Mit IO-Link haben Maschinenkonstrukteure und Anlagenführer den Schlüssel zur digitalen Fabrik in der Hand. Aber nicht alle kennen und nutzen das gesamte Potenzial, das in der smarten Technologie steckt. Denn IO-Link bietet mehr als einfache Parametrierung und schnellen Sensortausch. Dieser Beitrag zeigt mit fünf Beispielen aus der täglichen Praxis von Maschinenbauern und Anlagenbetreibern, wie Anwender mit IO-Link das Engineering beschleunigen und Wartungsintervalle optimieren. Kernelement dabei: Ein schnelles IO-Link Gesamtpaket, das vom Sensor bis zur SPS Datenübertragung in Höchstgeschwindigkeit erlaubt.
Beispiel 1: Endlich IO-Link im Packaging
IO-Link war bei Anwendungen, die sehr kurze Reaktionszeiten erfordern, bislang außen vor. Ein Beispiel für sehr dynamische Anwendungen sind Verpackungsmaschinen, die sehr hohe Übertragungsgeschwindigkeiten erfordern. Verpackungsmaschinen sind auf Highspeed ausgelegt, weil im Packaging der Grundsatz „time is money“ noch schwerer wiegt als in anderen Automatisierungsfeldern. Je schneller die Bänder hier störungsfrei laufen, desto kostengünstiger für den Anlagenbetreiber. Die Betonung liegt auf „störungsfrei“, denn im Packaging herrschen höchste Anforderungen an die Anlagenverfügbarkeit. Steht das Band, während zum Beispiel vorverarbeiteter frischer Fisch verpackt wird, muss häufig der komplette Batch entsorgt und die Verpackungsanlage gereinigt werden. Anlagenführer würden daher gerne Wochen im Voraus Maschinenausfälle vorhersehen können. Mit diesem Wissen ließe sich Wartung perfekt vorplanen: nicht unnötig oft, aber rechtzeitig vor einem Stillstand und dazu noch während einer Wartungsschicht.
Bislang reichte die Geschwindigkeit des IO-Link Gesamtsystems nicht aus, um den Wunsch nach bedarfsgerechter Wartung zu erfüllen. Schnelle IO-Link Sensoren könnten zwar theoretisch die hierzu benötigten Zusatzdaten liefern. Doch dann kämen die Primärdaten für den Anlagenbetrieb nicht schnell genug bis zur Steuerung. Das Bottleneck ist der IO-Link Master. Er war bislang für die schnelle Übertragung der Primärdaten zu langsam. Denn Zykluszeiten der Steuerungen in Verpackungsmaschinen liegen bei 4ms oder weit darunter. Klassische Eingänge (analog und schaltend) werden dafür schnell genug verarbeitet, aber IO-Link war bislang mit oft >10ms deutlich langsamer.
Baumer beseitigt diesen Flaschenhals mit seinem neuen Highspeed IO-Link Gesamtpaket. Das Unternehmen liefert Sensoren mit <1ms Zykluszeit und IO-Link Master, die dies auch unterstützen. Damit lassen sich nun auch in einem der schnellsten Maschinentypen im Markt – den Verpackungsmaschinen – sämtliche Vorteile von IO-Link-Daten nutzen: Sensoren kennen ihre Verschmutzung, melden selbstständig Probleme in der Ausrichtung und erkennen Übertemperaturen frühzeitig. Mit seiner IO-Link Komplettlösung verwirklicht Baumer den Traum der Predictive Maintenance im Packaging.
Beispiel 2: Zustandsüberwachung für bedarfsgerechte Wartung
Wie die Zustandsüberwachung funktioniert, die Baumer erstmals auch für Verpackungsmaschinen ermöglicht, zeigt das Beispiel der Belichtungsreserve. Optische Sensoren von Baumer melden über Zusatzdaten, ob das reflektierte Licht noch ausreicht, um korrekt zu schalten oder zu messen. Der Sensor sieht also, wenn seine Scheibe verschmutzt oder wenn er nicht mehr korrekt ausgerichtet ist. Weitere für die bedarfsgerechte Wartung nützliche Sensordaten können Temperatur, Vibration, Überlast (Kraft und Druck), Stromverbrauch oder die Nutzungsdauer sein.
Beispiel 3: Schnelleres Engineering mit der Baumer Sensor Suite
IO-Link Sensoren sind der Schlüssel zum effizienten Sensor-Engineering, und Baumer bietet mit der kostenfreien Baumer Sensor Suite (BSS) eine nützliche Software hierzu. Nach dem Motto „The smartest way to use IO-Link devices“ vereinfacht dieses intuitive Tool das Evaluieren, Parametrieren und Nutzen von IOLink Sensoren und Aktoren. Anwender sehen dabei am Computer, was der Sensor sieht. Durch die selbsterklärende Darstellung können Ingenieure und Anlagenbetreiber IO-Link Geräte effizienter, präziser und schneller parametrieren. Ein Beispiel ist die Einstellung von SSCs (Switching Signal Channel) bei messenden Sensoren oder die Schallkeule bei Ultraschallsensoren. Das macht die BSS zu einem zentralen und beliebten Werkzeug im Maschinenbau, da sie mit allen verfügbaren IO-Link Geräten über IO-Link Master – auch von Drittherstellern – kommuniziert. Zusätzlich bietet Baumer einen handlichen USB-C IO-Link Master. Ohne extra Spannungsversorgung ist er die ideale Schnittstelle zwischen Sensor und Computer: am Schreibtisch, bei der Maschineninbetriebnahme oder beim Service. Die Zeitersparnis durch die konsequente Nutzung von IO-Link in Verbindung mit der Baumer Sensor Suite macht sich bezahlt, wie die Erfahrung von mittlerweile über 13.000 Nutzern zeigt.
Beispiel 4: IO-Link funktioniert mit Standardverkabelung
Ein nicht zu vernachlässigender Vorteil von IO-Link ist die einfachere Verkabelung der Geräte. Das reduziert Kosten, einheitliche und einfache Verdrahtung Fehler und beschleunigt die Inbetriebnahme. Zusätzlich senkt IO-Link die Materialkosten für die Verkabelung. Im Gegensatz zu Bussystemen können nämlich zur Übertragung der Daten kostengünstige, ungeschirmte Standardkabel verwendet werden (Kabellänge maximal 20 Meter). Zudem spart man sich die analoge Eingangskarte, da stattdessen der IO-Link Master im Feld zwischengeschaltet wird. Auch das reduziert die Kabellänge, da man nur noch bis auf den IO-Link Master verdrahten muss und nicht mehr bis zum Schaltschrank. Dank M12 Steckern ist so ein Master in wenigen Minuten bestückt, während die Schaltschrankverdrahtung Stunden verschlingt. Baumer hat das für eine Beispielmaschine ausgerechnet und kam zu einem interessanten Ergebnis: Der IO-Link Master macht sich finanziell bereits bezahlt, wenn er lediglich mit zwei bis drei messenden Sensoren bestückt ist. Schon allein aufgrund dieser Wettbewerbsvorteile durch einfachere Verdrahtung lautet die Prognose von Fachleuten: Wer nicht auf IO-Link setzt, verliert in den kommenden Jahren den Anschluss.
Beispiel 5: Per Video zum IO-Link Experten
Die oben genannten Vorteile haben allerdings einen Preis. Und der heißt: höhere Komplexität. Denn im Vergleich zu klassischen Schalt- und Analogsignalen ist IO-Link mit all seinen Möglichkeiten vielschichtiger. Doch auch dafür hat Baumer eine smarte Lösung, die den Einstieg in die Technologie erleichtert. Ein Baustein dieser Lösung ist die weit verbreitete Parametrier-Software Baumer Sensor Suite. Zusätzlich hilft Baumer als Online-Trainer bei der Integration in die SPS. Hierfür hat Baumer eine How-to-Videoserie entwickelt, die in lediglich 80 Minuten Gesamtspielzeit Schritt für Schritt die Integration in die SPS erklärt: von der Einrichtung des IO-Link Masters bis zur Integration zyklischer und azyklischer Daten.
