Leitungsanschaltung von Sensoren und Aktoren
IO-Link-Tranceiver sorgt für mehr Effizienz
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Einsatz in der Praxis
Wie nützlich sich die vielfältigen Funktionen des E981.10 in der Praxis erweisen, zeigt sich unter anderem am Beispiel der integrierten Wakeup-Erkennung. Ein IO-Link-System besteht in den meisten Fällen aus einem IOLink- Master und einem bzw. mehreren IO-Link-Geräten, also Sensoren oder Aktoren. Der IO-Link-Master stellt die Schnittstelle zur überlagerten Steuerung (SPS) zur Verfügung und steuert die Kommunikation mit den angeschlossenen IO-Link-Geräten.
Bedingt durch die Abwärtskompatibilität der IO-Link-Baugruppe zu Standard-I/O-Ports der übergeordneten Steuerung verhalten sich IO-Link-Sensoren und -Aktoren zunächst wie Standard-I/O-Geräte. Allerdings ist es dem IO-Link-Master möglich, die IO-Link- fähigen Geräte im Netzwerk zu identifizieren und in den IO-Link- Kommunikationsmodus umzuschalten. Dies erfolgt durch ein so genanntes Wakeup-Signal. Während des Wakeup wird das im Standard-I/OMode an die Leitung des Sensors gelegte Signal durch den Master mit einem typischerweise 80 μs kurzen Impuls überschrieben. Entsprechend des Sensorausgangssignals kann dabei die Leitung einen High- oder Low-Pegel aufweisen.
Die Information über ein Wakeup- Ereignis besteht für die Software aus zwei Bits: einem für den Treiber-Pegel (TXD) und einem für den Empfangs- Pegel (RXD). Eine kombinatorische Verknüpfung zweier I/O-Ports zur Generierung eines Interrupts ist in der Regel beim verwendeten Mikrocontroller nicht verfügbar. Die Unterstützung der Wakeup-Prozedur durch den E981.10 verringert die Anforderungen an die Software, die ansonsten durch Vergleich des Sende- und Empfangssignals in hoher Auflösung die Kommunikationsleitung überwachen müsste. Das durch den Transceiver bereitgestellte binäre Wakeup-Signal kann einen Interrupt auslösen, was wiederum eine Entlastung des Mikrocontrollers zur Folge hat.
Ein weiteres Beispiel für den hohen Funktionsumfang des E981.10 ist die Signalisierung eines durch einen Leitungskurzschluss oder andere Vorkommnisse verursachten Überstrom- Fehlerzustandes (ILIM-Signal). Die Steuerungs-Software kann durch Erkennen dieses Fehlers „intelligenter“ reagieren und die Leistungstreiber deaktivieren. Durch Prüfung der Leitung auf Überstrom in längeren Abständen lässt sich zudem die Verlustleistung reduzieren.
Qualifikations- und EMV-Test erfolgreich bestanden
Die Entwicklungsarbeiten des E981.10 wurden jetzt planmäßig mit der Qualifikation und den abschließenden EMVTests bei der renommierten Test- und Zertifizierungstelle FTZ Zwickau beendet. Der offizielle Testreport der FTZ Zwickau, der die Einhaltung der EMV-Grenzwerte bei Übertragungsdatenraten bis 230,4 kbit/s ausweist, ist auf Anfrage erhältlich.
Die Autoren:
Dipl-Ing. (FH) Rüdiger Senghaas ist für die MSC-Gleichmann-Gruppe im Produktmarketing und als Field Application Engineer tätig. (elmos@msc-ge.com)
Dipl-Ing. (FH) Christian Schmitz studierte Mechatronik an der Fachhochschule Bochum. Vor seinem Wechsel zu Elmos im Jahr 2000 war er als Prozessingenieur bei einem großen Hersteller für hydraulische Lenkgetriebe tätig. Bei Elmos ist er in der Abteilung Business Management für die Definition neuer Standardprodukte aus dem Bereich „Interfaces und Vernetzung“ zuständig. (christian.schmitz@elmos.eu)
Dipl-Ing. (FH) Patrick Krüger hat an der Technischen FH Bochum Nachrichtentechnik studiert. Seit 2009 betreut er bei Elmos als Product Line Manager die Bausteine für industrielle Bussysteme. (patrick.krueger@elmos.eu)
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