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E/A-Peripherie in IP 67: Transparenz bis auf den letzten Meter

Während sich die Branche aktuell ausschließlich mit dem Thema Industrie 4.0 zu beschäftigen scheint, stellt sich die Frage: Welche Rolle spielen in diesem Umfeld konventionelle maschinennahe Komponenten wie etwa E/A-Systeme in Schutzart IP65/67 noch?

A_Daten-Satelliten der Maschine Bildquelle: © Siemens

Die Konzepte der Industrie 4.0 fußen auf der fortschreitenden Vernetzung von Maschinen, Geräten und Sensoren. Dies erfordert zwangsläufig mehr und mehr Intelligenz der Geräte – bis hinunter auf die E/A-Ebene. In Ergänzung zu klassischen Schaltschranksystemen können in diesem Kontext insbesondere E/A-Systeme in Schutzart IP65/67 in Form kleiner, maschinennaher Systeme ihre volle Stärke ausspielen. Da diese vollumfänglich vor Staub und Wasser geschützt sind, können sie fast beliebig überall an der Maschine oder in der Anlage montiert werden, was ein hohes Maß an Flexibilität bietet und Planungsphasen einfacher gestaltet.

Im Falle der Simatic-ET-200-Baureihe von Siemens beispielsweise hat jedes Peripherie-Modul neben detaillierten Parameter- und Diagnose-Daten sogenannte I&M-Daten. Über dieses ‚elektronische Typenschild‘ der Komponente lässt sich der 

Anlagenzustand unter Einbezug aller Daten vollständig virtuell von einem überlagerten Controller oder System abrufen. Wenn es um Daten-Transparenz und Intelligenz in der Feldebene geht, kommt insbesondere dem Kommunikationsstandard IO-Link eine besondere Bedeutung zu. Dieser erfreut sich zu Recht einer zunehmend größeren Beliebtheit, verspricht er doch eine Reihe von Vorteilen:

  • geräteabhängige detaillierte Diagnosen bis auf die Feldgeräte-Ebene,
  • Kabelbruch-Erkennung,
  • Möglichkeit der Umparametrierung angeschlossener Aktoren oder Sensoren (sogenannte IO-Link-Devices) im Betrieb der Anlage von einer zentralen Leitstelle aus
  • sowie deutlich geringerer Verkabelungsaufwand, insbesondere bei hochkanaligen Devices wie zum Beispiel Ventilinseln.

Aufgrund der vergleichsweise geringen Reichweite der IO-Link-Kommunikation von 20 Metern liegt der Gedanke nahe, die anzubindenden Devices direkt an einem entsprechenden Master-Modul in IP65/67 vor Ort im Feld anzuschließen. Vor allem für sehr verteilte und nur schwer zugängliche Sensoren oder Aktoren bietet sich diese Architektur an, da ein solcher IO-Link-Master sehr nah am Gerät und auch bei wenig verfügbarem Platz montierbar ist, was zudem die Verkabelungswege und den damit verbundenen Aufwand minimiert. Gerade im Wartungsfall – sprich wenn ein Device getauscht werden muss – bietet IO-Link den Vorteil, dass die Parametrierung der angeschlossenen Geräte im Master-Modul hinterlegt ist. Bei einem Tausch wird diese automatisch in das neue Device übernommen, ohne dass auf Anwenderseite ein zusätzlicher Aufwand entsteht.