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IO-Link: der offene Kommunikationsstandard für Sensoren und Aktoren

Die digitale Kommunikation intelligenter Feldgeräte und die Übertragung von Prozess-, Geräte- und Diagnose-Daten wird immer wichtiger in der Prozessautomatisierung.

Mit IO-Link, einem feldbusunabhängigen Kommunikationsprotokoll, wird mittels einer Punkt-zu-Punkt-Verbindung die Anbindung von Feldgeräten (z.B. Sensoren, Aktoren) an die übergeordnete Steuerung ermöglicht. IO-Link lässt sich leicht und flexibel in alle marktüblichen Standard-Feldbus- und Automatisierungssysteme integrieren und zeichnet sich durch eine hohe Wirtschaftlichkeit und gute Diagnosefähigkeiten aus. Doch was genau ist eigentlich IO-Link? Welche Daten können übertragen werden? Und welche Vorteile bietet IO-Link?

Die Vorteile von IO-Link auf einen Blick:

  • Umfangreiche Funktionalität für Parametrierung und Diagnose
  • Einfache Integration von Feldgeräten in die Steuerungsebene
  • Einfache Inbetriebnahme und Verkabelung
  • Einfache Integration in bestehende Anlagen
  • Schneller Gerätetausch für Service und Instandhaltung

Die Grundlagen von IO-Link

Eine standardisierte Kommunikationstechnologie

IO-Link ist eine standardisierte IO-Technologie (Input/Output) (IEC 61131-9), die eine Kommunikation zwischen Sensoren und Aktoren ermöglicht. Mit IO-Link lassen sich die Feldgeräte über eine kostengünstige Punkt-zu-Punkt-Verbindung an die Steuerungsebene anbinden und steuern.

Somit ist IO-Link kein Feldbus, sondern ein Kommunikationsprotokoll, das auf die klassische Anschlusstechnik von Sensoren und Aktoren aufbaut und eine durchgängige Kommunikation bis zur Feldgerätebene bietet. Der Datenaustausch zwischen der übergeordneten Steuerung und den IO-Link-Geräten erfolgt dabei bidirektional, d.h. in beide Richtungen. So können sowohl zyklische (z.B. Prozesswerte), als auch azyklische (z.B. Diagnosemeldungen) Daten unabhängig voneinander übertragen werden.

Programmable Logic Controller
Der Programmable Logic Controller auch SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) ist ein programmiertes Gerät zur Steuerung oder Regelung einer Anlage.
IO-Link-Master
Am IO-Link-Master lassen sich bis zu 8 IO-Link-Geräte mittels Punkt-zu-Punkt-Verbindung anschließen.
Steuerkopf Typ 8691
Steuerkopf zur dezentralen Automatisierung von Prozessventilen ELEMENT. Mehr erfahren.
Stellungsregler Typ 8694
Digitaler elektropneumatischer Stellungsregler für den integrierten Anbau an Prozessregelventile. Mehr erfahren.

Das IO-Link-Protokoll

Der IO-Link-Master

Der IO-Link-Master ist eine Schnittstelle zwischen der Steuerung und den Feldgeräten (z.B. Sensoren oder Aktoren). Je nach eingesetztem IO-Link-Master können bis zu acht IO-Link-Geräte Punkt-zu-Punkt an einen Master angeschlossen werden. Dadurch wird eine zuverlässige Übertragung und der Austausch von Geräte-, Prozess- sowie Diagnosedaten ermöglicht.

Master-Slave-Kommunikation: Konfiguration des IO-Link-Ports

Die IO-Link-Ports des Masters sind ein Kommunikationsmittel zu den IO-Link-Geräten. Dabei stehen für die Ports folgende Betriebsarten zur Verfügung:

  • "IO-Link": In diesem Modus befindet sich der Port in der IO-Link-Kommunikation.
  • "DI": Dieser Port dient als digitaler Input zur Dateneingabe.
  • "DQ": Dieser Port dient als digitaler Ausgang bzw. Datenausgang.
  • "Deaktiviert": Dieser Port ist deaktiviert. Verwendbar bei unbenutzten Ports, kann bei Bedarf wieder aktiviert werden.

IO-Link: Übertragung unterschiedlicher Datentypen

Es können verschiedener Datentypen, wie z. B. Prozessdaten, Wertstatus, Gerätestatus sowie Ereignisse über IO-Link übertragen werden.

Die Prozessdaten zeigen die aktuellen Prozesswerte eines Gerätes (zwischen 1 Bit und 32 Byte Information). Diese Daten werden bidirektional über den Master, zwischen der Steuerung und den Feldgeräten übertragen.

Jeder Port hat einen Wertstatus, der die Prozessdaten auf Gültigkeit überprüft. Dieser Wertstatus wird dabei mit den Prozessdaten zyklisch übertragen. Die Gerätedaten übermitteln dem IO-Link-Master detaillierte Informationen über die angeschlossenen Geräte. Diese können Parameter, Identifikationsdaten sowie Diagnoseinformationen sein und können nur auf Anfrage (azyklisch) ausgetauscht werden.

Die letzte Art von Daten sind Ereignisse. Diese werden beim Auftreten an den Master übermittelt. Dabei kann es sich um Fehlermeldungen, Warnungen bzw. Wartungsdaten handeln.

Übertragungsraten der Daten

In der IO-Link-Spezifikation sind für die IO-Link-Betriebsart drei Datenübertragungsraten definiert worden:

  • 4,8 kBaud (COM 1)
  • 38,4 kBaud (COM 2)
  • 230,4 kBaud (COM 3)

Ein IO-Link-Master kann jeweils eine der drei Einstellungen der Datenübertragungsraten unterstützen. Die Übertragungsrate wird, je nach angeschlossenem Gerät, automatisch durch den Master bei der ersten Kommunikation mit dem Gerät eingestellt.

Ihre Vorteile mit IO-Link

Unsere Bürkert-Kompetenzen

Wir bei Bürkert, sind seit Jahren ein verlässlicher Partner der Industrie und bieten qualitativ hochwertige Produkte sowie Technologie-Lösungen an. Auch im Bereich der Automatisierungstechnik bieten wir zukunftsweisende Produkte sowie System-Lösungen.
Um Sie bei der Automatisierung Ihrer Produktionsanlagen bestmöglich unterstützen zu können, bieten wir die digitale Kommunikationsschnittstelle IO-Link bereits in vielen unserer Produkte und Systemlösungen an.

Anwendungsbeispiele mit IO-Link

IO-Link findet hauptsächlich in Maschinen- oder maschinennahen Anwendungen wie in Abfüllanlagen, in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie, Anwendung. Durch Online-Parametrierung und Ferndiagnosefunktionen eignet sich IO-Link besonders für hygiene-kritische Einsatzbereiche und Lebensmittelverarbeitungsanlagen.

Unser Steuerköpfe und Stellungsregler mit IO-Link

Typ 8691

Steuerkopf zur dezentralen Automatisierung von Prozessventilen ELEMENT

Typ 8691
  • Berührungslose induktive Ventilstellungserfassung (Teach-Funktion)
  • Farbig leuchtende Statusanzeige
  • Integrierte Steuerluftführung in den Antrieb
  • Feldbusschnittstelle AS-Interface, DeviceNet, IO-Link oder Bürkert-Systembus (büS)
  • Mit ATEX II Kat. 3G/D / IECEx Zulassung

Typ 8681

Steuerkopf zur dezentralen Automatisierung von hygienischen Prozessventilen

Typ 8681
  • Universelle Antriebsadaption an hygienische Prozessventile
  • Berührungsloser Wegaufnehmer mit 3 Schaltpunkten (Teach-In-Funktion)
  • Farbig leuchtende Statusanzeige
  • Handbetätigung am geschlossenen Gehäuse
  • Kommunikationsschnittstelle AS-Interface, DeviceNet, IO-Link, büS/CANopen

Typ 8694

Digitaler elektropneumatischer Stellungsregler für den integrierten Anbau an Prozessregelventile

Typ 8694
  • Kompaktes und robustes Edelstahldesign
  • Inbetriebnahme mit automatischer TUNE-Funktion
  • Berührungsloser Wegaufnehmer
  • Integrierte Steuerluftführung in den Antrieb
  • AS-Interface, IO-Link oder Bürkert Systembus (büS)

Typ 8791

Digitaler elektropneumatischer Stellungsregler: Positioner SideControl

Typ 8791
  • Kompakte und robuste Bauform
  • Einfache Inbetriebnahme durch Tune-Funktion
  • Integrierte Diagnosefunktionen zur Ventilüberwachung
  • Dynamisches Stellsystem ohne Luftverbrauch im ausgeregelten Zustand
  • AS-Interface, IO-Link oder Bürkert-Systembus (büS)

 

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