­gram­mierung und bietet gle­ichzeit­ig mehr Möglichkeit­en zur Kon­fig­u­ra­tion von Geräten im laufend­en Betrieb.

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