IO-Link Grundlagen

IO-Link – was ist das?

Definition und Erklärung der Grundlagen der IO-Link Technologie

IO-Link ist eine standardisierte Punkt-zu-Punkt-Verbindungstechnologie, die seit ihrer Einführung im Jahr 2009 eine nahtlose Kommunikation zwischen Sensoren, Aktuatoren und Steuerungen ermöglicht.

Als fortschrittliches Kommunikationsprotokoll gewährleistet IO-Link den Echtzeitaustausch von Prozessdaten, Diagnosedaten und Parametrierinformationen über eine bidirektionale Schnittstelle.

Herkunft: Vom Konsortium zur Community

Die IO-Link Technologie wurde von einer Gruppe von führenden Unternehmen aus der Automatisierungsindustrie entwickelt, die sich zum Ziel gesetzt hatte, eine einheitliche, flexible und standardisierte Kommunikationslösung zu schaffen. Diese Gruppe bildet zusammen das IO-Link Konsortium, zu dem unter anderem ifm und Siemens zählen. Das Konsortium wurde gegründet, um IO-Link zu standardisieren und weiterzuentwickeln.

Die IO-Link Community (https://io-link.com) unterstützt diese Initiative, indem sie für die weltweit einheitliche Umsetzung des Standards sorgt. Sie bietet Ressourcen zu den IO-Link Grundlagen sowie ergänzenden Support, wie zum Beispiel Schulungen, für die Implementierung und Nutzung der Technologie an.

Parametrierung von IO-Link Devices: Einfach ohne Programmierkenntnisse dank IODD

Die Konfiguration bzw. Parametrierung von IO-Link-Geräten ist einfach und erfordert keine Programmierkenntnisse. Aus diesem Grund spricht man im Zusammenhang mit IO-Link nicht von einer Programmierung.

Es werden lediglich sogenannte IODD-Dateien (= IO Device Description-Dateien) benötigt, die alle relevanten Datenstrukturen, Parameter und Gerätebeschreibungen sowie Device IDs enthalten. Dank dieser standardisierten Dateien können auch Anwender ohne technische Vorkenntnisse oder Programmierfähigkeiten IO-Link-Systeme schnell und mühelos parametrieren sowie integrieren.

Hersteller oder Anbieter von IO-Link-Geräten, auch bekannt als IO-Link-Devices, stellen digitale Bibliotheken, sogenannte Libraries, zur Verfügung, in denen jene IODD-Daten zum Download bereitstehen.

Alternativ können Sie die IODD auch über die Datenbank der IO-Link Community beziehen: https://ioddfinder.io-link.com/.

Software und Tools zur IO-Link-Konfiguration

Die Konfiguration und Parametrierung von IO-Link-Geräten erfolgt in der Regel über spezialisierte Software-Tools. Diese sind auf Basis der eingesetzten IO-Link Master zu wählen.

Die Tools zur IO-Link-Konfiguration lesen die IODD-Dateien aus und stellen alle erforderlichen Optionen, wie Benutzeroberflächen und Konfigurationswerkzeuge, bereit.

Wenn Sie ein IO-Link Master von ifm verwenden, wird die Parametrierung über die herstellereigene Software moneo configure SA vorgenommen.

moneo configure SA steht Ihnen dabei kostenfrei zur Verfügung und unterstützt Sie sowohl bei der direkte Anpassung während des laufenden Betriebs (Online-Parametrierung) als auch bei Einstellungen im Voraus (Offline-Parametrierung). Die Software können Sie hier herunterladen: www.ifm.com/de/de/product/QMP010.

Wenn Sie jedoch stattdessen ein Siemens IO-Link Master im Einsatz haben, ist das kostenpflichtige TIA Portal des Herstellers zur Konfiguration erforderlich.

Über moneo können Sie von einer reibungslosen Konfiguration ohne Programmierkenntnisse profitieren. Andere Tools wie das TIA Portal erfordern etwas mehr Kenntnisse.

PQI für vorausschauende Wartungen und maximale Produktionseffizienz

Aus den IO-Link Grundlagen geht hervor, dass die Technologie nicht nur dem Austausch von Prozessdaten dient, sondern auch der Erfassung detaillierter Diagnosedaten über diesen Prozessdatenaustausch hinaus.

Eine zentrale Komponente dabei ist die "Process Quality Information" (kurz PQI), die eine wertvolle Basis für "Predictive Maintenance" (= vorausschauende Wartung) bietet.

PQIs umfassen unter anderem Status-Bits, die den aktuellen Schaltzustand der Ausgänge anzeigen. Des Weiteren liefern sie Informationen über den Betriebszustand sowie die Funktionsfähigkeit der IO-Link-fähigen Sensoren/Aktuatoren in Echtzeit.

PQIs ermöglichen zusammenfassend eine präzise Überwachung und frühzeitige Identifikation bevorstehender Fehlfunktionen oder Anomalien.

Zusammen mit weiteren Diagnosedaten unterstützen sie ein proaktives Wartungsmanagement und tragen zur Reduktion von Ausfallzeiten sowie zur Maximierung der Produktionseffizienz und Prozesssicherheit bei.

Die Kommunikationsschnittstelle IO-Link ist besonders flexibel und spielt ihre Vorteile in zahlreichen Anwendungsbereichen aus:

• Lebensmittel- und Getränkeindustrie:

IO-Link ermöglicht die kontinuierliche Überwachung der Prozessparameter wie Temperatur, Druck sowie Füllstand und trägt damit zur Einhaltung der strengen gesetzlichen Hygienevorschriften bei. Ob bei der Milchverarbeitung, der Bierherstellung oder anderen Produktionsprozessen, IO-Link fördert die Sicherstellung einer einwandfreien Produktqualität und Lebensmittelsicherheit.

• Automobilindustrie:

Die IO-Link-Technologie kann zur präzisen Steuerung und Überwachung von Montagestraßen genutzt werden, was zu einer reduzierten Fehlerquote und einer gesteigerten Produktionseffizienz führt.

• Verpackungsindustrie:

IO-Link optimiert die Flexibilität und Präzision in Verpackungsanlagen, indem es eine präzise Steuerung von Systemparametern und eine einfache Anpassung an verschiedene Verpackungsformate ermöglicht. Dies reduziert Ausfallzeiten und steigert die Produktionsgeschwindigkeit.

• Und viele mehr:

Überall dort, wo Flexibilität, eine hohe Produktionseffizienz, präzise Produktionsabläufe und geringe Stillstandzeiten eine Rolle spielen, sollten IO-Link fähige Lösungen nicht fehlen.

So umfangreich wie die Anwendungsbereiche von IO-Link, sind auch unsere IO-Link fähigen Lösungen aus dem Automation24-Sortiment. Daher sollen obige Produkte Ihnen einen ersten Vorschmack geben. Das Portfolio hält neben IO-Link Programmiertools und Zubehör für IO-Link noch viele weitere Produkte für Sie bereit.

Sie wünschen einen schnellen Einstieg in die Welt von IO-Link? Dann sind unsere IO-Link Master Starterkits perfekt für Sie!

Wenn Sie noch mehr über IO-Link oder über unser Produktangebot erfahren wollen, nehmen Sie einfach Kontakt zu uns auf — wir beraten Sie gerne!

IO-Link Praxisbeispiel aus der Lebensmittelindustrie

Teil I: Thomas K. kann die Anlagenwartung dank IO-Link planen

In der Lebensmittelindustrie ist eine gleichbleibende und einwandfreie Produktqualität von entscheidender Bedeutung. Unerwartete Maschinenausfälle gefährden nicht nur die Qualität, sondern können auch erhebliche Kosten verursachen.

Das weiß auch Thomas K., Instandhaltungsleiter eines Unternehmens in der Milchverarbeitung. Regelmäßig überwacht er die Sensoren über das moneo Dashboard von ifm.

Heute bemerkt er eine Anomalie: Der Status-Bit des Durchflusssensors Picomag DMA15-AAAAA1, der neben dem Durchfluss auch die Temperatur messen kann, signalisiert einen bevorstehenden Ausfall.

Die zuletzt gemessene Temperatur überstieg die maximal zulässige Grenze von 70 °C, für die der Sensor ausgelegt ist.

Sowohl das Dashboard als auch ein IO-Link-Alarm des betroffenen Sensors machen ihn darauf aufmerksam.

Da der Sensor nur bis zu einer bestimmten Maximaltemperatur temperaturbeständig ist, besteht die Gefahr, dass der Drucksensor im Falle einer Temperaturüberschreitung beschädigt wird. Der ausgelesene Fehlercode deutet auf einen nicht mehr funktionierenden Temperaturfühler. Ein defekter Sensor gefährdet die ordnungsgemäße Produktion. Thomas K. will kein Risiko eingehen und plant den Sensor proaktiv vor dem nächsten Produktionsprozess zu überprüfen und bei Bedarf auszutauschen.

Teil II: Dank des IO-Link Masters ist der Austausch des Durchflusssensors schnell erledigt

Thomas K. schätzt die Vorteile der IO-Link-Technologie, die seit letztem Jahr in seinem Betrieb im Einsatz ist.

Der Austausch des Durchflusssensors erfolgt schnell und einfach, da der neue baugleiche Sensor dank der aktivierten Recovery-Funktion automatisch mit den gespeicherten Parametern konfiguriert wird.

Der Produktionsprozess muss nicht unterbrochen werden und die Qualität der Produkte bleibt konstant hoch.

Für Thomas K. ist IO-Link mittlerweile unverzichtbar geworden.