Geräteprofil/ Device Profil/ IO-Link Version
Porttyp/ Leistungsaufnahme/ Kabellänge
Ports sind IO-Link Kommunikationskanäle zwischen Device und Master. Generell existieren in der Spezifikation für IO-Link Master zwei Porttypen: Part Class A (Typ A), Port Class B (Typ B). Der Anschluss der IO-Link Devices mit dem Master erfolgt über maximal 20 m lange, ungeschirmte 3-, 4- oder 5-Leiter Standardleitungen. IO-Link benötigt jeweils nur 3 Leiter. An Pin 1 und 3 liegt die Versorgungsspannung an (24 V max. 200 mA), Pin 4 ist der Kommunikationsausgang.
Übertragungsrate/ Zykluszeit/ Prozessdatengröße
SIO-Mode/ DI-Mode
Jeder Port des IO-Link-Masters kann wahlweise im SIO-Mode (Standard In-Out-Mode: nach neuester Spezifikation DI-Mode für Sensoren und DQ-Mode für Aktoren) oder im IO-Link Mode betrieben werden und so die Informationen aller Sensoren verarbeiten. Im SIO-Mode wird der binäre Schaltausgang (NPN, PNP oder Gegentakt) des Sensors verwendet. Im IO-Link Mode wird der Ausgang des Sensors (Pin 4) als bidirektionale, digitale Schnittstelle genutzt, um sowohl Mess- wie auch Diagnoseinformationen auszutauschen.
Dual Channel
Ein Dual Channel überträgt zusätzliche Ein- und Ausgangssignale parallel zum IO-Link-Kanal. Der Sensor kann flexibel mit einem Kanal oder mit beiden gleichzeitig betrieben werden. Das gelingt auch, wenn der Sensor mehrere Dual Channel besitzt.
Je nach Steuerungskonzept können Dual Channel unterschiedliche Zwecke erfüllen. In Applikationen mit sehr hoher Echtzeitanforderung kann es vorteilhaft sein, einen Dual Channel direkt mit einem Aktoreingang zu verbinden, um keine Verzögerung durch die Zykluszeit der Steuerung hinnehmen zu müssen. Dadurch können gleichzeitig per IO-Link-Kommunikation ein automatischer Formatwechsel getriggert oder Zusatzdaten ausgewertet werden.
Wenn ein analoger Dual Channel den Prozess primär steuert, so kann die IO-Link-Schnittstelle insbesondere die Parametrierung bei Inbetriebnahme oder das Monitoring bei Stillständen unterstützen. Es kann aber auch jederzeit auf eine Steuerung mit digitaler Anbindung umgestellt werden.
Übertragungsqualität Sicherheit
IODD Identifikationsdaten
Jedes IO-Link Device besitzt eine Gerätebeschreibungsdatei, die sogenannte IODD (IO Device Description). Diese enthält Daten über den Hersteller, Artikelnummer, Funktionalität, Softwarestand etc., die vom Automatisierungssystem einfach ausgelesen und weiterverarbeitet werden können. Sowohl über die IODD wie auch über eine interne Device-ID ist jedes Device, also jeder Sensor, eindeutig zu identifizieren. Die Identifikationsdaten des Sensors umfassen auch vom Anwender frei vergebbare Geräte-oder Applikationsbeschreibungen. Die IODD besteht aus mehreren Dateien: Einer Hauptdatei und optionalen externen Sprachdateien (beides in XML-Format), sowie Bilddateien (im PNG-Format).
Adjustable switching sensor
Entsprechend dem „Smart Sensor Profil“ können Sensoren mit IO-Link 1.1 als „Adjustable Switching Sensor (AdSS)“ oder „Digital Measuring Sensor (DMS)“ betrieben werden. Sowohl als AdSS, wie auch als DMS erfolgt die Sensor-Master-Kommunikation über einen vollständig standardisierten Befehlssatz. Damit ist der Betrieb ohne IODD-Datei möglich, was die Integrationskosten erheblich senken kann. Bitte beachten Sie das Datenblatt, um herauszufinden, ob ein bestimmter Sensor über AdSS oder DMS verfügt.
Off-Line Parametrierung
Parametrierung über das Engineering Tool der Steuerung
Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) werden über sogenannte Engineering Tools (PC Software) programmiert. IO-Link Sensoren können direkt in Engineering Tools eingebunden werden. Über das Engineering Tool ist auch eine Parametrierung des eingebundenen Sensors möglich.
Parameterübernahme bei Sensortausch
Muss ein bereits in ein Automatisierungssystem eingebundener Sensor getauscht werden (Defekt), kann ein nicht parametrierter Ersatzsensor einfach im System eingebunden werden und bekommt die Parameterdaten des defekten Sensors automatisch vom Master zugewiesen (Parameterserver des Masters). Parameterdaten werden sowohl im Sensor, als auch im Master gespeichert (Data Storage).
Automatischer Rezept-/Formatwechsel
Maschinen müssen häufiger im laufenden Betrieb schnell umparametriert werden, um neue Rezepte oder Formate zu produzieren. Sensoren mit IO-Link können automatisch im Steuerungsprogramm hinterlegte Parametersätze für einzelne Formate übernehmen. Dies ermöglicht minimale Umrüstzeiten.
Find-me
Signalisierung z.B. durch blinkende LED am Sensor, um einen Sensor in einer Maschine bzw. Anlage zu lokalisieren und physisch zu identifizieren. Die Signalisierung kann z.B. aus dem Engineering Tool der Steuerung getriggert werden.
Umfangreiche Einstellmöglichkeiten
Um Applikationen zuverlässig und performant zu lösen, können Sensoren auf die jeweiligen Prozessbedingungen eingelernt werden. Der Umfang der Teach-Möglichkeiten am Sensor ist begrenzt. Über IO-Link stehen neben den klassischen Teach-Möglichkeiten auch stark erweiterte Einstellungen wie beispielsweise Filterfunktionen, Schalthysterese, Schaltfenster oder Temperaturkompensation zur Verfügung. Durch Bedienoberflächen auf PC oder Mobilgeräten sind diese benutzerfreundlich einstellbar. Auch eine programmierbare Zugriffssperre (qTeach Lock) verhindert eine Manipulation direkt am Sensor.
Zyklisch übertragene Prozessdaten
Anders wie bei klassischen Sensoren können über IO-Link mehrere Prozessdaten (z.B. Schaltsignal + Distanz + Frequenz) gleichzeitig über den gleichen Kanal ausgegeben werden. Prozessdaten sind zyklische Daten, welche regelmäßig, schnell übertragen werden (maximal realisierbare Geschwindigkeit entspricht der Zykluszeit des Automatisierungssystems). Diese dienen der Prozesssteuerung im Automatisierungssystem. Über den IO-Link Master und Protokolle wie OPC UA oder JSON können sie nicht nur an die Steuerung, sondern gleichzeitig auch an andere IT-Systeme (Cloud) übertragen werden.
Zusatzdaten, azyklisch abrufbar
Baumer Sensoren mit IO-Link können über den Standard hinaus zusätzliche Auswertungen im Sensor realisieren und ausgeben. Diese Analysefunktionen müssen somit nicht extra in der Steuerung programmiert werden und stehen bei Bedarf azyklisch zur Auswertung zur Verfügung. Beispiele sind: Anzahl Schaltzyklen, Betriebszeit, Boot-Zyklen, Histogramme von Prozessdaten, sowie der Betriebsspannung bzw. Gerätetemperatur. Diese Zusatzdaten werden auch Diagnosedaten genannt und können z.B. zur Realisierung von vorausschauender Wartung/Instandhaltung (Predictive Maintainance) genutzt werden.