Eine lückenlose Kommunikation ist für einen durchgehend automatisierten Prozess unabdingbar. IO-Link ermöglicht dabei, intelligente Sensoren und Aktoren an das Automatisierungssystem unterhalb der Feldbusebene einzubinden. Der intelligente Kommunikationsstandard setzt sich nun auch mehr und mehr in der Prozessindustrie durch.

Intelligente Sensoren und Aktoren mit IO-Link bieten durch flexible Parametrierung und umfangreiche Diagnosedaten zahlreiche Einsatzmöglichkeiten. Sie steigern die Leistungsfähigkeit, senken zudem Inbetriebnahme- und Wartungskosten und ermöglicht so hohe Einsparpotentiale. Die hohe Marktdurchdringung in der Fertigungsautomatisierung und die dadurch einhergehende Modellvielfalt tragen außerdem dazu bei, dass die Geräte vergleichsweise günstig in der Anschaffung sind.
Diese Aspekte sind auch in der Prozessautomatisierung von Bedeutung. Daher ist es sinnvoll, auch in prozesstechnischen Anlagen auf diesen bewährten Standard zu setzen. Ein wesentlicher Vorteil von IO-Link gegenüber anderen Sensorbus-Systemen ist die Übertragung der Daten über ein ungeschirmtes 3-Leiter-Kabel, das auch für Sensoren ohne Busanschluss verwendet wird. So können Geräte einer bestehenden Anlage durch IO-Link-Sensoren ersetzt werden, ohne die Verkabelung zu ändern. Um den Austausch eines defekten Sensors ohne ein Parametrierungs-Tool zu ermöglichen, kann des Weiteren die Geräteparametrierung im IO-Link-Mastermodul gespeichert werden. Das neue Gerät wird so beim Anlauf automatisch vom IO-Link-Master konfiguriert. Die Vielfalt an Parametrier- und Diagnosedaten wird bei IO-Link über azyklische Feldbus-Telegramme übertragen. So können Parameteränderungen auch zur Laufzeit über die SPS vorgenommen werden. Diese Funktionalität ist zum Beispiel bei sich ändernden Grenzwerten verschmutzter Ventile hilfreich.
Die neuen Grenzen können vom Wartungspersonal über das Leitsystem aktualisiert werden. Sogar eine durch die SPS automatisierte Änderung bestimmter Parameter ist möglich, beispielsweise um eine Anlage für verschiedene Produkte nutzen zu können. Auch die Gerätediagnosen können im laufenden Betrieb azyklisch über das Anwenderprogramm gelesen werden. So kann beispielsweise der Verschmutzungsgrad eines Sensors geprüft und falls notwendig automatisch eine Reinigung oder eine Nachjustierung angefordert werden.

IO-Link-Bausteinbibliothek für Simatic PCS 7

Mit über fünf Millionen installierten Geräten ist IO-Link in der Fertigungsautomatisierung bereits ein etablierter Standard. Der intelligente Kommunikationsstandard setzt sich nun auch mehr und mehr in der Prozessindustrie durch. Die heutigen Anforderungen an Digitalisierung und durchgehende Vernetzung der Anlagen verstärken diesen Trend.
Um jedoch eine neue Technologie in Prozessleitsystemen zu etablieren, sind vor allem eine nahtlose Integration sowie ein effektives und durchgängiges Engineering unerlässlich. Ohne diese Eigenschaften lassen sich neue Systeme und Geräte in komplexe Prozessanlagen nur mit hohem Aufwand integrieren.
Am Beispiel des Prozessleitsystems Simatic PCS 7 von Siemens gibt es für I/O-Signale ein durchgängiges Hard- und Software-Engineering, das die im Anwenderprogramm verwendeten Signale automatisch der entsprechenden I/O-Baugruppe zuordnet und Diagnose- und Fehlerdaten in den Begleitwert des Signales integriert. Auch Grenzwerte und die dazugehörigen Meldungen können an den mitgelieferten Kanalbausteinen parametriert werden. Somit kann im technologischen Prozess-Teil des SPS-Programms jederzeit die Qualität eines Signales geprüft und ggf. reagiert werden. Um solch ein durchgängiges Engineering auch für Geräte mit IO-Link anzubieten und die IO-Link-Technologie in Prozessumfeld voranzutreiben, hat das Unternehmen Codewerk aus Karlsruhe eine Bibliothek für die Einbindung der Geräte als offizielles PCS 7-Addon freigegeben.

Referenz: Greenfield-Anlage von CSL Behring

Als eine der ersten Referenzen wird diese nun auch vom Pharmaunternehmen CSL Behring für eine große Neuanlage am Produktionsstandort Marburg genutzt. Hier werden unter anderem rund 5.000 Ventilrückmelder von Gemü über IO-Link eingebunden. Das Engineering erfolgt automatisiert über sogenannte CMTs (Control Module Types), aus denen alle Komponenten der Anlage abgeleitet beziehungsweise instanziiert werden. Die Bausteine der IO-Link-Bibliothek fließen in diese CMTs ein und können ohne Einschränkungen für das PCS-7-Massen-Engineering genutzt werden.
Abhängig von spezifischen Kunden- bzw. Projektanforderungen wird die Bibliothek ständig erweitert. Für das oben genannte Projekt wurden beispielsweise ein IO-Link-Master von Pepperl+Fuchs integriert und ein gerätespezifischer Baustein mit Visualisierung implementiert. Zukünftige Kunden profitieren von diesen Erweiterungen, da sie direkt in die nächste Version der Bibliothek einfließen.