IO-Link

IO-Link Funktionsweise: IO-Link ist eine leistungsfähige Punkt-zu-Punkt-Kommunikation zwischen einem IO-Link Device und dem IO-Link Master. Der Master dient als zentrale Schnittstelle zwischen Devices und der SPS und regelt den Datenaustausch. Wenn ein IO-Link-fähiges Gerät an einen Master angeschlossen wird, dann wird ein „Wake Up“ Befehl gesendet und aktiviert den IO-Link Betriebsmodus. Der Master tauscht bidirektional Daten mit dem Device über die IO-Link-Schnittstelle aus.

Im IO-Link Standard unterteilt sich der Datenaustausch in zyklische und azyklische Prozessdaten.

Zyklische Prozessdaten werden wiederkehrend und in kurzen Abständen übertragen, die von der Zykluszeit des IO-Link-Geräts abhängen. Zyklische Informationen sind etwa Messwerte eines Sensors oder der Gerätestatus. Diese Informationen dienen zur Steuerung und Regelung der Maschine und werden größtenteils über einen Feldbus zur SPS gesendet und verarbeitet.

Die azyklischen Daten werden nur auf Anfrage des Masters übertragen. Mittels IO-Link-Befehl können Parameter geschrieben und gelesen oder Diagnosedaten ausgelesen werden. Azyklische Daten dienen häufig zur Optimierung von Prozessen und Untersuchung von Störungen.

IO-Link Produkte besitzen einen a-codierten, 4-poligen M8- oder M12-Stecker, der sich im Bereich der Sensorik und Aktorik schon vor IO-Link etabliert hat. Ein Sensor ohne IO-Link benötigt je Prozessgröße, die übertragen werden soll, eine Ader in der Anschlussleitung. IO-Link ist eine digitale Schnittstelle und überträgt alle Informationen über eine einzige Ader. Eine Schirmung des Kabels ist nicht erforderlich. Fehlübertragungen sind nahezu ausgeschlossen. Das IO-Link-Protokoll kann bis zu 20 Meter weit über das Kabel übertragen werden. Die Hürde, IO-Link Technologie einzusetzen, ist für den Endanwender somit gering. IO-Link Anwendungen können leichter umgesetzt werden und die Integration intelligenter Sensoren in bestehende Anlagen erfolgt nahezu nahtlos. Zusätzlich nehmen Verdrahtungsaufwand und Komplexität stark ab und senken gleichzeitig die Projektkosten.

Die IO-Link-Kommunikation erfolgt über eine einzige Ader auf Pin 4. Pin 1 und Pin 3 dienen zur Spannungsversorgung. Auf Pin 2 können andere Signalformen, etwa Analogsignale oder Schaltausgänge, zusätzlich zum digitalen IO-Link Signal, übertragen werden. Das ermöglicht schnelle Prozesse oder bestehende analoge Schnittstellen zu bedienen, während Vorteile von IO-Link wie Parametrierung gleichzeitig genutzt werden können. Dieses Konzept wird auch Y-Weg oder IO-Link Dual-Channel genannt.

In Bezug auf die Sicherheit bietet IO-Link verschiedene Vorteile. Es ist möglich, ein bestimmtes IO-Link-Device inkl. Parameter zu speichern. Beim Gerätetausch akzeptiert der IO-Link Master nur das richtige Gerät und schreibt sofort die zuletzt hinterlegten Parameter auf das neue Gerät. Ein weiterer Vorteil ist, dass Displays und Programmiertasten über IO-Link gesperrt werden können. So können die Geräte nur über die IO-Link-Schnittstelle parametriert werden und nicht unbefugt manipuliert werden. Zudem ermöglicht IO-Link eine sichere und zuverlässige Übertragung von Prozessdaten, was zu einer erhöhten Maschinensicherheit beiträgt.

IOD steht für "IO Device" und bezeichnet das Gerät selbst, also den Sensor oder Aktor. Die IODD-Datei (IO Device Description) ist eine XML-basierte Datei, die die Gerätebeschreibung enthält. Sie liefert Informationen über die Funktionen, Parameter und Konfigurationsmöglichkeiten des Geräts. Die IODD wird vom Hersteller bereitgestellt und ermöglicht eine einheitliche Visualisierung und Integration des Geräts in das IO-Link-System. Die meisten Hersteller stellen Ihre IODDs zum kostenlosen Download im IODD-Finder zur Verfügung.