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FLEXIBLE UND ZUVERLÄSSIGE SENSORVERNETZUNG


Digital Engineering Magazin - epaper ⋅ Ausgabe 8/2021 vom 19.11.2021

Die Nutzung des Kommunikationsstandards IO-Link ist für Maschinen-Sund Anlagenbauer schon durch die durchgängige Normung von großem Wert. Zusätzlich können sie durch geringere Komplexität Kosten reduzieren, die Zeiten der Inbetriebnahme verkürzen, bessere Wartungskonzepte anwenden und die Produktivität erhöhen. Der Auswahl von Sensoren sind dabei kaum Grenzen gesetzt, die möglichen Anwendungsfälle sind mannigfaltig. Und der Bedarf an solchen Sensoren ist groß, denn Daten und deren Analyse sind essenziell für den effizienten und zuverlässigen Betrieb von Fabriken weltweit. Außerdem sind sie Basis eines stetig wachsenden Geschäftsbereiches digitaler Dienstleistungen wie Predictive Maintenance, Manufacturing-as-a-Service oder Condition Monitoring.

MIT SEINEN ZWEI TRANS MISSION-TRACKS IST HILSCHERS IO-LINK WIRE LESS MASTER IN DER LAGE, BIS ZU 16 SENSOREN UND AKTOREN ZU VERNETZEN.

Sensor-Anbindung ...

Artikelbild für den Artikel "FLEXIBLE UND ZUVERLÄSSIGE SENSORVERNETZUNG" aus der Ausgabe 8/2021 von Digital Engineering Magazin. Dieses epaper sofort kaufen oder online lesen mit der Zeitschriften-Flatrate United Kiosk NEWS.

Bildquelle: Digital Engineering Magazin, Ausgabe 8/2021

netFIELD Device IO-Link Wireless Master von Hilscher lässt sich sowohl in Profinet- als auch in EtherNet/IP-Netzwerke integrieren.
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... bisher über Kabel

Industrie erprobt bereits den Einsatz von IO-Link Wireless

„Generell macht die Anwendung von drahtlosen Technologien wie IO-Link Wireless vor allem in jenen Bereichen Sinn, in denen es schwer möglich ist, eine kabelgebundene Datenverbindung aufzubauen und auch zuverlässig aufrecht zu erhalten,“ sagt Dr. Maik Fiedler, Leiter Geschäftsfelder Vakuum-Automation und Handhabung bei der J. Schmalz GmbH aus Glatten im Schwarzwald. Der Marktführer für Automatisierungslösungen mit Vakuum sowie für ergonomische Handhabungssysteme ist bei der Erprobung drahtloser Technologien zur Anbindung von Maschinen sowie der darin verbauten Sensoren und Aktoren im industriellen Umfeld ganz vorne mit dabei.

Die 24-Volt-Stromversorgung, welche für die IO-Link- Sensoren und -Aktoren nötig ist, stelle kein Problem dar, da diese sowieso an den Robotern vorhanden sei, führt Dr. Maik Fiedler weiter aus. Dass drahtlose Technologien kabelgebundene Lösungen komplett verdrängen werden, glaubt der Experte allerdings nicht. Vielmehr würden IO-Link und IO-Link Wireless ergänzend zueinander koexistieren. „Mögliche Anwendungsbereiche für IO-Link Wireless sind unter anderem kollaborative Roboter, da diese in vielen Fällen keine einheitlichen Schnittstellen haben und ihre Anbindung in ein industrielles Kommunikationsnetzwerk sehr umständlich sein kann,“ fügt Dr. Maik Fiedler hinzu. IO-Link-Wireless-Schnitt­ stellen könnten eine zuverlässige und preiswerte Alternative sein, solche Roboter zu integrieren.

Hilscher nutzt seine Erfahrung in industrieller Kommunikation

Hilschers IO-Link Wireless Master lässt sich sowohl in Profinet- als auch in EtherNet/IP- Netzwerke integrieren. Weitere Varianten wie EtherCAT sind bereits beim Hattersheimer Familienunternehmen in Planung. Anwender können auch den integrierten OPC- UA-Server zur Anbindung an ihr Netzwerk nutzen. Über diesen lassen sich Firmware- Updates durchführen und grundlegende Diagnosedaten und Geräteinformationen abrufen wie die installierte Firmware-Version, an die Slots angeschlossene Geräte oder deren Konfigurationsdateien. Ein MQTT­ Client steht ebenfalls zur Verfügung.

Die Inbetriebnahme erfolgt entweder durch den integrierten Webserver oder direkt über die jeweiligen Engineering-Tools der Automatisierungssysteme. Optional bietet Hilscher ein IO-Link-Konfigurationstool für die Wireless-Geräte an, mit dem Anwender den IO-Link Wireless Master sowie die Wireless-Geräte einfach und zuverlässig konfigurieren können.

Verlässliche Technologie durch starke Partner

Als Gegenpart dient die netFIELD Device IO-Link Wireless Bridge, die von Hilschers Technologiepartner CoreTigo entwickelt wurde. Die IO-Link Wireless Bridge des israelischen Spezialisten für hochverfügbare, drahtlose Industriekommunikationslösungen benötigt lediglich eine 24-Volt- Spannungsversorgung, um die Daten der verbundenen IO-Link-Sensoren oder ­Aktoren, drahtlos und IO-Link-Wirelesskonform, bidirektional übertragen zu können.

Mit dem Scan-Service des Wireless Masters werden in wenigen Schritten nicht gekoppelte Wireless-Geräte erkannt und mit dem Pairing-Dienst dem Master zugeordnet. Diese Funktionen entsprechen einer logischen Kabelverbindung und sind denkbar einfach umgesetzt.

Der IO-Link-Standard nutzt für die drahtlose Kommunikation das 2,4-GHz-ISM-Band mit einer Aufteilung der Frequenzkanäle im Abstand von einem MHz. Die daraus resultierende Koexistenz mit anderen Funksystemen, beispielsweise WLAN, lässt sich durch einen Blacklisting-Mechanismus erreichen. Dabei können die für die IO-Link-Wireless- Kommunikation ungenutzten Frequenz­ Kanäle ausgeschaltet werden. Durch das integrierte Frequenz-Hopping wirkt der Wireless Master Interferenzen entgegen.

ANWENDUNGSBEREICHE FÜR IO-LINK WIRELESS SIND UNTER ANDEREM KOLLABORATIVE ROBOTER, DA DIESE IN VIELEN FÄLLEN KEINE EINHEITLICHEN SCHNITTSTELLEN HABEN.

DR. MAIK FIEDLER, J. SCHMALZ GMBH

Nutzung neuer Technologien kann erfolgsentscheidend sein

Drahtlose Technologien bieten ohne Zweifel zahllose Vorteile für Anlagenbetreiber und Systemintegratoren. Bisher wurden die Wireless-Technologien vor allem durch ihre fehlende Zuverlässigkeit und den Mangel an zugänglicher Hard- und Software ausgebremst. Doch die Nachfrage steigt zunehmend: Roboterarme mit hohen Freiheitsgraden, intelligente Sensoren und Aktoren, unbemannte autonome Transportvehikel oder Bereiche, in denen sich Kabel schlichtweg nicht platzieren lassen, zum Beispiel aufgrund von Platzmangel oder regulatorischen Vorgaben. Die Anzahl der Sensoren, die zu übertragende Datenmenge sowie ihre Nutzung wird in modernen Fabriken stetig zunehmen und kann im Zweifel über Erfolg und Misserfolg von Unternehmen mitentscheiden. « RT

Gordon Göhrmann ist Produktmanager für netFIELD Device bei der Hilscher Gesellschaft für Systemautomation mbH aus Hattersheim.