Wir sprechen IO-Link In allen Bereichen
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Wir sprechen IO-Link 1
Wir sprechen IO-Link
In allen Bereichen
Wir sprechen IO-Link
Mit über 50 Jahren Sensorerfahrung ist die Balluff GmbH ein weltweit Ob objekterkennende Sensoren, modernste Wegmesstechnik,
führender Sensorspezialist mit eigenem Connectivity-Programm für innovative RFID-Technologie oder neue Lösungen für die industrielle
alle Bereiche der Fabrikautomation. Auf allen Kontinenten leistungs- Kommunikation: Balluff beherrscht die ganze technologische Vielfalt
fähig vertreten ist Balluff mit deutschem Stammsitz sowie 54 Reprä- mit unterschiedlichsten Wirkprinzipien und bietet innovative Technik
sentanzen und Niederlassungen international eng vernetzt. in höchster Qualität.
Balluff steht für umfassende Systeme aus einer Hand, kontinuierliche
Innovation, modernste Technik, höchste Qualität und größte Zuver-
lässigkeit. Und für mehr: für eine ausgeprägte Kundenorientierung,
maßgeschneiderte Lösungen, schnellen weltweiten Service und
exzellente Beratung.
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Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis 3
Durchgängige Kommunikation 4
IO-Link erhöht die Effizienz
Mehr Effizienz, weniger Kosten 6
IO-Link spart in der gesamten Produktion Zeit und Geld
Wir sprechen IO-Link 8
In der gesamten Produktion
Drucküberwachung in der Fertigung 10
Zustandsüberwachung und Fluidsensorik
Spannwegüberwachung im Bearbeitungszentrum 12
Weg- und Abstandsmessung
Ident-Komplett-Lösungen für Transfersysteme 14
Industrial Identification
Positionsüberwachung in der Montage 16
Objekterkennung
Bidirektionale Übertragung von Daten und Energie 18
Industrial Networking und Connectivity
Anschlusstechnik mit minimalem Aufwand 20
Industrial Networking und Connectivity
Betriebszustände einfach visualisieren 22
Industrial Networking und Connectivity
IO-Link-Dienstleistungen 24
Systeme und Dienstleistung
Mit IO-Link schneller zum Ziel 26
Applikationsbericht
Fürwww.balluff.com
mehr Informationen besuchen Sie uns online! 3
SPS
Feldbus
mit IO-Link-Schnittstelle
IO-Link-Devices
Standard-
Sensoren/
-Aktoren
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Durchgängige Kommunikation
IO-Link erhöht die Effizienz
Was IO-Link ist So integriert IO-Link alle Sensoren in die Feldbus-Ebene. Und
IO-Link ist die erste weltweit standardisierte IO-Technologie IO-Link ermöglicht umfassende kontinuierliche Diagnosen sowie die
(IEC 61131-9), um von der Steuerung bis in die unterste Ebene der automatisierte Parametrierung der IO-Link-Devices über die Steue-
Automation zu kommunizieren. Die universell einsetzbare Schnitt- rung. Dabei ist IO-Link völlig einfach zu installieren: Eine ungeschirm-
stelle ist eine feldbusunabhängige Punkt-zu-Punkt-Verbindung, die te dreiadrige Leitung genügt, um Sensoren und Aktoren einzubinden.
mit einem ungeschirmten Industriekabel funktioniert. Dabei darf das Kabel bis zu 20 m lang sein.
Der Anschluss ist mit M5-, M8- oder M12-Steckern standardisiert.
Was IO-Link leistet
IO-Link überträgt alle Sensorsignale an die Steuerung und gibt IO-Link vereinfacht die komplette Netzwerktopologie. Über einen
umgekehrt Steuerungsdaten an die Sensor-/Aktorebene weiter. IO-Link-Master mit beliebigem Feldbus-Anschluss werden IO-Link-
Mit bahnbrechenden Folgen. Sensoren/-Aktoren oder IO-Link-Sensorhubs angebunden. Dieser
Master verfügt über mehrere IO-Link-Ports, sodass er Daten von ver-
schiedenen Devices bündelt und die Geräteanzahl reduziert. Denn
IO-Link-Sensorhubs sind in der Lage, Schaltsignale von bis zu
16 binären Sensoren aufzunehmen und weiterzuleiten. Werden
diese Hubs an einen 8-fach-IO-Link-Master angeschlossen, so
werden Daten von bis zu 136 Sensoren übertragen.
Jeder Port des IO-Link-Masters kann wahlweise im Schaltmodus
(SIO-Mode zur Verarbeitung binärer Signale) oder im IO-Kommunika-
tionsmodus betrieben werden und so die Informationen aller Senso-
ren verarbeiten.
Dabei überträgt der IO-Link-Master große Datenmengen in kürzester
Zeit. Standardmäßig stehen bis zu 32 Byte Prozessdaten pro Zyklus
zur Verfügung. Um bei einer Geschwindigkeit von 230 kBaud 2 Byte
Prozessdaten und 1 Byte Bedarfsdaten zwischen IO-Link-Master
und Device auszutauschen, benötigt man 400 μs.
www.balluff.com 5
Mehr Effizienz, weniger Kosten
IO-Link spart in der gesamten Produktion Zeit und Geld
IO-Link genügt, um die Automation noch leistungsfähiger zu machen.
Denn IO-Link bietet für die gesamte Produktion ein erhebliches Opti-
mierungs- und Kostensenkungspotenzial.
Die einheitliche, einfache Verdrahtung, kontinuierliche Diagnosen
und die zentrale Parametrierung über die Steuerung zeigen damit all-
umfassend Wirkung. Und dies auf völlig unterschiedliche Weise.
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Installationsvereinfachung
Für IO-Link genügt ein industrieübliches dreiadriges Standard-Kabel.
Selbst bei komplexen Devices. Die einheitliche Standard-Schnittstelle
ist damit schnell und einfach in die Feldbus-Welt integriert. Auch ohne
teure geschirmte Verkabelung gewährleistet die digitale Kommunika-
tion Störsicherheit.
Unsere IO-Link-Sensorhubs binden auf einfachste und kostengünstigs-
te Weise Standard-Sensoren in die Feldbus-Ebene ein. Denn ein Hub
kann die Signale von bis zu 16 binären Sensoren weiterleiten. Balluff
IO-Link-Master bieten bis zu acht IO-Link-Ports. Mit nur einem Modul
können acht unterschiedliche IO-Link-Devices an die Steuerung ange-
schlossen werden. Und weil mit IO-Link die Zugänglichkeit der Devices
nicht mehr zu berücksichtigen ist, benötigen Anlagen deutlich weniger
mechanische Installationen (Hydraulik, Pneumatik, Elektrik).
Bedarfsorientierte Wartung
Kontinuierliche Diagnosedaten des gesamten Prozesses verlängern
Wartungsintervalle, da Anlagen und Maschinen durch die automa-
tische Nachregelung über IO-Link deutlich seltener zu warten sind.
Auch ist jetzt eine vorausschauende Fehlererkennung möglich. Denn
die vollständigen Prozessparameter werden durchgängig in der
Steuerung angezeigt.
Effizienterer Betrieb
Durch IO-Link können Sensoren in der Maschine prozesstechnisch
optimal direkt an der Wirkstätte positioniert werden, weil die Zugäng-
lichkeit der Sensoren keine Rolle mehr spielt. Denn Prozessüber-
wachung, Parametrierung und Fehleranalyse der IO-Link-Devices
erfolgen jetzt in der Steuerung. Maschinenabläufe werden so zeit-
optimiert. Signalverzögerungen und -verfälschungen sind sicher
eliminiert. Die digitale Datenübertragung sorgt zudem für eine hohe
Signalgüte.
Umfangreiche Applikationsanforderungen lassen sich mit IO-Link ein-
fach realisieren. Denn binäre und analoge Standard-Devices können
gleichzeitig mit IO-Link-Sensoren/-Aktoren eingesetzt werden. Voll-
kommen am Bedarf orientiert.
Höchste Maschinenverfügbarkeit
IO-Link ermöglicht den schnellen fehlerfreien Sensortausch und
die prompte Inbetriebnahme. Stillstandzeiten werden deutlich
reduziert, weil die Parameter eines getauschten IO-Link-Sensors
vom IO-Link-Master automatisch auf den neuen Sensor geschrie-
ben werden. Inbetriebnahmen, Formatänderungen oder Rezeptur-
wechsel lassen sich zentral über Funktionsbausteine der Steuerung
durchführen. Dies spart Zeit und senkt das Fehlerpotenzial auf ein
Minimum.
Zusätzliche Sicherheit gegen Vertauschen bieten IO-Link-Devices,
da sie durch IO-Link automatisch identifizierbar sind.
www.balluff.com 7
Wir sprechen IO-Link
In der gesamten Produktion
Balluff IO-Link sichert Transparenz in der gesamten Automation. In Balluff bietet umfassende IO-Link-Lösungen. Beispielsweise bei
allen Bereichen – ob Logistik, Service, Fertigung, Montage, Prüfung ■■Spannweg- und Drucküberwachungen in Bearbeitungszentren
und Verpackung. Und für jede einzelne Applikation – ob Fluid, Identi- ■■der Teilerückverfolgung in der gesamten Produktion
fikation, Wegmessung oder Objekterkennung. ■■der Objekterkennung in der Montage
■■Greifer- und Werkzeugwechseln
Bei Balluff erhalten Sie IO-Link für diese Einsatzgebiete: Leistungs- ■■Zustandsanzeigen an Montage-, Bearbeitungs- und Prüfzentren
starke IO-Link-Sensoren und beste IO-Link-Netzwerk- und -Verbin- ■■Teile- und Füllstandsabfragen
dungstechnik. Komplett aus einer Hand. Denn Balluff spricht ■■der berührungslosen Daten- und Energieübertragung
IO-Link in allen Bereichen und Wirkprinzipien, sodass in der gesam-
ten Anlage die IO-Link-Vorzüge greifen: Damit schöpfen Sie alle Möglichkeiten des digitalen Kommunika-
■■einfache Installation tionsstandards aus.
■■bedarfsorientierte Wartung
■■effizienterer Betrieb
■■höchste Maschinenverfügbarkeit
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www.balluff.com 9
Drucküberwachung
in der Fertigung
IO-Link-Drucksensoren direkt am
Ort des Geschehens
Um beispielsweise in einer Drehmaschine beste Ergebnisse zu er-
zielen, ist der sichere Halt von Werkstück und Werkzeug notwendig.
Um dies zu gewährleisten, werden Drucksensoren zur Spanndruck-
überwachung eingesetzt. Auch zur Überwachung von Prozess-
medien wie Kühl- und Schmiermitteln, Hydraulikölen und Pneumatik
sind sie bestens geeignet.
IO-Link-Drucksensoren geben ihre Messwerte und Daten fortlau-
fend an die Steuerung weiter und veranlassen, wenn erforderlich, die
exakte Nachregelung. IO-Link-Drucksensoren sichern höchste Ma-
schinenverfügbarkeit. Denn ein Sensortausch gelingt mit einfachem
Plug-and-Play, da die Daten des getauschten Sensors vom IO-Link-
Master automatisch übernommen werden.
Weiteres Plus
IO-Link-Drucksensoren sind über die Steuerung zu parametrieren,
sodass sie direkt am Ort des Geschehens auch an schwer zugäng-
lichen Stellen angebracht werden können. In der messtechnisch
besten Position und optimal auf das Maschinendesign abgestimmt.
Dies garantiert schnelle und präzise Ergebnisse. Und spart Kosten,
da aufwändige mechanische Installationen von Hydraulikleitungen
auf ein Minimum reduzierbar sind.
Drucksensor
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Spannwegüberwachung im
Bearbeitungszentrum
Berührungslose Wegmessung mit IO-Link
Für die Positionsüberwachung von Antriebsspindeln und Spannvor-
richtungen für Werkzeuge und Werkstücke konzipiert, ist das induk-
tive Positioniersystem BIP mit IO-Link für enge Einbaubedingungen
wie geschaffen. Dabei weist es ein optimales Verhältnis von Nutz-
zu Baulänge auf. Und sein kalibrierter Messbereich empfiehlt es für
Lösungen in der Serienfertigung.
Das induktive Positioniersystem BIP mit IO-Link verfügt über ein
absolutes Messprinzip und überträgt ein zusätzliches Out-of-Range-
Bit. Damit ist in der Steuerung die Information verfügbar, dass das
Target den Messbereich verlassen hat. Dadurch wird die Sicherheit
erhöht.
Durch sein digitales IO-Link-Signal arbeitet das Positioniersystem
BIP garantiert störsicher und dies mit ungeschirmtem Kabel. Durch
IO-Link kann zudem eine analoge Eingangskarte eingespart werden.
Induktives Positioniersystem
BIP 14
Alternativ zur Spannwegüber-
wachung einsetzbar:
Induktives Positioniersystem
BIP 40
Induktiver IO-Link-Abstands-
sensor BAW in M18 oder
im für die Werkzeugspindel
optimierten Gehäuse Z01
Micropulse Wegaufnehmer
BTL6 Profil PF IO-Link
z. B. für Formatwechsel
Optischer IO-Link-Distanzsensor
BOD zur Abstandsmessung
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Industrial Identification
Ident-Komplett-Lösungen
für Transfersysteme
IO-Link-RFID vereinfacht Integration von Sensoren
und Aktuatoren
Wenn es in der Automation um Teilerückverfolgung geht, ist RFID Verfügung. Hier können feldbusunabhängig IO-Link-Sensoren direkt
ohne Alternative. Denn die selbststeuernden Systeme gewährleisten angeschlossen werden oder ein Hub – wie bei unserem Beispiel –
die Prozessoptimierung. Für eine schnelle Datenübertragung, kurze mit bis zu 16 binären Sensoren. Auf einfachste Weise sind so in jeder
Taktzeiten und eine hohe Datensicherheit in HF- und LF-Anwendun- Netzwerktechnologie E-/A-Signale zu verarbeiten.
gen steht Balluff RFID BIS V. Dabei sorgt die robuste Auswerteeinheit
mit Feldbus-Schnittstelle für einfache Installationen. Dies rationalisiert
Netzwerkstrukturen, spart Kosten und bringt Zeitgewinn.
BIS V verfügt über einen integrierten IO-Link-Master und vier Anten-
nenkanäle, die unabhängig voneinander parametrierbar sind und den
Anschluss von bis zu vier Schreib-/Leseköpfen erlauben. Durch den
IO-Link-Masterport steht ein Knoten für zusätzliche Informationen zur
Identifikation
BIS V
14RFID BIS L – wenn Daten nur zu lesen sind
RFID BIS M – Schreiben und Lesen möglich
Alternativ sind bei kleinerer Datenmenge und niedrigerer Schreib-/
Lesegeschwindigkeit IO-Link-Identsysteme einsetzbar. So einfach
wie ein Sensor an den IO-Link-Master anzuschließen, funktionieren
sie ohne Auswerteeinheit. IO-Link ist so die günstigste Möglichkeit,
um RFID zu realisieren.
www.balluff.com 15Objekterkennung
Positionsüberwachung
in der Montage
Mit IO-Link bestens aufgestellt
Montage ist ohne Robotik kaum noch vorstellbar. Gewährleistet sie
doch die höchstmögliche Taktzahl. Zur Erkennung der Blechstapel-
höhe werden IO-Link-Ultraschall-Sensoren direkt am Vakuumgreifer
des Roboters montiert. Durch kleine Bauformen mit geringem Ge-
wicht bieten Balluff Ultraschall-Sensoren BUS dafür beste Vorausset-
zungen. Zudem können BUS sowohl Stapelhöhen als auch Blechla-
gen erkennen. Und unempfindlich gegen Spiegelungen und Schmutz
arbeiten sie zuverlässig in jeder Umgebung.
Der Sensor verfügt über mehrere Schaltpunkte, die mit Teach-in,
Parametrierung durch Funktionsbausteine oder manuell über das
Engineering-System einstellbar sind. Die digitale Datenübertragung
sorgt zudem für eine hohe Signalgüte.
Ein Sensortausch gelingt mit einfachem Plug-and-Play, da für die
automatische Datenübertragung der IO-Link-Master zuständig ist.
Reihenpositionierschalter BNS
zur Positionsabfrage
Ultraschall-Sensor BUS
16Farbsensor BFS 26K – Gabellichtschranke BGL
wenn Farbunterschiede zur Teilekontrolle
wichtig sind am Wendelförderer
Lichttaster BOS 50K
zur Objekterkennung
www.balluff.com 17Industrial Networking und Connectivity
Bidirektionale Übertragung von
Daten und Energie
Induktive Koppler übertragen IO-Link berührungslos
Balluff induktive Koppler sind für die Robotik ein Glücksfall. Denn
berührungslos übermitteln sie gleichzeitig Daten und Energie über
einen Luftspalt, sodass Kabelbruch kein Thema mehr ist. Indukti-
ve Koppler garantieren durch IO-Link prompte Greiferwechsel (siehe
Applikation) und erhöhen die Anlagenverfügbarkeit. Denn ihre berüh-
rungslose Datenübertragung sichert den Austausch in kürzester Zeit
mit maximaler Flexibilität. Und ohne mechanischen Verschleiß sind
sie wartungsfrei.
Die schnell trennbaren Einheiten bringen größten Spielraum für das
Maschinendesign. So lassen sich bislang schwer zugängliche Kom-
ponenten einfach mit IO-Link verbinden. Denn alle IO-Link-fähigen
Geräte können jetzt flexibel und berührungslos an den IO-Link-Mas-
ter und die Steuerung angeschlossen werden.
Mit der neuen bidirektionalen Generation induktiver Koppler können
gleichzeitig Aktoren wie Ventilinseln angesteuert und Sensorsignale
eingesammelt werden. Die bidirektionalen induktiven Koppler unter-
stützen die volle IO-Link-Funktionalität, sodass es möglich ist, intelli-
gente Sensoren berührungslos zu parametrieren und diagnostizieren.
Induktive Koppler BIC
bidirektional
in kubischer Bauform
Alternativ zum Greifer-
wechsel einsetzbar:
Induktive Koppler BIC
unidirektional
in kubischer und zylindrischer
Bauform
18www.balluff.com 19
Industrial Networking und Connectivity
Anschlusstechnik
mit minimalem Aufwand
IO-Link-Devices sichern einfache Installation
und großen Handlungsspielraum
Moderne Roboteranlagen benötigen viel Sensorik – vor allem im Von Profibus und Profinet über CC-Link und Devicenet bis hin zu
Roboterarm, der wegen der Dynamik und des Energieverbrauchs Ethernet/IP und EtherCAT – Balluff IO-Link-Master ermöglichen
aber möglichst wenig Masse haben soll. Eine weitere Schwierigkeit IO-Link in jeder Steuerung.
ist die aufwändige Verdrahtung multipoliger Kabel.
Auch macht Balluff die unterschiedlichsten Geräte IO-Link-fähig.
Abhilfe schafft IO-Link. Denn die einfache Installation mit einem her- Damit sind die komplexesten Aufgaben nicht nur in der Robotik mit
kömmlichen Industriekabel ist untrennbar mit dem digitalen Kommu- größtem Handlungsspielraum einfach zu lösen.
nikationsstandard verbunden. Ohne geschirmte Leiter gewährleistet
er Störsicherheit auch für intelligente Geräte. Feldbusunabhängig in
einem Umfeld von 20 m.
20So bindet das universelle IO-Link-Interface intelligente Geräte wie
den Vision-Sensor BVS in die Steuerung ein. Ebenso werden in der
Steuerung Standard-Analogsensoren durch unsere IO-Link-Analog-
adapter integriert.
Ein Balluff IO-Link-Sensorhub kann die Signale von bis zu 16 Sen-
soren oder Aktoren bündeln. Werden diese Hubs an unseren
8-fachen IO-Link- Master angeschlossen, überträgt ein Modul
bis zu 136 Ein-/Ausgänge. In Kunststoff oder Metall verfügbar,
überzeugen unsere Sensorhubs zudem durch ihr geringes Gewicht.
Sie stehen in IP 67 oder IP 20 zur Verfügung
Auch Aktuatoren wie Ventilinseln werden durch Balluff IO-Link vom
Master ansteuerbar. Dazu ist die Ventilinsel einfach mit einem Insel-
stecker an den IO-Link-Master anzuschließen. Mit einem Standard-
Kabel bei voller Funktionalität.
Universelles IO-Link-Interface
Alternativ für analoge Sensoren:
IO-Link-Analogkonverter
Kunststoff- oder Metallhub
8x IO-Link-Master
Ventilinselstecker
www.balluff.com 21Industrial Networking und Connectivity
Betriebszustände
einfach visualisieren
IO-Link-SmartLight – die intelligente Leuchte
zur Anzeige von Maschinenzuständen
Bei vielfältigen Prüfungen bedeutet die Visualisierung von Betriebszu- Durch IO-Link ist die Leuchte mit bis zu 20 separat ansteuerbaren
ständen direkt in der Anlage zusätzliche Sicherheit. Doch herkömm- LED-Kreisen kinderleicht zu installieren. Dabei ist die vollständige
liche Leuchten erlauben nur wenige Aussagen, da ihre Anzeige stark Funktionalität mit dem Anschluss des Sensorkabels bereits herge-
eingeschränkt ist. stellt. Ihre Programmierung erfolgt über die Steuerung. Und mit weni-
Nicht so bei unserer IO-Link-SmartLight. Denn die LED-Signalsäule gen Befehlen können verschiedene Farben zugewiesen werden, oh-
verfügt über ein unerschöpfliches, individuell definierbares Farbspek- ne die LED-Säulen mechanisch verändern zu müssen. Umstellungen
trum für alle gängigen physikalischen Größen. Dies eröffnet bisher sind sogar im laufenden Prozess zuverlässig durchzuführen.
ungeahnte Möglichkeiten.
So sind mit ihrer Farbskala entscheidende bis kritische Maschinen-
zustände darstellbar. Und sogar Tendenzen, Verläufe und Trends von
physikalischen Größen einfach abzulesen, sodass Temperaturzu-
stände und Füllstände von Anlagen zu sehen sind.
22IO-Link-SmartLight – die intelligente Lampe Die SmartLight verfügt über drei zentrale Funktionsmodi zur Anzeige
■■die erste LED-Signalsäule mit IO-Link-Schnittstelle verschiedener Warn- und Hinweissignale, die über die Prozessdaten
■■maximale Flexibilität und das SPDU-Register angesteuert werden.
■■kinderleicht zu programmieren ■■Segment-Modus: Anzeige verschiedener Farbsignale in
■■extrem schnell und einfach zu installieren bis zu fünf unterschiedlichen Segmenten
■■verschiedene Farben einfach zuweisbar, ohne die ■■Level-Modus: Farbverlaufsanzeige zur Darstellung von
LED-Säulen mechanisch verändern zu müssen z. B. Füllständen oder Temperaturwerten
■■Lauflicht-Modus: automatisches Lauflicht mit frei einstellbarer
Vordergrund- und Hintergrundfarbe
SmartLight zur Statusanzeige
www.balluff.com 23IO-Link-Dienstleistungen
Individuell. Nach Ihren Vorgaben. In bester Qualität
IO-Link-Applikationsberatung durch den TecSupport
Sie besprechen Ihre technischen Anforderungen und nutzen unsere
Expertise. Dabei steht Ihnen zur Lösung Ihrer Aufgabe Ihr persönli-
cher Balluff Berater durchgängig zur Seite.
Zusätzliches Angebot: Die Applikation wird vor dem Installieren auf
Ihren Wunsch von uns getestet.
Beispiele aus der Praxis
■■IO-Link-Konzept als kostengünstige Alternative
zur konventionellen Verdrahtung
■■Beratung zur IO-Link-Topologie
■■Retrofit-Konzept mit IO-Link
■■kontinuierliche Diagnose dank IO-Link
Workshop Industrial Networking mit IO-Link:
Signale intelligent und kostengünstig managen
In unserem Workshop bekommen Sie fundiertes Herstellerwissen.
Denn in kleinen Gruppen lernen Sie konkret, wie IO-Link am besten
umzusetzen ist. Dabei erhalten Sie einen Überblick über die vielsei-
tigen Einsatzmöglichkeiten. Und erfahren, welches Einsparpotenzial
in IO-Link steckt. Funktionsweise und Parametrierung sind weitere
Themen im Kurs.
Durch praktische Übungen in Zweierteams mit einer Siemens SPS
können Sie sich überzeugen, wie einfach IO-Link ist. Praxisgerechte
Konfigurationsaufgaben knüpfen an Ihre firmenspezifischen Anwen-
dungen an.
Inhalte in der Übersicht
■■Grundlagen und Arbeitsweise von IO-Link an Siemens S7
mit Profibus-/Profinet-Komponenten
■■schrittweise konfigurieren und parametrieren von
IO-Link-Hardware
■■Anwendungsbeispiele
■■praktische Übungen in Zweierteams
Aktuelle Termine finden Sie in unserem Schulungskalender unter
www.balluff.de
24Mit IO-Link schneller zum Ziel
Applikationsbericht
IO-Link sorgt für Bewegung auf den letzten Metern in der Automatisierung. Über den intelligenten
Kommunikationsstandard lassen sich Sensoren an Maschinen, Verpackungsanlagen oder Wechselwerkzeuge
schnell und sicher anschließen. Darüber hinaus sind neue Automatisierungskonzepte möglich.
Einfach steckbare Verbindungen und kostengünstige Dreidrahtleitun- „Mit IO-Link bleibt uns einfach mehr Zeit, um die Maschine zu testen
gen statt aufwändig zu verdrahtender Multipolkabel, automatische und für die endgültige Abnahme vorzubereiten.“
Parametrierung von Sensoren und Aktoren statt manueller Eingabe
oder einfach nur eine längere Lebensdauer des Kabels in einer Schwergewichte locker im Griff
Schleppkette – dies sind die Hauptargumente für die Anwender, sich – Auch Dörries Scharmann Technologie mit Sitz in Mönchengladbach
trotz der relativ neuen Technologie – für IO-Link zu entscheiden. hat IO-Link als zukunftsweisenden Standard entdeckt. Das Tragbal-
ken-Bohr- und Fräswerk Heavyspeed 2 für mittlere bis sehr gro-
Die Werkzeugmaschine ist geradezu prädestiniert für den Einsatz ße Werkstücke im Maschinen- und Anlagenbau bringt es auf ein
von IO-Link. In ihr befinden sich oft mehr als zehn Fluidsensoren, Gesamtgewicht von ca. 200 Tonnen. Im Zuge der Umstellung des
also Druck-, Durchfluss- und Temperatursensoren. Jeder von ih- Elektro- und Steuerungskonzepts stand bei der Heavyspeed-Reihe
nen besitzt häufig mehr als zehn Parameter. Entsprechend groß ist eine Optimierung des Installationskonzeptes an. Heute stehen die
der Aufwand für eine manuelle Parametrierung über die lokalen Be- IO-Link-Master per Dreidrahtleitung mit den IO-Link-Drucksensoren
dienelemente der Sensoren und zwar sowohl beim Maschinenbauer in Verbindung, die für die Überwachung der Zentralschmierung und
während der Entstehungsphase der Maschine als auch beim End- des Hydrostatikdruckes der Achsen verantwortlich zeichnen.
anwender, wenn dieser einen Sensor austauschen muss.
Über ebenfalls direkt an den IO-Link-Master angeschlossene Sen-
Bei dem Drehautomatenhersteller Index, der bereits seit den An- sor-/Aktorhubs sind die zahlreichen einfach schaltenden Sensoren
fangszeiten auf IO-Link setzt, gelingt Parametrierung nun auf einfa- und Aktoren der Anlage in die IO-Link-Topologie integriert. Derartige
che Weise: Zuerst werden die Identifikationsdaten, die jedes IO-Link- Sensor-/Aktorhubs kommen beispielsweise am Werkzeugmagazin
Gerät mit sich trägt, über Funktionsbausteine ausgelesen. Anhand der Heavyspeed zum Einsatz: Pro Hub, die über ihre eigene Span-
dieser Identifikationsdaten kann die Steuerung im Schritt 2 überprü- nungsversorgung verfügen, sind sieben Sensoren und sieben Ventile
fen, ob das eingewechselte Gerät an dieser Stelle zugelassen ist. angeschlossen. Sämtliche Signale werden über die dreiadrige Stan-
Dann wird im Schritt 3 der zugehörige Parametersatz gelesen und
dieser im Schritt 4 via IO-Link ins Gerät geschrieben. Der Anwender
muss sich nur noch um den mechanischen Tausch kümmern, alles
andere wird automatisch schnell und sicher durch die Steuerung er-
ledigt.
Im Sondermaschinenbau verbietet sich jedoch auf Grund der niedri-
gen Stückzahlen unter Umständen eine eigene Softwareentwicklung
für eine derartige Automatisierung der Parameterversorgung. Eine
Weiterentwicklung der IO-Link-Spezifikation wartet deshalb jetzt mit
integrierter Datenhaltung und automatischer Replikation von Para-
metern auf.
Mehr Zeit fürs Wesentliche
Ein überzeugendes Beispiel für eine Installationsvereinfachung ist in
einer Montageanlage der Fa. SMR zu sehen. Dort werden vollauto-
matisch Ventile für die weiße Ware montiert. In der Anlage hängen
insgesamt 22 4-kanalige IO-Link-Master am Profibus. Daran ange-
schlossen sind 17 RFID-Reader, 19 Ventilinseln und 28 Sensorhubs.
Bemerkenswert ist, dass völlig unterschiedliche Aufgaben, wie das
Einlesen eines RFID-Readers, das Ansteuern einer Ventilinsel und
das Einsammeln von Binärsensorik auf die gleiche einheitliche Art
und Weise erledigt werden. Dadurch gibt es in der gesamten Anlage
im Wesentlichen nur noch zwei Kabeltypen: Profibus- und Standard-
Sensorkabel. Alle Sonderkabel, auch die für ursprünglich geplanten
RS232C-Reader, wurden aus der Anlage verbannt. Mehr als
500 Einzelverdrahtungen wurden eingespart. „Mit IO-Link entfällt die
aufwändige Parallelverdrahtung und damit der enorme Zeitaufwand“,
berichtet Christian Wüst, Geschäftsführer beim Sondermaschinen-
bauer SMR und nennt die Vorteile im täglichen Gebrauch. Bild: Dörries Scharmann Technologies
26Bild: Comau
In der Smart Cell von Comau, einer Montagezelle für Zylinderköpfe, arbeiten zwei Roboterarme alternierend, solange der eine montiert, bereitet sich der andere
auf den nächsten Arbeitsschritt vor, indem er das benötigte Werkzeug einwechselt. Die induktiven IO-Link-Koppler übertragen 12 W Power auf das Wechsel-
werkzeug, die Daten der Sensoren werden in die Gegenrichtung übertragen.
dardleitung zum rund 20 Meter entfernten Steckplatz des IO-Link- Ausblick
Masters an einem Hydrostatikaggregat übertragen und stehen damit IO-Link hat noch viel ungenutztes Potenzial: So steht der neue
der Steuerungsebene über Profibus DP der Anlage zur Verfügung. Kommunikationsstandard nicht nur für eine zeitsparende, schlanke
„An den nur per simpler Drei- bzw. Fünfdrahtleitung angebundenen Verkabelung, sondern auch für vereinfachte Parametrier- und Diag-
Ventilinseln mit ihren bis zu 16 Ausgängen lassen sich die Vorzüge nosekonzepte. Vor allem wenn in einer Anlage viele IO-Link-Sensoren
von IO-Link bezüglich der Installation am eindrucksvollsten darstel- und -Aktoren vorhanden sind, lassen sich diese jetzt zentral und soft-
len“, meint Christian Nientimp, Funktionsleiter Elektro-Hardware bei warebasiert und damit besonders zeitsparend parametrieren.
Dörries Scharmann Technologie GmbH (DST). Darüber hinaus ist Darüber hinaus eröffnet IO-Link den Blick auf die Prozessebene,
IO-Link verantwortlich dafür, dass im ohnehin beengten und auf der sodass daraus neue, in die Tiefe gehende Diagnosekonzepte und
Bühne mitfahrenden Schaltschrank zusätzlicher Platz frei geworden neue Möglichkeiten bei der Fernwartung resultieren.
ist: Wurde ein großer Teil der peripheren Sensorik und Aktorik zuvor
über Busmodule der Schutzart IP 20 eingesammelt, sind diese nun
über die deutlich einfachere Installation via IO-Link-Master in in Ver-
bindung mit Sensor-/Aktorhubs der Schutzart IP 67 direkt angebun-
den.
Standardstecker statt werkzeugspezifische Konfektionierung
Das Presswerk Läpple profitiert noch aus anderer Sicht von der
IO-Link-Standardisierung. Die zum Einwechseln bereitstehenden
Presswerkzeuge sind mit Sensoren und Aktoren ausgestattet und
werden manuell mit einem Kabel verbunden. Dieses ist werkzeug-
spezifisch in seiner Länge und von der Anzahl der Signale. Über Ka-
belbrücken wird ein Identifikationscode erzeugt, der das Werkzeug
identifiziert. Wurde dieses Kabel im Betrieb beschädigt, kam es zu
einem Stillstand von zwei Stunden, also die Zeit, die für die Herstel-
lung eines neuen Kabels benötigt wurde. Heute sitzt auf dem Werk-
zeug ein IO-Link-Sensor-/Aktorhub, der beliebig auf Ein- oder Aus-
gänge konfigurierbar ist. IO-Link-typisch ist er in Richtung Steuerung
mit einem Standard-Sensorkabel anschließbar. Während früher die
alte Verkabelung in Löttechnik werkzeugspezifisch konfektioniert
wurde, steht heute die steckbare IO-Link-Lösung mit einem Hand-
griff bereit. Auch für die Identifikation der Werkzeuge bietet IO-Link
eine elegante Lösung. Wie jedes IO-Link-Device enthält der Sensor-/
Aktorhub schreib- und lesbare Parameter. Ein spezieller Parameter
ist das sogenannte „Application specific Tag“. In dieses schreibt die
Bild: Dörries Scharmann Technologies
Firma nun in einer Offline-Parametrierung mit einem USB-IO-Link- In der Anlage Heavyspeed 2 sind IO-Link-Komponenten von drei verschiede-
Master einmalig den 2-Byte-Identcode für das Werkzeug ein. nen Herstellern eingesetzt, die problemlos miteinander arbeiten.
www.balluff.com 27Systeme und Dienstleistung
Industrial Networking und Connectivity
Industrial Identification
Objekterkennung
Weg- und Abstandsmessung
Zustandsüberwachung und Fluidsensorik
Zubehör
Balluff GmbH Balluff GmbH Balluff Sensortechnik AG
Schurwaldstraße 9 Industriestraße B16 Riedstrasse 6
73765 Neuhausen a.d.F. 2345 Brunn am Gebirge 8953 Dietikon
Deutschland Österreich Schweiz
Tel. +49 7158 173-0 Tel. +43 2236 32521-0 Tel. +41 43 3223240
Fax +49 7158 5010 Fax +43 2236 32521-46 Fax +41 43 3223241
balluff@balluff.de sensor@balluff.at sensortechnik@balluff.ch
Dok.-Nr. 895191/Mat.-Nr. 230394 D
Ausgabe 1304; Änderungen vorbehalten.
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