Download - IO-Link – Kommunikation von Punkt zu Punkt
Positions-sensorik und
Objekt-erkennung
Bus-,Identifikations-
und Steuerungssysteme
Fluidsensorikund Diagnose-
systeme
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k
IO-Link –Kommunikation von
Punkt zu Punkt.
Prozess
Ein-/Ausgabe
Dezentrale Steuerung
Steuerung
Visualisierung
Kommuni-
kationLAN, WAN,
Ethernet TCP/IP,
XML
ControlNet, Ethernet/ IP, H1,
Profibus FMS, Profibus CBA
Devicenet, Interbus,
CANopen, Profibus DP,
Profinet IO, CC-Link
AS-Interface
IO-Link
binär, analog
(4...20 mA)
Parameter-/
Diagnosedaten
Betriebs-
leitebene
Produktions-
leitebene
Feldebene
Die Punkt-zu-Punkt-Schnittstelle fürSensoren und Aktuatoren.
Schnittstelle für den letzten Meter
IO-Link ist eine Punkt-zu-Punkt-Schnittstelle für den Anschlussbeliebiger Sensorik und Aktuato-rik an ein Steuerungssystem. ImGegensatz zu klassischen Feldbus-systemen handelt es sich nicht umeine Busverdrahtung, sondern umeine Parallelverdrahtung, quasider „letzte Meter“ zum Sensor.IO-Link eignet sich sowohl fürbinäre als auch für analoge Sensoren und Aktuatoren.
Der Unterschied zwischen IO-Link-Sensoren und Standard-Sensoren liegt in der Kombinati-on des Standard-Ausgangskanalsmit einem zusätzlichen Daten-kanal.
Somit können alle bisherigenAnschlussleitungen auch für IO-Link-Geräte verwendet werden.
Kommunikation
IO-Link-Sensoren beherrschendrei Arten der Kommunikation:
• Schaltzustand (binär, wie her-kömmliche Sensoren)
• Zyklische Prozessdaten (z.B. digitale Übermittlung von Messwerten)
• Übertragung von Geräte-parametern und Diagnosedaten
Alle drei Varianten lassen sich be-liebig miteinander kombinieren.
So wird z.B. ein optischer Ent-fernungssensor zunächst mitParameterdaten versorgt und
überträgt dann im weiteren Ver-lauf nur noch ein Schaltsignal beiErkennung eines Objektes imdefinierten Bereich. Wahlweisekann der Sensor auch ein ent-fernungsproportionales Analog-signal übertragen.
Anbindung
Um diese Daten an die Steuerungzu übertragen sind zwei Vorge-hensweisen denkbar:
• SPS mit intergierten IO-LinkPorts oder
• Dezentrale Module mitintegrierten IO-Link-Ports.
Kompatibilität
IO-Link-Geräte lassen sich ohneweiteres an digitalen E/As ohne IO-Link-Port nutzen. Hierbeiarbeiten IO-Link-Sensoren lediglich im Standard-I/O-Modusmit einem binären Schaltsignal.
Bei Verwendung eines IO-Link-Moduls können die Parameterda-ten aus dem Sensor ausgelesen,gespeichert und im Austauschfallin einen neuen, baugleichen Sensor geladen werden. Dies istsogar im laufenden Prozess möglich. Spezialkenntnisse sindhierzu nicht erforderlich.
Einsatz auch an älterenAnlagen möglich, abwärts-kompatibel durch Verwen-dung des Standardsignalsvon Sensoren.
Einfacher Austausch der IO-Link-Geräte ohne zusätz-liche Softwareänderungenoder Bediengeräte,Reduzierung der Inbetrieb-nahmezeiten.
Nur noch ein einziges hersteller- und feldbus-unabhängiges System, das mittelfristig alleproprietären Systeme ablösen wird.
Zusätzliche Diagnose-informationen, die beiBedarf angefordert werdenkönnen, bedeuten eine einfachere Fehlerlokalisie-rung und damit reduzierteStillstandszeiten.
Zentrale Diagnostizierungdes gesamten Anlage-abbildes, beispielsweise per FDT-Software.
Zurückspeichern derSensor-/ Aktorparameter imAustausch und Servicefall.
IO-Link Modul
SPS
FDT / DTM
Gateway
DTM
DTM
AS-In
IO-Link – Daten dieüberzeugen:
Offene Schnittstelle analog / digital.
Serielle Punkt-zu-Punkt- Verbindung – keine Busverdrahtung.
Standard I/O- Anschlusstechnik.
Maximale Leitungslänge20 m.
Signalübertragung durch 24 V Pulsmodulation undStandard UART-Protokoll.
Normung gemäß IEC in Vorbereitung.
„Gemischter Betrieb“ möglich (binäres Schalt-signal oder serielle Datenübertragung).
Zyklische Prozessdaten-übertragung mit 2 msZykluszeit.
Integrierte, differenzierteDiagnosemeldungen.
Industrielle Anwendungen
Bus-Kommunikation
IO-Link Modul
Punkt-zu-Punkt-
Kommunikation
Industrial Ethernet
IO-Link SPS
nterface
Datenübertragung an die SPS: Z.B. mit
dem IO-Link-Modul.
IO-Link-ModulDie Punkt-zu-Punkt Kommunikations-stelle nimmt die physikalischen Signalesowohl von IO-Link- als auch von Stan-dard-Sensoren auf und transportiertsie in die nächsthöhere Bus-Ebene (AS-Interface). Das Modul verbindet die Vorteile reduzierter Busverdrahtung mit derÜbertragungsmöglichkeit von Diagno-se-, Parametrier- und Prozessdatenintelligenter IO-Link-Geräte. DerAnschluss konventioneller Sensorikund Aktorik ist ebenfalls möglich.
Bedarfsdaten• Konfigurations-
daten, • Einstelldaten, • Gerätekennung,• Meldungen, • Fehleranalyse, • Fehlerortung
ProzessdatenBinäre Signalewerden durch kontinuierliche Kommunikation oder im Schalt-betrieb wie bisher übertragen.Analogwerte werden digitali-siert und durch kontinuierliche Kommunikation übertragen
Informationsfluss auf demletzten Meter.
L+
L-
C/Q12
34
PIN
1
2
3
4
Signal
L+
Out
L-
C/Q
Bemerkung
24 V
Sensorabhängig
Masse
Kommunikation/Schaltsignal
IO-Link
SIO
Intelligente IO-Link-Sensoren
Kapazitive SensorenBerührungsloses Erfassen beliebigerObjekte. Im Gegensatz zu den indukti-ven Pendants lassen sich mit kapaziti-ven Sensoren auch nicht-metallischeMaterialien erfassen.
Prozessdaten via IO-Link: Binäres SchaltsignalParameterdaten via IO-Link:AbgleichparameterDiagnose via IO-Link: Unsicherer Schaltabstand
FüllstandsensorenFüllstandsensoren efector gwr arbei-ten auf der Basis von geführter Mikro-welle. Einsatzgebiet sind wasserbasie-rende Medien wie Kühlschierstoffeund Reinigungsflüssigkeiten. Durch diekompakte Bauform ist der Sensor auchfür kleine Behälter und Aggregategeeignet .
Prozessdaten via IO-Link: Kontinuierlicher FüllstandParameterdaten via IO-Link:Eingestellte SchalthystereseDiagnose via IO-Link: Unsicherer Bereich
StrömungssensorenFür die Überwachung von gasförmigenund flüssigen Medien sind Sensorennach dem kaloriemetrischen Prinzipbesonders gut geeignet.
Prozessdaten via IO-Link: Binäres SchaltsignalParameterdaten via IO-Link:Schaltpunkte und Öffner-/Schliesser-funktionDiagnose via IO-Link: Fehlerhafte Parametrierung
Optische AbstandserkennungDer efector pmd Lasersensor dient zur millimentergenauen Abstandserkennung bei Reichweiten bis zu 10 m. Er arbeitet nach dem Prinzip desLichtlaufzeitverfahrens.
Prozessdaten via IO-Link: Kontinuierlich gemessener AbstandParameterdaten via IO-Link:Messrate einstellenDiagnose via IO-Link: Objekt außerhalb des Messbereichs
In den Sensor geschaut – mitder FDT-Containersoftware.
Hand in Hand:IO-Link und AS-Interface
AS-Interface undIO-Link ergänzensich optimal. AS-iist ein seriellesBussystem miteinem Master undbis zu 62 Slaves aneiner gemeinsa-men Kommunika-tionsleitung. IO-Link dagegen isteine Verbindungvon nur einemGerät mit genaueiner Gegenstelle(Port). Diese IO-Link-Ports könnenentweder direkt inSteuerungen oderin dezentrale Bus-
gelegt. So könnenIO-Link-Sensorenim Standard-Modus (SIO) auchan konventionel-len Eingangsmo-dulen betriebenwerden.
Umgekehrt arbei-ten Sensoren mitSchaltausgangauch an IO-Link-Eingangsports.Somit ist einegestaffelte Um-stellung bestehen-der Anlagen, jenach Informations-bedarf, möglich.Bei Neuanlagen
module eingebautwerden.
Die Verwendungvon IO-Link-fähi-gen Busmodulenverbindet die Vor-teile der Verdrah-tungseinsparungmit den Diagno-semöglichkeitenintelligenter IO-Link-Sensoren.
Bei der Definitionvon IO-Link wurdebesonderer Wertauf die Kompatibi-lität mit konven-tionellen Gerätenmit einfacherbinärer Endstufe
Die FDT-Technolo-gie vereinheitlichtdie Kommunikati-onsschnittstellezwischen Feld-geräten und derSystemumgebung(Host). Die Beson-derheit dieserTechnik liegtdarin, dass sieunabhängig vomeingesetzten Kom-munikationsproto-
koll sowie von derjeweiligen Soft-ware-Umgebungist.
Ebenfalls unab-hängig ist derBenutzer bei derWahl des einzuset-zenden Gerätesund des verwen-deten Leitsystems.Kurz und knapp:Mit FDT ist es
Die FDT-Container-software erlaubt
den Zugriff aufsämtliche Parame-ter eines Sensors.
können ebenfallsMischvariantenaus Busmodulenund Sensoren inkonventionellerund IO-Link-Aus-führung verwen-det werden.
Fazit: IO-Link lässt sichhervorragend mitdem Feldbussy-stem AS-Interfacenutzen. Vorteile:Weniger Verdrah-tungsaufwand,einfaches "Plug &Play" und zusätzli-che Diagnose.
möglich, beliebigeGeräte über belie-bige Systeme mitbeliebigen Proto-kollen anzuspre-chen.
Mit IO-Link wirddie FDT-Tech-nologie optimalergänzt undunterstützt.
DrucksensorenDie kompakten Drucksensoren sindäußerst robust gegen mechanischeEinwirkungen und arbeiten völlig ver-schleiß- bzw. ermüdungsfrei. Die dar-aus resultierende Langzeitstabilitätgewährleiste zuverlässige Messergeb-nisse über 100 Millionen Druckzyklen.
Prozessdaten via IO-Link: Binäres SchaltsignalParameterdaten via IO-Link:SchaltpunkteinstellungDiagnose via IO-Link: Fehlerhafte Parametrierung,Überdruck und Eigendiagnose desMesssystems.
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