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Mathias Bachmann, Produktmanager bei Bihl+Wiedemann: "Die Parametrierung erfolgt komfortabel über den IO-Link Konfigurator von ASIMON360" (Bild: Redaktion IEE)

Herr Bachmann, was war für Bihl+Wiedemann der Ausgangspunkt, AS-Interface und IO-Link zu kombinieren?

Mathias Bachmann: Als Spezialisten für einfache intelligente Verdrahtung haben wir schon früh den Nutzen einer Kombination beider Systeme gesehen. Die IO-Link Master Module für AS-Interface bieten den Vorteil, dass Kunden ganz flexibel ihre Sensoren auswählen können und bei AS-Interface neben Standardsensoren jetzt auch IO-Link Sensoren einfach integrieren können.

Seit wann gibt es Ihre Master Module für IO-Link und welche Varianten stehen zur Verfügung?

Mathias Bachmann: Unser erstes AS-i / IO-Link Modul mit vier IO-Link Master Ports Class A für Sensoren haben wir Ende 2013 vorgestellt. 2014 folgte die Variante mit vier IO-Link Master Ports Class B mit externer Spannungsversorgung für Aktuatoren.

Welche IO-Link Spezifikation unterstützen Ihre IO-Link Master?

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Ein Sensortausch geht ohne langwierigen Parameter-Download. Redaktion IEE

Mathias Bachmann: Unsere IO-Link Master erfüllen die aktuelle IO-Link Spezifikation 1.1 und unterstützen damit auch alle darin spezifizierten Übertragungsraten von IO-Link. Als AS-i Slaves setzen die Module das IO-Link Protokoll auf das AS-i Netzwerk um.

Wie groß ist der Anteil klassischer AS-i Slaves für Sensoren und Aktoren im Vergleich zu den Modulen mit IO-Link Masterfunktion?

Mathias Bachmann: Momentan werden in den meisten Maschinen immer noch vor allem Standardsensoren eingesetzt. Maschinenbauer verwenden intelligente Sensoren häufig nur an neuralgischen Stellen. AS-Interface und unsere Slaves verschaffen ihnen die Option, genau dort ein IO-Link Modul zu montieren, wo es benötigt wird, und damit auch die Daten von intelligenten Sensoren effizient einzusammeln. Die Daten aller anderen Sensoren können wie bisher über Standard AS-i Slaves und AS-i Safety Slaves eingesammelt werden. Somit hat der Anwender alle Daten – von Standardsensoren, intelligenten Sensoren und Safety Teilnehmern – auf einer Leitung: dem AS-i Kabel.

In wieweit wirken sich die vielen Industrie 4.0 Initiativen und Projekte auf die Nachfrage nach Ihren AS-i / IO-Link Modulen aus?

Mathias Bachmann: Wir sehen in Zusammenhang mit Industrie 4.0, dass der Bedarf, in AS-Interface Applikationen zunehmend auch intelligente Sensoren einzubinden, wächst. Mit AS-Interface lassen sich Sensordaten in der Maschine einfach und effizient einsammeln und Aktoren kostengünstig ansteuern. Intelligente IO-Link Sensoren kommen im Zuge von Industrie 4.0 insbesondere an Stellen mit erhöhtem Informationsbedarf zum Einsatz. Die Möglichkeit, beides miteinander zu kombinieren, sorgt so dafür, dass ein optimaler Datenpool aus der Maschine zur Verfügung steht, auf den sich alle höheren Automatisierungsebenen und Industrie 4.0 Anwendungen stützen können.

Es wurde und wird immer wieder eine Konkurrenzsituation zwischen AS-Interface und IO-Link kolportiert, gerade was die Verdrahtung auf der Sensor-Aktor-Ebene betrifft. Bihl+Wiedemann kombiniert jetzt beides. Wo ist der Benefit?

Unsere AS-i Master stellen über OPC UA alle Daten bereit- Redaktion IEE

Unsere AS-i Master stellen über OPC UA alle Daten bereit. Redaktion IEE

Mathias Bachmann: Wir sehen keine Konkurrenzsituation zwischen AS-Interface und IO-Link. Beide Systeme ergänzen sich aus unserer Sicht optimal: IO-Link mit seiner Punkt-zu-Punkt-Verdrahtung und AS-i als Bussystem. Anwender haben nun einmal die Anforderung, an manchen Stellen in der Maschine intelligente Sensoren zu installieren, wollen deswegen aber nicht auf die Vorteile eines tollen Verdrahtungssystems wie AS-i verzichten. Mit unseren AS-i / IO-Link Modulen lässt sich beides flexibel kombinieren.

Bislang wird IO-Link vor allem als Kombination mit den klassischen Feldbussystemen oder Steuerungen gesehen. Wie passen AS-i und IO-Link zusammen, auch zum Beispiel im Hinblick auf die Bandbreite?

Mathias Bachmann: Dass IO-Link bisher vorwiegend in Kombination mit klassischen Feldbussystemen gesehen wird, liegt aus meiner Sicht tatsächlich daran, dass die meisten IO-Link Master Module heute über eine klassische Feldbusanbindung verfügen.

Bei der Datenübertragung muss man zwischen den Prozessdaten sowie den Diagnose- und Parameterdaten der IO-Link Teilnehmer unterscheiden. Die Prozessdaten eines IO-Link Sensors stehen über die zyklische AS-i Kommunikation schnell zur Verfügung. Damit werden zum Beispiel binäre Signale wie die Überschreitung einer Schaltschwelle eines Sensors mit jedem Zyklus übertragen. Bei Daten, die man nicht für die Prozesssteuerung, sondern zum Beispiel für Auswertungen in den höheren Automatisierungsebenen benötigt, kann die Übertragung dagegen über mehrere Zyklen erfolgen.

Und die zusätzlichen Diagnoseinformationen, die IO-Link bietet?

Mathias Bachmann: Diese werden, falls notwendig, zusätzlich azyklisch übertragen.

Was bei einem Sensorwechsel passiert

Wie lange braucht denn ein Upload oder Download eines Parametersatzes von einem IO-Link Sensor über ihre Architektur?

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Die IO-Link Master fügen sich in in bestehene AS-i Installatoinen ein – genau an den Stellen, an denen intelligente IO-Link Sensoren helfen, die Fertigungsprozesse weiter zu optimieren. Redaktion IEE

Mathias Bachmann: Die IO-Link Geräteparameter werden direkt in unserem IO-Link Master Modul gespeichert. Bei einem einfachen Sensorwechsel müssen sie deshalb nicht über AS-i übertragen werden, sondern können direkt aus dem Modul heraus auf den neuen Sensor geladen werden. Falls gewünscht, kann man Änderungen alternativ auch jederzeit über die Steuerung vornehmen. Bei der ersten Inbetriebnahme beziehungsweise bei der Projektierung werden die Daten über AS-Interface in das AS-i / IO-Link Modul geschrieben. Dies dauert zwar etwas länger, aber zu diesem Zeitpunkt spielt die Übertragungsgeschwindigkeit keine so große Rolle wie etwa bei einem Sensorwechsel bei einem Anlagenstillstand.

Wie erfolgt die Parametrierung der IO-Link Master?

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Eine Konkurrenz zwischen IO-Link und AS-Interface sehen wir nicht. Redaktion IEE

Mathias Bachmann: Da gibt es mehrere Optionen. Die IO-Link Parameterdaten sind transparent. Somit kann man die Parameterdaten entweder über das Programmiertool der Steuerung und den AS-i Master in den Sensor schreiben. Es gibt aber auch einen komfortableren Weg über unsere Konfigurations- und Inbetriebnahmesoftware ASIMON360. Dort haben wir jetzt einen IO-Link Konfigurator integriert. Damit wird der Projekteur bei der Parametrierung unterstützt. Er kann sich die IODD, also die Beschreibungsdatei des Sensors, aufrufen, die Parameterdaten der IO-Link Sensoren anzeigen lassen und bei Bedarf einzelne Parameter über den AS-i Bus auf den Sensor schreiben.

IO-Link wird bislang immer mit den  großen klassischen Feldbussystemen kombiniert. Das macht zwei Kommunikationshierarchien: Feldbus und IO-Link. Bei ihrer Architektur, soweit ich es verstehe, kommt AS-Interface als dritte Kommunikationsschicht dazu. Macht das Sinn?

Mathias Bachmann:  Auf jeden Fall. AS-i hat sich als Verdrahtungssystem in der Maschine bereits seit langem bewährt. Mit den klassischen Feldbussystemen bis hinunter auf die unterste Schicht zum Sensor zu gehen ist aus unserer Sicht nicht erforderlich und auch nicht immer praktikabel. AS-i als Zubringersystem macht Sinn, um alle Daten über eine einzige Leitung aus der Maschine abzuholen – sichere Signale, nicht-sichere Signale von Standardsensoren und – über IO-Link – jetzt auch Daten von intelligenten Sensoren. Und durch die Einbindung in AS-i erweitern unsere Module auch das Einsatzspektrum von IO-Link.

Und die Kommunikation funktioniert auch in gemischten Installationen, das heißt, auch mit AS-Interface Modulen unterschied­licher Hersteller?

Mathias Bachmann: Ja, denn die AS-i / IO-Link Master Module verhalten sich wie jeder andere AS-i-Slave. Da sie sowohl die Spezifikation von AS-Interface wie auch die von IO-Link erfüllen, kann man sie beliebig mit anderen AS-i Slaves kombinieren und damit auch mit AS-i Komponenten anderer Anbieter.

Wie muss ich mir die Integration der IO-Link Prozessdaten in das AS-i Protokoll vorstellen?

Mathias Bachmann: Pro IO-Link Port hat man ein binäres Signal – zum Beispiel für die Schaltschwellenübertragung – und zusätzlich erhält man die Analogwerte des Sensors über die Analogwertübertragung auf AS-i.

Industrie 4.0 lebt davon, dass die Daten aus dem Prozess unverfälscht übergeordneten Systemen zur Verfügung stehen, ohne die SPS zu belasten. Wie ist das bei Ihrer Lösung?

Mathias Bachmann: Alle übergeordneten Automatisierungsebenen können für ihre Auswertungen die Daten nutzen, die wir über AS-Interface einsammeln. Diese Daten komplett über die Steuerung über alle Ebenen bis hoch zu einer Cloud zu senden, wäre in der Tat ziemlich umständlich. Deshalb haben wir auch AS-i Master mit einem integrierten OPC UA Server. Darüber können alle Parameter- und Diagnosedaten sowie Prozessdaten parallel zur normalen Feldbusanbindung an übergeordnete Systeme transferiert werden. Somit stehen die unverfälschten Informationen für weitere Auswertungen wie Cloud-Anwendungen oder Diagnosezwecke – direkt und strukturiert – zur Verfügung. Zusätzlich kann so auch der Feldbus entlastet werden.

Mit IO-Link Safety gibt es auch eine Spezifikation für sicherheitsgerichte Sensoren. In wieweit ist das ein Thema bei  Bihl+Wiedemann?

Mathias Bachmann: Natürlich beschäftigen wir uns als Anbieter für Sicherheitstechnik damit. Meines Wissens liegt die Spezifikation zwar vor, aber es gibt noch keine Geräte, die IO-Link Safety unterstützen. Von daher haben wir im Moment auch noch keine Anbindungsmöglichkeiten. Sobald sich daran etwas ändert, werden wir darauf reagieren.

Das Interview führte Chefredakteur Stefan Kuppinger.

Stefan Kuppinger

Chefredakteur IEE

(sk)

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