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Sensoren für die intelligente Fabrik

Industrie 4.0 wird nur über standardisierte Kommunikationsschnittstellen Realität werden, denn Daten und Kommunikation sind hier Schlüsselelemente. IO-Link ist mittlerweile längst in der Automatisierung etabliert und die Nachfrage nach IO-Link-Sensoren am Markt hat stark zugenommen.

 

Vor allem bei den einfachen Sensoren spielt IO-Link eine herausragende Rolle, Ethernet und ethernetbasierte Feldbusse hingegen bei den komplexeren Sensoren mit erweiterten Funktionalitäten. Leuze electronic hat diese Entwicklung frühzeitig erkannt und aktiv sein Produktportfolio um Sensoren, die Prozess-, Konfigurations- und Diagnosedaten über eine standardisierte Kommunikationsschnittstelle parallel verarbeiten können, erweitert.

Die IO-Link-Schnittstelle erlaubt komfortable Bedienung

Gerade bei Sensoren, die mehr Informationen bereitstellen als ein Schaltbit, wie z. B. distanzmessende Sensoren, bietet IO-Link in puncto Genauigkeit und Wirtschaftlichkeit ein deutliches Plus. Auch bei Sensoren mit mehr Parametriervarianten, wie Kontrasttaster, bietet sich die Schnittstelle an, da über diese eine komfortable Bedienung direkt aus dem Steuerungsprogramm möglich wird. Die IO-Link-Funktionalität wird aber auch bei einfacheren Sensoren wie Tastern, Reflexionslichtschranken oder Faseroptikvarianten vermehrt nachgefragt. So bietet Leuze electronic inzwischen eine grosse Auswahl an optischen Sensoren zur Objekterkennung (HRTR 46B, HT 10) oder Distanzmessung (ODSL 9, ODS 10), speziellere Sensoren, wie z. B. Kontrasttaster (KRT 3B, 55) zur Druckmarkenerkennung oder faseroptische Sensoren (LV 463) zur Kleinteiledetektion, die mit dem IO-Link-Interface verfügbar sind.

Es braucht noch etwas Überzeugungsarbeit

Die wesentliche Hürde für IO-Link liegt darin, die Anwender von der Nutzung einer weiteren Schnittstelle zu überzeugen. Mittlerweile haben aber viele Maschinenbauer erste IO-Link-Installationen realisiert und diese standardisierte serielle Schnittstelle und deren Möglichkeiten für Ferndiagnose und grössere Transparenz zu schätzen gelernt. Die IO-Link-Schnittstelle ist ein wichtiger Bestandteil der Industrie-4.0-Kommunikationsmodelle. Mit IO-Link werden jetzt vielfältige Informationen der Feldgeräte in den Steuerungssystemen, aber auch in übergreifenden Applikationen bis hin zur Cloud verfügbar.

Kompakter IO-Link-Feldmaster für raue Umgebungen

Hierfür hat Leuze electronic mit dem neuen IO-Link-Feldmaster eine weitere Komponente realisiert. Ab sofort ist eine Kommunikation via Profinet verfügbar, ab Juli 2016 auch eine Kommunikation via Ethernet-IP. Dies stellt einen weiteren wichtigen Schritt in Richtung intelligente Fabrik dar und bietet dem Kunden die Möglichkeit einer einfachen Gerätekonfiguration, Validierung und Diagnose. Der IO-Link-Feldmaster in kompakter Bauweise verfügt über die Gehäuseschutzklasse IP67 und ist durch seine Robustheit damit für raue Arbeitsumgebungen geeignet. Er verfügt über vier IO-Link-Ports und einen integrierten Webserver, so dass die Konfiguration direkt erfolgen kann. In Verbindung mit den schaltenden und messenden Sensoren der Baureihe 10 liegen die Vorteile für den Anwender klar auf der Hand: beim schaltenden Sensor HT 10 kann die Konfiguration des Sensors direkt über die Steuerung erfolgen. Beim messenden Sensor ODS 10 stellt der IO-Link-Feldmaster eine echte Alternative zur analogen Schnittstelle dar.

IO-Link-Lösung auch für messenden Lichtvorhang

Auch für komplexe Sensoren, wie z.B. den messenden Lichtvorhang CML700 hat Leuze electronic eine Antwort mit IO-Link parat: Speziell in diesem wird die maximale Bandbreite der IO-Link-Schnittstelle genutzt: Im Normalfall wird hier ein aggregierter Wert übertragen, beispielsweise für den obersten abgedeckten Strahl oder für die Summe der abgedeckten Strahlen. Für komplexere Applikationen kann man mit einer integrierten IO-Link-COM3-Schnittstelle nun Daten für jeden einzelnen Strahl in Echtzeit übertragen. Dies ermöglicht sehr effiziente und wirtschaftliche Automatisierungslösungen und vereinfacht die Verkabelung signifikant.

Diese Konstellation hat sich bei Leuze electronic auch in einem hochdynamischen Volumenmesssystem in der Intralogistik bewährt. Das untere Ende der IO-Link-Standardsensorik bei Leuze electronic markiert ein neues Sensor-ASIC. Immer kleinere Strukturen in der Halbleitertechnologie ermöglichen auf den Chips immer mehr Funktionalitäten wie beispielsweise Zeitfunktionen, Teach-in und Diagnosefunktionen, die über diese Schnittstelle verfügbar gemacht werden.

In den nächsten Jahren wird die Nachfrage nach IO-Link-Sensoren weiter stark ansteigen. Deshalb wächst die internationale IO-Link-Firmengemeinschaft stetig. Allein im letzten Jahr ist diese auf über 100 Mitglieder gestiegen. Damit erweitert sich auch das Netz der angebotenen Komponenten deutlich. Waren anfänglich vor allem Sensorhersteller und Systemanbieter vertreten, so integrieren immer mehr Hersteller von Ventilen, elektrischen Antrieben, Anzeigeelementen oder auch Mikrosystemkomponenten IO-Link in ihre Geräte. In gleicher Weise, arbeitet das IO-Konsortium permanent daran, die Integration von IO-Link in die unterschiedlichsten Feldbussysteme zu spezifizieren und damit den Zugang zu dieser universellen Geräteschnittstelle auf immer breitere Füsse zu stellen.

IO-Link erlaubt einheitliche Bedienung über Herstellergrenzen

Ein grosses Thema aller Diskussionen zu Industrie 4.0 ist eine flexible bedarfsorientierte Kommunikation. Mit den klassischen binär schaltenden oder analogen Schnittstellen waren die Sensoren oder Aktuatoren der untersten Feldebene bisher von dieser Kommunikation ausgeschlossen. Mit IO-Link verfügen diese Geräte jetzt über ein Interface zu allen Steuerungs- bzw. Anlagenprozessen, über welches die Komponenten identifiziert, konfiguriert und individuell diagnostiziert werden können. Zurzeit entstehen verschiedene Geräteprofile, die Grundfunktionalitäten von beispielsweise schaltenden oder messenden Sensoren standardisieren und so eine einheitliche Bedienung über Herstellergrenzen hinweg erlauben. 

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