Industrie 4.0 ist eine Entwicklung, die in den letzten Jahren für Industrieunternehmen zunehmend an Bedeutung gewonnen hat. Dies ist die Entwicklung hin zu einer Welt, in der alle Komponenten innerhalb eines Systems eng miteinander kommunizieren, analysieren und in der alle (gemessenen) Daten in Echtzeit und sofort für jeden (der Zugang zu ihnen hat) verfügbar sind. Sensoren sind eine Komponente innerhalb einer Reihe von Geräten und Maschinen in einem industriellen Prozess. Alle diese Teile müssen in der Lage sein, ordnungsgemäß und schnell miteinander zu kommunizieren, damit Fehler vermieden werden und Prozesse, die bereits gut funktionieren, schneller und effizienter werden. IO-Link ist die Technologie, die diese Kommunikation ohne zusätzliche Kabel usw. ermöglicht. IO-Link wird seiner Rolle in industriellen Prozessen unter anderem dank seiner einfachen Integration in bestehende industrielle Einrichtungen und Netzwerke gerecht. Damit ist es die erste E/A-Technologie, die als weltweiter Standard akzeptiert wurde.
Ein IO-Link-Setup besteht aus einer Steuerung, Meister und einen Slave. Der Anschluss erfolgt bei dieser Anordnung über 3- oder 5-adrige Schnittstellenkabel.
Der Master ist zum einen dafür verantwortlich, dass ein Gerät an das IO-Link-Netzwerk angeschlossen werden kann und zum anderen, dass damit Daten zwischen dem Gerät und der Steuerung ausgetauscht werden. Diese Daten bestehen aus Daten und Parametern, die zwischen ihnen kommuniziert werden sollen.
Die zweite Komponente ist das Gerät. Dies kann ein Sensor, ein Aktor oder beides sein. Diese nehmen Informationen wie Abstand und Temperatur wahr, die zyklisch an die Anlagensteuerung kommuniziert werden müssen. Mittels IO-Link werden die Informationen ohne Unterbrechung und in Echtzeit (im Moment der Beobachtung) umgewandelt und weitergegeben. Der Ausgang dieser Umwandlung ist digital.
Herkömmliche Sensoren erfordern oft einen hohen Verdrahtungsaufwand für die Installation und den Anschluss an eine Steuerung. Bei IO-Link-Sensoren ist viel weniger (komplexe) Verkabelung erforderlich. IO-Link-Sensoren können oft einfach und schnell über ein einziges Kabel von bis zu 20 Metern Länge mit 3 oder 5 Leitern angeschlossen werden. Das Risiko einer fehlerhaften Verkabelung und möglicher Fehlfunktionen ist damit ausgeschlossen. Darüber hinaus werden keine Anforderungen an die Feldbusse oder Leitsysteme Das bedeutet, dass die IO-Link-Geräte über den IO-Link-Master mit praktisch jedem Feldbus interagieren können, wie z.B. Profibus, Profinet, Ethernet, etc.
Die IO-Link-Software ermöglicht eine einfache und schnelle Konfiguration aller angeschlossenen Sensoren. Wenn Parameter angepasst werden müssen, kann dies einfach über die Software erfolgen. Der IO-Link-Master speichert alle Parameter aller angeschlossenen Sensoren oder Aktoren. Tritt eine Störung auf oder ist ein Sensor defekt, wird dies in Echtzeit kommuniziert, so dass das Problem oft schnell behoben werden kann.
Da Parameter und Sensordaten digital gespeichert werden, ist der Austausch eines defekten Sensors einfach und schnell. Früher führte dies zu langwierigen und häufigen Maschinenstillständen, was zu Ineffizienzen und kostspieliger Unproduktivität führte. Jetzt können in dem Moment, in dem ein neuer Sensor an das IO-Link-Netzwerk angeschlossen wird, die Daten und Einstellungen des alten Sensors sofort auf den neuen übertragen werden.
Herkömmliche Sensoren messen Werte, die zu bestimmten Zeiten in digitale oder analoge Werte umgewandelt werden, bevor sie an die Steuerung übermittelt werden. Mit IO-Link-Sensoren erhält der Anwender jederzeit Echtzeitwerte z.B. über den Wasserstand in einem Tank. Durch den direkten und zeitnahen Kontakt mit dem Sensor werden die Prozesse beschleunigt und geglättet, was wiederum Zeit und Kosten spart.
Einige Daten sind zyklisch und werden automatisch in regelmäßigen Abständen gesendet. Bei anderen Daten handelt es sich um azyklische Daten, die Sie anfordern können. Es sind vier primäre Datentypen verfügbar:
Prozessdaten umfassen Echtzeitdaten zur Steuerung des angeschlossenen Geräts, in diesem Fall des Sensors. Der Master übermittelt (zyklisch) Steuerdaten an den Sensor und erhält eine Rückmeldung darüber. Denken Sie an die verschiedenen Wasserstände, die in einem Tank gemessen werden.
Der Wertestatus ist die Validierung der Prozessdaten. Sie prüft, ob die übermittelten Prozessdaten korrekt oder fehlerhaft/unvollständig sind. Um diese Überprüfung der Prozessdaten (synchron) durchzuführen, werden diese Daten auch zyklisch kommuniziert. Dies ist die Überprüfung der Wasserstände, bevor sie an den IO-Link-Master und letztendlich an die Steuerung gesendet werden.
Gerätedaten sind Informationen, die vom IO-Link-Master vom Gerät (dem Slave) angefordert werden, und umfassen Daten wie die eingestellten Parameter des Sensors, Sensor-Identifikationsdaten und Informationen zur Diagnose von Problemen (Diagnose). Zu diesen Daten gehören auch der angegebene Messbereich im Tank und die Netzwerkadresse des Sensors.
Ereignisdaten beziehen sich auf die Übermittlung von Warnungen und Fehlern vom Sensor an den Master. Denken Sie z. B. an einen Sensorausfall oder eine Fehlfunktion aufgrund von zu viel Feuchtigkeit im Gehäuse. Dies gewährleistet die rechtzeitige Erkennung von Problemen und erleichtert die Wartung.
Bei herkömmlichen Sensoren stehen dem Anwender nur die digitalen oder analogen Messwerte zur Verfügung. Mit den innovativen IO-Link-Sensoren stehen dem Anwender viel mehr Informationen zur Verfügung. Unter anderem ist es möglich, genau zu sehen, wie der Zustand des Sensors ist. Dies ist möglich durch die empfangenen Echtzeitdaten, aber auch durch historische Daten, die alle digital in der Software gespeichert werden. Dadurch wird die Effizienz aller Maschinen in industriellen Prozessen verbessert. In dem Moment, in dem ein Sensor eine Fehlfunktion hat oder ein Kabel bricht, ist es einfacher, das Problem zu erkennen und zu beheben, ohne die Maschine dafür abschalten zu müssen.
Die obigen Ausführungen beschreiben, warum die Einführung von IO-Link für ein Industrieunternehmen attraktiv sein kann. Nun stellt sich die Frage, ob IO-Link auch in Ihrem Anwendungsbereich eingesetzt werden kann und tatsächlich für mehr Effizienz und Kosteneinsparungen in industriellen Prozessen sorgt. Sensor partners hat ein vielfältiges Angebot an Sensorlösungen, die IO-Link unterstützen. Diese Sensoren können in vielen verschiedenen Branchen und Anwendungen eingesetzt werden. Beispiele für Sensorlösungen sind:
Ultraschall-Abstandssensoren
Ultraschall-Abstandssensoren für ein Erkennung von Fahrzeugen auf einem Parkplatz zur Überwachung der Verfügbarkeit in Parkhäusern;
Sensoren zur Pistenrandkontrolle
Ultraschallsensoren für die Bahnkantenkontrolle von Materialien wie Folien, Papier oder Textilien während des Verpackungsprozesses;
Lichtgitter
Lichtschirme für die Durchführung einer Profilmessung von z.B. Autoteilen, bevor sie einem Beschichtungsprozess unterzogen werden;
Lichtschranken
Fotozellen für die Erkennung von Personen, Tieren und Gegenständen in Türen von Zügen und Bussen, um einen sicheren Ein- und Ausstieg zu gewährleisten.
Sie sind sich noch nicht sicher, ob Sie zu IO-Link wechseln sollen, oder möchten Sie wissen, wie IO-Link für Sie funktionieren kann? Kontaktieren Sie uns telefonisch: +31 0416-378 239. Sie erhalten Ratschläge zur Integration von IO-Link basierend auf Ihrem spezifischen Anwendungsbereich. Sie können auch ein kostenloses Angebot anfordern!
