Neben Standardsensoren und -aktoren sowie Safety-Komponenten können über entsprechende AS-i Slaves auch IO-Link Teilnehmer in ein AS-i Netzwerk integriert werden.

Neben Standardsensoren und -aktoren sowie Safety-Komponenten können über entsprechende AS-i Slaves auch IO-Link Teilnehmer in ein AS-i Netzwerk integriert werden. Bihl+Wiedemann

Dass in den smarten Fabriken von morgen neue Herausforderungen auf Sensoren und Aktoren warten, versteht sich von selbst. Auch deshalb hat die Intelligenzoffensive in diesem Bereich längst begonnen. Ein Indiz dafür ist die Analyse der Unternehmensberatungsgesellschaft Roland Berger: Gegenüber 2015 wird sich der Absatz intelligenter Sensoren bis 2020 auf rund 30 Milliarden Stück verdoppeln. Viele davon verrichten ihren Dienst dann sicherlich in automatisierten Fahrzeugen – ein immer größerer Teil aber auch in IoT-Anwendungen und in modernen Produktionsbetrieben.

Dort sind intelligente Sensoren und Aktoren schon heute auf dem Vormarsch. Aus gutem Grund: Denn neben ihrer bisherigen Kernkompetenz, dem Erfassen von Messgrößen wie etwa Temperaturen, lassen sich smarte Sensoren darüber hinaus auch parametrieren. Und sie können teilweise sogar die Signale aufbereiten und vorverarbeiten. In einem IO-Link Gerät können beispielsweise Schwellenwerte hinterlegt werden, bei deren Überschreitung der Sensor entsprechende Informationen überträgt. Auch die Funktionen des Sensors sind problemlos modifizierbar, etwa wenn ein Produktwechsel auf der Fertigungsanlage ansteht.

AS-Interface und IO-Link sind keine Konkurrenten

IO-Link Geräte werden über deren IODD in AS-Interface eingebunden ...

IO-Link Geräte werden über deren IODD in AS-Interface eingebunden … Bihl+Wiedemann

...und über das IO-Link Konfigurations-Tool von Bihl+Wiedemann parametriert.

…und über das IO-Link Konfigurations-Tool von Bihl+Wiedemann parametriert. Bihl+Wiedemann

Ein ganz entscheidender Punkt in diesem Kontext: IO-Link ist kein Bussystem, obwohl auch bei diesem Verdrahtungssystem von Mastern – konkret von IO-Link Mastern – gesprochen wird, an die mehrere Devices angeschlossen werden können. Tatsächlich aber handelt es sich bei IO-Link um eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung, die in einer Automatisierungsumgebung typischerweise unterhalb der E/A-Ebene bei der Einzelanbindung von Feldgeräten zum Einsatz kommt. Allein das macht deutlich, wie irrational die immer wieder geäußerte Meinung ist, AS-Interface und IO-Link seien Wettbewerber. Für das Verdrahtungssystem AS-i kann IO-Link vielmehr als idealer Zubringer fungieren, und dann spielen die beiden Systeme als echtes Dreamteam perfekt zusammen.

Das hat auch damit zu tun, dass selbst in modernsten Maschinen bei weitem nicht alle künstlichen Sinnesorgane intelligent sein müssen. Für den größten Teil der Messstellen reichen binäre Sensoren mit digitalen E/A-Daten völlig aus. Ein smarter Näherungsschalter beispielsweise ist an vielen Stellen wahrscheinlich überqualifiziert.

Ein großer Mehrwert der Vernetzung der E/A-Ebene über AS-Interface besteht darin, dass sich damit sämtliche Daten einsammeln lassen – ganz gleich, ob sie von intelligenten Sensoren oder von ihren weniger klugen Artgenossen stammen. Der Anwender braucht sich also bei der Inbetriebnahme einer Anlage keine Gedanken darüber zu machen, ob er später an der einen oder anderen Stelle vielleicht doch noch einen intelligenten Sensor nachrüsten muss. Und er profitiert auf der ganzen Linie von den beinahe schon sprichwörtlichen AS-Interface Vorteilen:

  • der einfachen Installation mit nur einem Kabel für Daten und Energie,
  • der frei wählbaren Topologie
  • dem geringen Verkabelungsaufwand
  • der optimalen Granularität des Systems, das eine nahezu grenzenlose Freiheit bei der Positionierung der Module in der Anlage ermöglicht.

Da die Gateways von Bihl+Wiedemann die Daten sämtlicher Sensoren vorab konzentrieren und bereits eine Vorverarbeitung zulassen, wird außerdem auch noch der übergeordnete Feldbus entlastet.

Parametrierung eines IO-Link Sensors

Parametrierung eines IO-Link Sensors Bihl+Wiedemann

Einfach gestaltet sich auch die Parametrierung der IO-Link Sensoren über AS-Interface – genauer: über die Feldbus- und Diagnoseschnittstelle in den Gateways. Eine Software genügt für alle Sensoren, unabhängig davon, wie intelligent sie sind oder von welchem Hersteller sie kommen. Die Parametrierung der IO-Link Teilnehmer erfolgt mit Hilfe der IO Device Description (IODD) im Klartext. Der Anwender braucht dazu lediglich die Konfigurationssoftware ASIMON360 zu starten und anschließend den IO-Link Master, den Port mit dem gewünschten Sensor und dessen IODD auszuwählen.

Konzeptionell funktioniert das dann so: Der IO-Link Master, der auf der Ebene unterhalb von AS-Interface die IO-Link Sensordaten einsammelt, ist gleichzeitig ein AS-i Slave und als solcher in das AS-Interface Netzwerk eingebunden. Das heißt: Auf diesem Level wiederholt sich also genau das, was eine Etage darüber schon lange als Schlüssel zur Effizienz bei der Vernetzung von Aktoren und Sensoren gilt. Dort fügen sich die AS-i Master wiederum als Slaves in den übergeordneten Feldbus ein. Auf diese Art entsteht letztlich ein besonders schlagkräftiges Team, in dem jeder Player das tut, was er am besten kann.

IO-Link Master  für AS-i: Dreamteam für die E/A-Ebene

AS-i /IO-Link Modul von Bihl+Wiedemann

AS-i /IO-Link Modul von Bihl+Wiedemann Bihl+Wiedemann

Mit zwei Slave-Modulen unterstützt Bihl+Wiedemann die Einbindung intelligenter IO-Link-Sensoren in AS-Interface. Neben dem Modul BWU2853 mit vier Class A Ports für IO-Link Devices steht mit dem BWU3020 auch ein 4-fach AS-i/IO-Link Master mit Class B Ports zur Verfügung. Die beiden IO-Link Module besitzen jeweils 4 parametrierbare IO-Link Ports für Ein- und Ausgänge, BWU2853 verfügt zusätzlich über 4 digitale Eingänge. Die Kommunikation erfolgt über zwei AS-i Single Slaves und das AS-i typische Profilkabel. Dadurch lassen sich die Module an beliebiger Stelle im AS-Interface Netzwerk positionieren. Sensoren und Aktoren werden über M12-Buchsen angeschlossen. Bei der IO-Link Class B Variante BWU3020 werden die Aktuatoren zusätzlich über die 24V Hilfsspannung (AUX) mit bis zu 4A versorgt. Die AS-i / IO-Link Module ermöglichen eine optimale Anbindung von IO-Link Sensoren und Aktoren an die Steuerung und sind somit ideal geeignet zum Beispiel für Abstand­sensoren oder Ventilinseln mit IO-Link.