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IO-Link

Für smarte Sensoren

7. Mai 2015, 11:19 Uhr | Von Prof. Dr. Jörg F. Wollert

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Fortsetzung des Artikels von Teil 3

Einsatz von IO-Link

Die Komplexität von IO-Link schreckt für einen einfachen Sensor bzw. Aktor zunächst ab. Doch zeigt sich beim genauen Blick in die Hard- und Software, dass gerade auf der Seite des Gerätes auch kleine 8-bit-Mikrocontroller einen vollständigen IO-Link Stack abarbeiten können und die Vorteile intelligenter Sensoren überwiegen. Moderne Sensorik nutzt ohnehin Mikrocontroller-basierte Systeme für die Aufbereitung und Optimierung der Prozessdaten. Der Einsatz einer Single-Drop Communication Line (SDCL) für diagnostizierbare Sensoren und Aktoren nach dem IO-Link-Standard ist demnach nur konsequent. Durch die IO-Link Community werden darüber hinaus Profile definiert, die sicherstellen, dass Sensoren und Aktoren tatsächlich austauschbar werden. Das „Smart Sensor Profile“ bietet beispielsweise eine Definition für messende Sensoren, bei der neben Schaltpunkten auch die konkreten Messwerte übertragen werden.

Mit der Gerätebeschreibung IODD (IO-Link Device Description) ist eine Gerätebeschreibung auf XML-Basis vorhanden, die von Mensch und Maschine gelesen werden kann und die es ermöglicht, herstellerunabhängig wichtige Informationen über das Gerät in das jeweilige Entwicklungs- und Automatisierungssystem zu übernehmen. Eine Vielzahl unterschiedlicher Informationen, von Gerätebeschreibungen, Logs und Bildern über Gerätedaten bis hin zu Identifikations-, Prozess- und Diagnosedaten sind hierbei in einer standardisierten Form übertragbar.

Ein Standard für Industrie 4.0

Alle reden von Industrie 4.0 und suchen nach herstellerübergreifenden Standards für diverse Anforderungen. Doch in vielen Fällen braucht das Rad nicht neu erfunden zu werden. Das Thema Schnittstellen für diagnostizierbare intelligente Sensoren kann als erledigt angesehen werden. IO-Link bietet eine interessante und vor allem schon bewährte Technologie für den Einsatz von Smart Sensors. Rückwärtskompatibel zu konventionellen digitalen Sensoren bis hin zu einem intelligenten bidirektionalen Datenaustausch werden alle notwendigen Betriebseigenschaften unterstützt. Mit einem durchdachten Anwendungs-Layer, Geräteprofilen und einer mensch- und maschinenlesbaren Gerätebeschreibung (IODD) bleibt auch genug Raum für zukünftige Entwicklungen. Darüber hinaus sind schon heute von allen führenden Herstellern IO-Link Master verfügbar und auch Sensorhersteller bieten eine breite Palette entsprechender Sensoren. Die Forderung von Industrie 4.0 nach mehr Intelligenz in der Sensorebene zur besseren Kontrolle des Produktions- und Fertigungsprozesses ist damit in weiten Teilen erfüllt. Die Zukunft hat schon begonnen.

Literatur

[1] Wollert, J.: Echtzeit-Ethernet mit Standard-Technik. Elektronik embedded 2014. S. 28 bis 32.
[2] IO-Link Systembeschreibung – Technologie und Anwendung, IO-Link Firmengemeinschaft in der PNO, Juli 2013.
[3] IO-Link – Communication Specification V.1.0 January 2009.
[4] IO-Link Interface ans System Specification V.1.1.2 July 2013
[5] IODD IO Device Description Specification, V.1.1 August 2011.
[6] Training IO-Link, ifm 2013.
[7] Umsetzungsempfehlungen für das Zukunfts¬projekt Industrie 4.0, acatech, 2013.

Der Autor:

Prof. Dr.-Ing. Jörg Wollert
ist Professor für Mechatronik und Eingebettete Systeme an der Fachhochschule Aachen und als Dozent und Berater in den Themengebieten industrielle Kommunikation, Echtzeitsysteme und Embedded Systems tätig. Seit gut 20 Jahren beschäftigt er sich mit dem Design und der Implementierung verteilter objektorientierter Echtzeitsysteme sowie Gateway-Technologien zwischen kabelgebundenen und funkbasierten Systemen in industriellen Anwendungen

Prof. Dr.-Ing. Jörg Wollert

ist Professor für Mechatronik und Eingebettete Systeme an der Fachhochschule Aachen und als Dozent und Berater in den Themengebieten industrielle Kommunikation, Echtzeitsysteme und Embedded Systems tätig. Seit gut 20 Jahren beschäftigt er sich mit dem Design und der Implementierung verteilter objektorientierter Echtzeitsysteme sowie Gateway-Technologien zwischen kabelgebundenen und funkbasierten Systemen in industriellen Anwendungen

wollert@fh-aachen.de