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Wir sprechen IO-Link In allen Bereichen Wir sprechen IO-Link 1

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2 Mit über 50 Jahren Sensorerfahrung ist die Balluff GmbH ein weltweit führender Sensorspezialist mit eigenem Connectivity-Programm für alle Bereiche der Fabrikautomation. Auf allen Kontinenten leistungs- fähig vertreten ist Balluff mit deutschem Stammsitz sowie 54 Reprä- sentanzen und Niederlassungen international eng vernetzt. 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.

Wir sprechen IO-Link Ob objekterkennende Sensoren, modernste Wegmesstechnik, innovative RFID-Technologie oder neue Lösungen für die industrielle Kommunikation: Balluff beherrscht die ganze technologische Vielfalt mit unterschiedlichsten Wirkprinzipien und bietet innovative Technik in höchster Qualität.

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3 www.balluff.com Für mehr Informationen besuchen Sie uns online! 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 Inhaltsverzeichnis

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4 Standard- Sensoren/ -Aktoren SPS Feldbus mit IO-Link-Schnittstelle IO-Link-Devices

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5 www.balluff.com Durchgängige Kommunikation IO-Link erhöht die Effizienz Was IO-Link ist IO-Link ist die erste weltweit standardisierte IO-Technologie (IEC 61131-9), um von der Steuerung bis in die unterste Ebene der Automation zu kommunizieren. Die universell einsetzbare Schnitt- stelle ist eine feldbusunabhängige Punkt-zu-Punkt-Verbindung, die mit einem ungeschirmten Industriekabel funktioniert. Was IO-Link leistet IO-Link überträgt alle Sensorsignale an die Steuerung und gibt umgekehrt Steuerungsdaten an die Sensor-/Aktorebene weiter.

Mit bahnbrechenden Folgen.

So integriert IO-Link alle Sensoren in die Feldbus-Ebene. Und IO-Link ermöglicht umfassende kontinuierliche Diagnosen sowie die automatisierte Parametrierung der IO-Link-Devices über die Steue- rung. Dabei ist IO-Link völlig einfach zu installieren: Eine ungeschirm- te dreiadrige Leitung genügt, um Sensoren und Aktoren einzubinden. Dabei darf das Kabel bis zu 20 m lang sein. Der Anschluss ist mit M5-, M8- oder M12-Steckern standardisiert. IO-Link vereinfacht die komplette Netzwerktopologie. Über einen IO-Link-Master mit beliebigem Feldbus-Anschluss werden IO-Link- 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.

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6 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. Mehr Effizienz, weniger Kosten IO-Link spart in der gesamten Produktion Zeit und Geld

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7 www.balluff.com 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.

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8 Wir sprechen IO-Link In der gesamten Produktion Balluff IO-Link sichert Transparenz in der gesamten Automation. In allen Bereichen – ob Logistik, Service, Fertigung, Montage, Prüfung und Verpackung. Und für jede einzelne Applikation – ob Fluid, Identi- fikation, Wegmessung oder Objekterkennung. Bei Balluff erhalten Sie IO-Link für diese Einsatzgebiete: Leistungs- starke IO-Link-Sensoren und beste IO-Link-Netzwerk- und -Verbin- dungstechnik.

Komplett aus einer Hand. Denn Balluff spricht IO-Link in allen Bereichen und Wirkprinzipien, sodass in der gesam- ten Anlage die IO-Link-Vorzüge greifen: ■ ■ einfache Installation ■ ■ bedarfsorientierte Wartung ■ ■ effizienterer Betrieb ■ ■ höchste Maschinenverfügbarkeit Balluff bietet umfassende IO-Link-Lösungen. Beispielsweise bei ■ ■ Spannweg- und Drucküberwachungen in Bearbeitungszentren ■ ■ der Teilerückverfolgung in der gesamten Produktion ■ ■ der Objekterkennung in der Montage ■ ■ Greifer- und Werkzeugwechseln ■ ■ Zustandsanzeigen an Montage-, Bearbeitungs- und Prüfzentren ■ ■ Teile- und Füllstandsabfragen ■ ■ der berührungslosen Daten- und Energieübertragung Damit schöpfen Sie alle Möglichkeiten des digitalen Kommunika- tionsstandards aus.

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10 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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12 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. Alternativ zur Spannwegüber- wachung einsetzbar: Induktives Positioniersystem BIP 14 Micropulse Wegaufnehmer BTL6 Profil PF IO-Link z. B. für Formatwechsel Induktives Positioniersystem BIP 40 Induktiver IO-Link-Abstands- sensor BAW in M18 oder im für die Werkzeugspindel optimierten Gehäuse Z01 Optischer IO-Link-Distanzsensor BOD zur Abstandsmessung

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14 Ident-Komplett-Lösungen für Transfersysteme IO-Link-RFID vereinfacht Integration von Sensoren und Aktuatoren Wenn es in der Automation um Teilerückverfolgung geht, ist RFID ohne Alternative. Denn die selbststeuernden Systeme gewährleisten die Prozessoptimierung. Für eine schnelle Datenübertragung, kurze Taktzeiten und eine hohe Datensicherheit in HF- und LF-Anwendun- 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 Verfügung. Hier können feldbusunabhängig IO-Link-Sensoren direkt angeschlossen werden oder ein Hub – wie bei unserem Beispiel – mit bis zu 16 binären Sensoren. Auf einfachste Weise sind so in jeder Netzwerktechnologie E-/A-Signale zu verarbeiten.

Identifikation BIS V Industrial Identification

15 www.balluff.com RFID BIS M – Schreiben und Lesen möglich RFID BIS L – wenn Daten nur zu lesen sind 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.

16 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 Objekterkennung

17 www.balluff.com Lichttaster BOS 50K zur Objekterkennung Gabellichtschranke BGL zur Teilekontrolle am Wendelförderer Farbsensor BFS 26K – wenn Farbunterschiede wichtig sind

18 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.

Alternativ zum Greifer- wechsel einsetzbar: Induktive Koppler BIC unidirektional in kubischer und zylindrischer Bauform Induktive Koppler BIC bidirektional in kubischer Bauform Industrial Networking und Connectivity

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20 Anschlusstechnik mit minimalem Aufwand IO-Link-Devices sichern einfache Installation und großen Handlungsspielraum Moderne Roboteranlagen benötigen viel Sensorik – vor allem im Roboterarm, der wegen der Dynamik und des Energieverbrauchs aber möglichst wenig Masse haben soll. Eine weitere Schwierigkeit ist die aufwändige Verdrahtung multipoliger Kabel. Abhilfe schafft IO-Link. Denn die einfache Installation mit einem her- kömmlichen Industriekabel ist untrennbar mit dem digitalen Kommu- nikationsstandard verbunden. Ohne geschirmte Leiter gewährleistet er Störsicherheit auch für intelligente Geräte.

Feldbusunabhängig in einem Umfeld von 20 m.

Von Profibus und Profinet über CC-Link und Devicenet bis hin zu Ethernet/IP und EtherCAT – Balluff IO-Link-Master ermöglichen IO-Link in jeder Steuerung. Auch macht Balluff die unterschiedlichsten Geräte IO-Link-fähig. Damit sind die komplexesten Aufgaben nicht nur in der Robotik mit größtem Handlungsspielraum einfach zu lösen. Industrial Networking und Connectivity

21 www.balluff.com So 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

22 22 Betriebszustände einfach visualisieren IO-Link-SmartLight – die intelligente Leuchte zur Anzeige von Maschinenzuständen Bei vielfältigen Prüfungen bedeutet die Visualisierung von Betriebszu- ständen direkt in der Anlage zusätzliche Sicherheit. Doch herkömm- liche Leuchten erlauben nur wenige Aussagen, da ihre Anzeige stark eingeschränkt ist. Nicht so bei unserer IO-Link-SmartLight. Denn die LED-Signalsäule verfügt über ein unerschöpfliches, individuell definierbares Farbspek- trum für alle gängigen physikalischen Größen.

Dies eröffnet bisher 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. Durch IO-Link ist die Leuchte mit bis zu 20 separat ansteuerbaren LED-Kreisen kinderleicht zu installieren. Dabei ist die vollständige Funktionalität mit dem Anschluss des Sensorkabels bereits herge- stellt. Ihre Programmierung erfolgt über die Steuerung. Und mit weni- gen Befehlen können verschiedene Farben zugewiesen werden, oh- ne die LED-Säulen mechanisch verändern zu müssen.

Umstellungen sind sogar im laufenden Prozess zuverlässig durchzuführen. Industrial Networking und Connectivity

23 www.balluff.com 23 www.balluff.com SmartLight zur Statusanzeige IO-Link-SmartLight – die intelligente Lampe ■ ■ die erste LED-Signalsäule mit IO-Link-Schnittstelle ■ ■ maximale Flexibilität ■ ■ kinderleicht zu programmieren ■ ■ extrem schnell und einfach zu installieren ■ ■ verschiedene Farben einfach zuweisbar, ohne die LED-Säulen mechanisch verändern zu müssen Die SmartLight verfügt über drei zentrale Funktionsmodi zur Anzeige verschiedener Warn- und Hinweissignale, die über die Prozessdaten und das SPDU-Register angesteuert werden.

■ ■ Segment-Modus: Anzeige verschiedener Farbsignale in bis zu fünf unterschiedlichen Segmenten ■ ■ Level-Modus: Farbverlaufsanzeige zur Darstellung von z.

B. Füllständen oder Temperaturwerten ■ ■ Lauflicht-Modus: automatisches Lauflicht mit frei einstellbarer Vordergrund- und Hintergrundfarbe

24 IO-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

26 Einfach steckbare Verbindungen und kostengünstige Dreidrahtleitun- gen statt aufwändig zu verdrahtender Multipolkabel, automatische Parametrierung von Sensoren und Aktoren statt manueller Eingabe oder einfach nur eine längere Lebensdauer des Kabels in einer Schleppkette – dies sind die Hauptargumente für die Anwender, sich – trotz der relativ neuen Technologie – für IO-Link zu entscheiden.

Die Werkzeugmaschine ist geradezu prädestiniert für den Einsatz von IO-Link. In ihr befinden sich oft mehr als zehn Fluidsensoren, also Druck-, Durchfluss- und Temperatursensoren. Jeder von ih- nen besitzt häufig mehr als zehn Parameter. Entsprechend groß ist der Aufwand für eine manuelle Parametrierung über die lokalen Be- dienelemente der Sensoren und zwar sowohl beim Maschinenbauer während der Entstehungsphase der Maschine als auch beim End- anwender, wenn dieser einen Sensor austauschen muss. Bei dem Drehautomatenhersteller Index, der bereits seit den An- fangszeiten auf IO-Link setzt, gelingt Parametrierung nun auf einfa- che Weise: Zuerst werden die Identifikationsdaten, die jedes IO-Link- Gerät mit sich trägt, über Funktionsbausteine ausgelesen.

Anhand dieser Identifikationsdaten kann die Steuerung im Schritt 2 überprü- fen, ob das eingewechselte Gerät an dieser Stelle zugelassen ist. 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.

„Mit IO-Link bleibt uns einfach mehr Zeit, um die Maschine zu testen und für die endgültige Abnahme vorzubereiten.“ Schwergewichte locker im Griff Auch Dörries Scharmann Technologie mit Sitz in Mönchengladbach hat IO-Link als zukunftsweisenden Standard entdeckt. Das Tragbal- ken-Bohr- und Fräswerk Heavyspeed 2 für mittlere bis sehr gro- ße Werkstücke im Maschinen- und Anlagenbau bringt es auf ein Gesamtgewicht von ca. 200 Tonnen. Im Zuge der Umstellung des Elektro- und Steuerungskonzepts stand bei der Heavyspeed-Reihe eine Optimierung des Installationskonzeptes an. Heute stehen die IO-Link-Master per Dreidrahtleitung mit den IO-Link-Drucksensoren in Verbindung, die für die Überwachung der Zentralschmierung und des Hydrostatikdruckes der Achsen verantwortlich zeichnen.

Über ebenfalls direkt an den IO-Link-Master angeschlossene Sen- sor-/Aktorhubs sind die zahlreichen einfach schaltenden Sensoren und Aktoren der Anlage in die IO-Link-Topologie integriert. Derartige Sensor-/Aktorhubs kommen beispielsweise am Werkzeugmagazin der Heavyspeed zum Einsatz: Pro Hub, die über ihre eigene Span- nungsversorgung verfügen, sind sieben Sensoren und sieben Ventile angeschlossen. Sämtliche Signale werden über die dreiadrige Stan- Mit 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. Bild: Dörries Scharmann Technologies

27 www.balluff.com dardleitung zum rund 20 Meter entfernten Steckplatz des IO-Link- Masters an einem Hydrostatikaggregat übertragen und stehen damit der Steuerungsebene über Profibus DP der Anlage zur Verfügung. „An den nur per simpler Drei- bzw. Fünfdrahtleitung angebundenen Ventilinseln mit ihren bis zu 16 Ausgängen lassen sich die Vorzüge von IO-Link bezüglich der Installation am eindrucksvollsten darstel- len“, meint Christian Nientimp, Funktionsleiter Elektro-Hardware bei Dörries Scharmann Technologie GmbH (DST). Darüber hinaus ist IO-Link verantwortlich dafür, dass im ohnehin beengten und auf der Bühne mitfahrenden Schaltschrank zusätzlicher Platz frei geworden 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 Firma nun in einer Offline-Parametrierung mit einem USB-IO-Link- Master einmalig den 2-Byte-Identcode für das Werkzeug ein. Bild: 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.

Bild: Dörries Scharmann Technologies In der Anlage Heavyspeed 2 sind IO-Link-Komponenten von drei verschiede- nen Herstellern eingesetzt, die problemlos miteinander arbeiten. Ausblick IO-Link hat noch viel ungenutztes Potenzial: So steht der neue Kommunikationsstandard nicht nur für eine zeitsparende, schlanke Verkabelung, sondern auch für vereinfachte Parametrier- und Diag- nosekonzepte. Vor allem wenn in einer Anlage viele IO-Link-Sensoren und -Aktoren vorhanden sind, lassen sich diese jetzt zentral und soft- warebasiert und damit besonders zeitsparend parametrieren. Darüber hinaus eröffnet IO-Link den Blick auf die Prozessebene, sodass daraus neue, in die Tiefe gehende Diagnosekonzepte und neue Möglichkeiten bei der Fernwartung resultieren.

Balluff GmbH Schurwaldstraße 9 73765 Neuhausen a.d.F. Deutschland Tel. +49 7158 173-0 Fax +49 7158 5010 balluff@balluff.de Balluff GmbH Industriestraße B16 2345 Brunn am Gebirge Österreich Tel. +43 2236 32521-0 Fax +43 2236 32521-46 sensor@balluff.at www.balluff.com Balluff Sensortechnik AG Riedstrasse 6 8953 Dietikon Schweiz Tel. +41 43 3223240 Fax +41 43 3223241 sensortechnik@balluff.ch Dok.-Nr. 895191/Mat.-Nr. 230394 D Ausgabe 1304; Änderungen vorbehalten. Objekterkennung Weg- und Abstandsmessung Zustandsüberwachung und Fluidsensorik Industrial Identification Industrial Networking und Connectivity Zubehör Systeme und Dienstleistung

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