AS-i-E/A-Modul, Bild: Bihl+Wiedemann

Das digitale AS-i-E/A-Modul BWU3020 in IP67 bietet acht M12-Buchsen, davon vier IO-Link Ports Class B. Die Ein- und Ausgangsspannung erhält das Modul aus AS-i, die Aktuatorversorgung läuft über AUX. Angeschlossen wird das Modul per AS-i-Anschluss über AS-i-Profilkabel mit Durchdringungstechnik. Bild: Bihl+Wiedemann

Das war schon immer so – und es wird in Zeiten von Industrie 4.0 noch wichtiger.

Dass in den smarten Fabriken von morgen neue Herausforderungen auf Sensoren und Aktuatoren warten, versteht sich von selbst. Auch deshalb hat die Intelligenzoffensive in diesem Bereich längst begonnen. Gegenüber 2015, so schätzt die Unternehmensberatungsgesellschaft Roland Berger, wird sich der Absatz intelligenter Sensoren bis 2020 auf rund 30 Milliarden Stück verdoppeln. Viele davon werden ihren Dienst sicherlich in automatisierten Fahrzeugen verrichten – ein immer größerer Teil aber auch in IoT-Anwendungen und in modernen Produktionsbetrieben.

Applikationsbeispiel, Bild: Bihl+Wiedemann
Applikationsbeispiel: Auch komplexe Verdrahtungen unterschiedlicher Sensoren sind problemlos möglich. Hier sind IO-Link-Sensoren über das AS-i/IO-Link-Modul BWU3020 mit einem AS-i-Gateway von Bihl+Wiedemann verbunden. Bild: Bihl+Wiedemann

Dort sind intelligente Sensoren und Aktuatoren schon heute auf dem Vormarsch. Aus gutem Grund: Denn neben ihrer bisherigen Kernkompetenz, dem Erfassen von Messgrößen wie etwa Temperaturen, lassen sich smarte Sensoren darüber hinaus auch parametrieren und sind teilweise sogar in der Lage, die Signale aufzubereiten und vorzuverarbeiten. So können zum Beispiel Schwellenwerte in einem IO-Link-Gerät hinterlegt und bei deren Überschreitung entsprechende Informationen übertragen werden. Auch Änderungen der Funktionen des Sensors sind problemlos möglich.

IO-Link ist kein Bussystem

Ein ganz entscheidender Punkt in diesem Kontext: IO-Link ist kein Bussystem, obwohl auch hier von Mastern gesprochen wird, an die mehrere Devices angeschlossen werden können. Tatsächlich aber handelt es sich um eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung, die in einer Automatisierungsumgebung typischerweise unterhalb der E/A-Ebene zur Einzelanbindung von Feldgeräten genutzt wird. Allein das macht deutlich, wie irrational die immer wieder geäußerte Meinung ist, dass AS-Interface (AS-i) und IO-Link als Wettbewerber zu sehen seien. Für das Verdrahtungssystem AS-i kann IO-Link vielmehr als idealer Zubringer fungieren, und dann spielen die beiden Systeme als echtes Dreamteam sehr gut zusammen.

AS-i, Bild: Bihl+Wiedemann
Ein Vorteil von AS-i ist die schnelle und kostengünstige Verdrahtung mit Flachkabel und Durchdringungstechnik. Über das Bihl+Wiedemann-Modul lässt sich die Punkt-zu-Punkt-Verbindung IO-Link problemlos in das Bussystem integrieren. Bild: Bihl+Wiedemann

Das hat auch damit zu tun, dass selbst in modernsten Maschinen bei weitem nicht alle künstlichen Sinnesorgane intelligent sein müssen. Für den größten Teil der Sensoren reichen digitale E/A-Daten also völlig aus: Ein smarter Näherungsschalter beispielsweise wäre an vielen Stellen wahrscheinlich überqualifiziert. Ein großer Mehrwert der Vernetzung über AS-Interface liegt nun darin, dass damit sämtliche Daten eingesammelt werden können – ganz gleich, ob sie von intelligenten Sensoren oder von ihren weniger klugen Artgenossen stammen. Der Anwender braucht sich also bei der Inbetriebnahme einer Anlage keine Gedanken darüber zu machen, ob er später an der einen oder anderen Stelle vielleicht noch einen intelligenten Sensor nachrüsten will. Und er profitiert auf der ganzen Linie von den beinahe schon sprichwörtlichen AS-Interface-Vorteilen: von der typisch AS-i-einfachen Installation mit nur einem Kabel für Daten und Energie über die frei wählbare Topologie und den geringen Verkabelungsaufwand bis zur guten Granularität des Kommunikationssystems, das alle Eingänge und Ausgänge an genau der Stelle zur Verfügung stellt, an der man sie braucht. Da die Gateways von Bihl+Wiedemann die Daten sämtlicher Sensoren vorab konzentrieren und gegebenenfalls bereits eine Vorverarbeitung zulassen, wird außerdem auch noch der übergeordnete Feldbus entlastet.

Parametrierung im Klartext

Blick in die Software 1, Bild: Bihl+Wiedemann

Ebenso einfach gestaltet sich die Parametrierung der IO-Link-Sensoren über AS-Interface – genauer gesagt: über die Feldbus- und Diagnoseschnittstelle in den Gateways von Bihl+Wiedemann. Hier genügt eine Software für alle Sensoren, ganz unabhängig davon, wie intelligent sie sind oder von welchem Hersteller sie kommen. Die Parametrierung der IO-Link-Teilnehmer erfolgt mit Hilfe der IO Device Description (IODD) im Klartext. Der Anwender braucht dazu lediglich die Bihl+Wiedemann-Software zu starten und anschließend den IO-Link-Master, den Port mit dem gewünschten Sensor sowie dessen IODD auszuwählen.

Ein Blick in die Software, Bild: Bihl+Wiedemann
Ein Blick in die Software: Die Einbindung von IO-Link in AS-Interface kann bequem über das IO-Link-Konfigurations-Tool von Bihl+ Wiedemann umgesetzt werden. Bild: Bihl+Wiedemann

Konzeptionell funktioniert das dann so: Der IO-Link-Master, der auf der Ebene unterhalb von AS-Interface die IO-Link-Sensordaten einsammelt, ist gleichzeitig ein AS-i-Slave und als solcher ganz normal in das AS-Interface-Netzwerk eingebunden. Das heißt: Auf diesem Level wiederholt sich genau das, was eine Etage darüber schon lange als Schlüssel zur besseren Effizienz bei der Vernetzung von Aktuatoren und Sensoren gilt. Dort fügen sich die AS-i-Master bekanntlich ihrerseits als Slaves in den übergeordneten Feldbus ein. Auf diese Art entsteht letztlich ein besonders schlagkräftiges Team, in dem jeder Player das tut, was er am besten kann. Wk

Grafik Standardsensoren, Bild: Bihl+Wiedemann
Neben Standardsensoren oder -aktuatoren sowie Safety-Komponenten können auch IO-Link-Geräte einfach in ein AS-i-Netzwerk integriert werden. Bild: Bihl+Wiedemann
Grafik Integration, Bild: Bihl+Wiedemann
Integration von Komponenten einfach gemacht: Die Parametrierung eines IO-Link-Sensors über das AS-i-Netzwerk geht bequem über IODDs. Bild: Bihl+Wiedemann