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Artikel und Hintergründe zum Thema

IO-Link und Single Pair Ethernet

Andreas Knoll,

Konkurrenz oder Kooperation?

Single Pair Ethernet ermöglicht die Übertragung von Ethernet-Daten über nur ein Adernpaar und verspricht daher, Sensoren direkt an die Ethernet-Kommunikation anzubinden. Insofern gerät SPE in das angestammte Revier des IO-Link-Standards.

© Sick/Harting

Wird nun zwischen den beiden Techniken Konkurrenz, eher Koexistenz oder ­sogar Kooperation entstehen? Vier Standpunkte.
 

Geringe Kosten versus große Distanzen

IO-Link ist kostengünstig dank Standard-Sensorkabeln, wohingegen SPE die Übertragung größerer Datenmengen über weitere Strecken ermöglicht. Sonja Armbruster, Produktmanagerin Industrielle Kommunikation bei Pepperl+Fuchs, und Hartmut Lindenthal, dort verantwortlich für die IO-Link-Technik, erläutern die Hintergründe.

Hartmut Lindenthal: »IO-Link wird neben SPE auch langfristig eine Daseinsberechtigung haben.«

© Pepperl+Fuchs

Wozu braucht es noch IO-Link, wenn SPE allgemein verfügbar ist?

Hartmut Lindenthal: IO-Link sollte ursprünglich einen Übergang von der binären Signalübertragung zu einer digitalen Kommunikation ermöglichen – mit der bestehenden Standard-Verkabelung. Zudem wurde die Versorgung von Sensoren und Aktoren über nur eine Verbindungsleitung geschaffen. Gemeinsam mit den relativ geringen Kosten für die Schnittstelle und der Rückwärtskompatibilität zu bestehenden Sensor/Aktor-Verbindungen hat dies die Basis für eine breite Gerätevielfalt gebildet. Die einfache Integration in überlagerte Systeme ohne Netzwerk-Management und IP-Adressen-Vergabe ist ein weiterer Vorteil von IO-Link. Künftig könnte SPE für einige Gerätearten einen wichtigen Mehrwert liefern, nämlich dort, wo Kosten eine Nebenrolle spielen und größere Datenmengen zu übertragen sind.

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Sonja Armbruster: »IO-Link ist eine kostenoptimierte Schnittstelle, die eine problemlose Systemintegration ermöglicht.«

© Pepperl+Fuchs

Worin liegen Ihres Erachtens die Vor- und Nachteile eines Anschlusses über IO-Link und über SPE?

Sonja Armbruster: IO-Link ist eine kostenoptimierte Schnittstelle, die eine problemlose Systemintegration gestattet. Für die Datenübertragung mittels IO-Link lassen sich ungeschirmte Standardleitungen verwenden. Ein Mischbetrieb – IO-Link/Standard-I/O-Modus – ist möglich, und Verfügbarkeit von Port Class B für Aktoren ist gegeben.
SPE hingegen erlaubt Leitungslängen bis 1000 Metern und Multidrop-Betrieb. Es handelt sich dabei um Kommunikation auf IP-Basis; IP-basierte Protokolle wie etwa http werden zugänglich gemacht.

IO-Link over SPE als Erweiterung von IO-Link

SPE kann IO-Link nicht ersetzen, aber sinnvoll ergänzen – und letztlich können beide Standards voneinander profitieren. Dr. Elmar Büchler, Strategic Marketing Industry Manager bei Balluff, gibt nähere Informationen.

Dr. Elmar Büchler, Balluff: »IO-Link over SPE könnte eine sehr sinnvolle Erweiterung des bestehenden IO-Link-Systems sein.«

© Balluff

Warum ist es Ihres Erachtens so wichtig, dass IO-Link auch in Zukunft bestehen bleibt?

Dr. Elmar Büchler: Unser Ziel ist es, IO-Link nicht zu ersetzen, sondern durch ein neues Interface – dort wo es Sinn macht – zu erweitern. Wir legen viel Wert auf die bisherigen IO-Link-Integrationsstandards wie IO-Link Device Description – kurz IODD – und werden die Kompatibilität im Vordergrund unserer technischen Betrachtung halten.

Können IO-Link und SPE sich gegenseitig befruchten?

Derzeit werden verschiedenste Use Cases erarbeitet, untersucht und bewertet. IO-Link over SPE könnte eine sehr sinnvolle Erweiterung des bestehenden IO-Link-Systems sein. Es gibt sowohl IO-Link-Applikationen als auch einzelne Geräte, die von der höheren Performance seitens SPE profitieren könnten. So ließen sich damit etwa IO-Link-Signale auch über die vorgegebene Grenze von 20 Metern übertragen oder die Anforderungen an die IO-Link-Kommunikation in explosionsgeschützten Bereichen mittels SPE 10Base-TL1 und APL ­erfüllen. IO-Link bleibt dabei immer noch IO-Link, und auch die Integration in übergeordnete Systeme bliebe gleich.

‚Sowohl ... als auch‘ statt ‚entweder ... oder‘

Ob künftig IO-Link oder SPE zum Einsatz kommt, wird die konkrete Anwendung entscheiden – beide Technologien haben ihre spezifischen Stärken. Aurel Buda, Leiter Produktmanagement Fabrikautomation Systeme bei Turck, nimmt Stellung.

Aurel Buda, Turck: »Für uns ist SPE eine optimale Ergänzung zu den bestehenden und weit verbreiteten Technologien IO-Link und Standard- Ethernet.«

© Turck

Welche Rolle wird IO-Link Ihres Erachtens im SPE-Zeitalter spielen?

Aurel Buda: Aus Sicht von Turck stellt sich die Frage nach einem ‚Entweder-oder‘ nicht. IO-Link ist eine weitreichend etablierte Technologie, die in puncto Preis-Leistung kaum zu schlagen ist. SPE dagegen ist ein Sammelbegriff für zahlreiche Technologien – etwa Ethernet mit niedrigen oder hohen Datenraten, über kurze, aber auch sehr große Distanzen, oder eigensicheres Ethernet. Für Turck ist SPE eine optimale Ergänzung zu den bestehenden und weit verbreiteten Technologien IO-Link und Standard-Ethernet. Abhängig von der jeweiligen Anwendung lassen sich so die Anforderungen unserer Kunden künftig noch besser erfüllen.

In welchen Anwendungen sehen Sie künftig eher IO-Link, in welchen SPE?

IO-Link ist eine kosteneffiziente Technologie für einen fokussierten Anwendungsbereich, genauer gesagt für die robuste Übertragung von 32 Byte Prozessdaten über ungeschirmte Leitungen bis zu 20 Metern. Dabei ist die reibungslose Integration in alle überlagerten OT- und IT-Systeme gegeben.

Ob SPE in dieser Disziplin IO-Link schlagen kann, muss sich in der Praxis künftig erst einmal zeigen. SPE deckt allerdings deutlich mehr Anwendungsfälle ab, etwa eigensicheres Ethernet und höhere Datenraten. Dabei lässt sich auf der Anwendungsschicht sowohl IO-Link als auch Industrial Ethernet wie Profinet oder Ethernet/IP auf SPE implementieren. Unter Nutzung der Industrial-Ethernet-Protokolle wird sich die Integration und Konfiguration in den Engineering-Systemen verbessern.

Es gilt aber zu bedenken, dass direkte Steuerungsverbindungen über Industrial Ethernet ihren Preis haben. Diesen Preis wird man bei IO-Link over SPE nicht bezahlen müssen. Wir sind fest davon überzeugt, dass die SPE-Technologie ihren festen Platz in der industriellen Automatisierung finden wird. Nicht zuletzt deshalb begleitet Turck auch die Standardisierung innerhalb der IO-Link Community, der PNO und der ODVA.

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