Wer Industrie 4.0 sagt, meint oft Vernetzung. IO-Link hilft bei der durchgängigen Kommunikation vom (RFID)-Sensor bis in die Cloud.

Wer Industrie 4.0 sagt, meint oft Vernetzung. IO-Link hilft bei der durchgängigen Kommunikation vom (RFID)-Sensor bis in die Cloud. Pepperl+Fuchs

An der Schwelle zur Industrie 4.0 beziehungsweise dem Internet of Things (IoT) werden Anlagen und Systeme stetig komplexer. Damit steigen auch die Anforderungen an die Funktion und Parametrierbarkeit von Feldgeräten und Systembausteinen. Seit 2013 gibt es die Möglichkeit, intelligente Sensoren und Aktoren nach dem Standard IEC 61131-9 mit der Kommunikationsschnittstelle IO-Link einheitlich und herstellerübergreifend kompatibel zu integrieren. Sie kommt für die Punk-zu-Punkt-Kommunikation mit dem bekannten Dreileiter-Anschluss und einfachen ungeschirmten Leitungen aus.

Doch IO-Link ist weit mehr als nur eine universelle Schnittstelle für den „letzten Meter“: Es macht die durchgängige Kommunikation von der Feldebene bis zur Leitebene möglich – eine Grundvoraussetzung für die vernetzte Produktion im Sinne der Industrie 4.0. Auch aus diesem Grund hat sich die IO-Link-Technologie in allen wichtigen Märkten in Amerika, Asien und Europa etabliert und wird in der Entwicklung der Automatisierungstechnik eine sehr wichtige Rolle spielen.

Greifbare Vorteile

Ethernet-IO-Modul mit IO-Link Master ICE1-8IOL-G60L-VID und diversen Sensoren

Ethernet-IO-Modul mit IO-Link Master ICE1-8IOL-G60L-VID und diversen Sensoren Pepperl+Fuchs

IO-Link vereinfacht die Inbetriebnahme und bietet unmittelbare Vorteile beim Betrieb der Anlage: Neben Prozess- und Diagnosedaten überträgt es auch Statusinformationen und Parameterdaten. Dies ermöglicht zum Beispiel die automatische Parametrierung von IO-Link-Geräten durch eine SPS. Wenn Geräte gewartet oder ausgetauscht werden, verringert das die Ausfallzeit.

Die standardisierte bidirektionale Anbindung schafft umfassende Transparenz, denn sie stellt nützliche Informationen über den Zustand der Anlage und ihre Nutzung bereit. Zudem können Anwender auf die Daten und ihre Auswertung über ihr eigenes IT-System oder eine Cloud zugreifen. Dadurch eignet sich die IO-Link-Technologie für die (Fern-)Diagnose bis hinunter auf die Feldebene. Damit schafft sie Voraussetzungen für eine detaillierte Überwachung (Condition Monitoring) und vorausschauende Wartung (Predictive Maintenance) ohne wesentlichen zusätzlichen Aufwand, was die Gesamtanlageneffektivität (OEE) steigert. Dazu trägt auch die Option bei, die Parameterwerte der angeschlossenen IO-Link-Geräte im laufenden Betrieb anpassen zu können.

Zusammengefasst unterstützt IO-Link dabei, eine Anlage flexibel zu nutzen sowie kleine Losgrößen wirtschaftlich herzustellen und individuelle Produkte bei hohem Automatisierungsgrad zu ermöglichen.

Breites Portfolio an IO-Link-Komponenten

IO-Hub mit IO-Link ICA-16DI-G60A-IO

IO-Hub mit IO-Link ICA-16DI-G60A-IO Pepperl+Fuchs

Um diese Vorteile zu nutzen, braucht es IO-Link-Komponenten für möglichst alle Einsatzarten. Pepperl+Fuchs hat deshalb in den letzten Jahren ein umfangreiches Portfolio solcher Sensoren und Infrastrukturkomponenten entwickelt, mit dem sich ein großer Teil der Automatisierungsaufgaben abdecken lässt. Hier einige Beispiele:

Im multiprotokollfähigen Ethernet-IO-Modul ICE1-8IOL-G60L-V1D ist der IO-Link-Master integriert, der eine webgestützte Konfiguration ermöglicht. Mit seinem robusten Metallgehäuse (IP65/IP67) und industrietauglichen M12-Anschlüssen lässt sich das Modul nahezu überall einsetzen.

Für die einheitliche Integration einfacher binärer Sensoren gibt es IO-Hubs mit IO-Link Schnittstelle, wie den ICA-16DI-G60A-IO. Bis zu 16 Sensoren lassen sich so mit nur einem IO-Link-Anschluss am IO-Link-Master anbinden. Damit stehen alle nötigen Komponenten für die Vermittlung zwischen den Feldgeräten und den übergeordneten Ebenen bereit.

Das Unternehmen bietet außerdem intelligente IO-Link-Sensoren für Mess- und Detektionsaufgaben, etwa optoelektronische Lichtschranken, Lichtgitter, Distanzsensoren, Ultraschallsensoren und induktive Positionsmesssysteme sowie RFID-Schreib-Lese-Köpfe.

RFID-Geräte mit IO-Link-Schnittstelle

RFID spielt bei der Verfolgung einzelner Teile und Werkstücke eine immer wichtigere Rolle.

RFID spielt bei der Verfolgung einzelner Teile und Werkstücke eine immer wichtigere Rolle. Pepperl+Fuchs

Vorab zur Technik: Die RFID-Technologie bietet – besonders im Vergleich zu Barcodes oder Data Matrizen – wesentliche Vorteile RFID und spielt daher bei der Verfolgung einzelner Teile und Werkstücke eine immer wichtigere Rolle. So lässt sich das verwendete Funksignal nicht von Staub und Dämpfen irritieren und die Technologie ist grundsätzlich von optischen Bedingungen unabhängig, verschmutzungsresistent sowie äußerst robust. Vor allem beherrscht die RFID-Technologie, neben dem passiven Auslesen, auch die dynamische Datenspeicherung: Der RFID-Tag ermöglicht somit das dezentrale Speichern von Prozessinformationen. Dabei protokolliert der Schreib-Lesekopf die Fertigungshistorie ohne manuellen Eingriff – und zwar medienbruchfrei, unmittelbar, automatisch sowie zuverlässig. Fehlerhafte Zuordnungen werden ausgeschlossen.

Pepperl+Fuchs bietet RFID-Geräte mit IO-Link-Schnittstelle zum Beispiel für den weitverbreiteten HF-Bereich (3 bis 30 MHz) an. Die Schreib-Lese-Köpfe können direkt an jeden IO-Link-Master angeschlossen werden. Im „Easy Mode“ lassen sie sich nach dem Plug&Play-Prinzip einbinden – zusätzlicher Programmieraufwand entfällt, ein Funktionsbaustein wird nicht gebraucht. Anwender können so Identifikationsaufgaben schnell durch eine einheitliche Verbindung umsetzen. Über die passenden Ethernet-IO-Module mit integriertem IO-Link-Master ist die Anbindung und durchgängige Parametrierung möglich.

SPS IPC Drives 2018: Halle 7A, Stand 330