IO-Link Wireless

Die neue Generation von IO-Link

IO-Link goes Wireless

Die kontinuierliche voranschreitende Vernetzung der Produktion führt dazu, dass Maschinen mit immer mehr Sensoren ausgerüstet werden. Mit IO-Link wurde ein Standard erschaffen, um die Kommunikation von Sensoren und Aktoren zu vereinheitlichen und sie zusätzlich mit einer gewissen Intelligenz auszustatten. Der Anstieg an Sensoren und Aktoren und dem daraus resultierenden Anstieg an Verkabelung führt jedoch zu neuen Problemen: Die Wartung, Fehleranalyse und Installation von kabelgebundenen Sensoren wird immer komplizierter.

Daher gibt es mit IO-Link Wireless den bekannten Aktor/Sensor Kommunikationsstandard IO-Link nun auch als drahtlose Variante. IO-Link Wireless ist eine Erweiterung von IO-Link auf physikalischer Ebene und definiert eine drahtlose Kommunikation zwischen Sensoren/Aktoren und Steuerungen (SPS) im Umfeld der Industrie-Automation. Diese noch relativ neue Spezifikation wurde erstmals 2018 während der Hannover Messe auf dem Gemeinschaftsstand von PROFIBUS & PROFINET International (PI) vorgestellt. Während Performance, Funktionalität und Leistungsvermögen vergleichbar mit kabelgebundenen Lösungen sind, sorgt gerade der Wegfall der Kabel für wesentlich mehr Flexibilität, weniger Verschleiß und bessere Skalierbarkeit.

IO-Link Wireless Schaubild

Einsatzbereiche für IO-Link Wireless

Die IO-Link Wireless Technologie kann in unterschiedlichsten Bereichen eingesetzt werden. Zum einen geht es darum, die Anzahl der eingesetzten Kabel zu reduzieren und zum anderen, die Verwendung von Kabeln (z.B. in stark beanspruchten oder schwer zugänglichen Bereichen) generell möglichst zu vermeiden. Drei konkrete Beispiele sind:

  • Roboter-Arm Icon

    Roboteranwendungen

    Wenn sich die unterschiedlichen Abschnitte eines Roboters kabellos bewegen, entfallen zukünftig die Stillstandszeiten aufgrund hoher Kabelbeanspruchung.

  • Conveyor Belt Icon

    Transport-/Förderbänder

    Die immense Verkabelung bei Mehrfach-Sensor-Lösungen bzw. Sensorbrücken, deren Aufgabe es ist, die auf dem Band befindlichen Produkte zu überprüfen, wird verringert bzw. vermieden. Dies führt erneut zu einer geringeren Fehleranfälligkeit und höheren Flexibilität.

  • Hygiene Maske Icon

    Hygienebereich

    Bestimmte Industriezweige wie z.B. die Lebensmittelindustrie erfordern extrem reine Umgebungen. Hier gilt es nach Möglichkeit, jegliche potenzielle Verschmutzungsquelle zu vermeiden. IO-Link Wireless unterstützt dieses Vorhaben durch Kabelreduktion.

Technischer Hintergrund

Mit 10-9 ist die Packet-Error-Probability (PEP) von IO-Link Wireless vergleichbar mit der PEP von drahtgebundenen Lösungen und weist damit gegenüber anderen Funkprotokollen wie z.B. WiFi, Bluetooth oder Zigbee eine deutlich geringere Fehlerwahrscheinlichkeit auf. Bei IO-Link Wireless können bis zu 40 intelligente, komplexe Aktoren bzw. Sensoren (sogenannte Devices) mit einer maximalen Latenzzeit von 5 ms an einen IO-Link Wireless Master angebunden werden. Drei Master werden parallel in einer Zelle arbeiten können. Somit wird eine maximale Anzahl von 120 Devices in einer Zelle erreicht. Ein Pairing-Service ist implementiert, um die Devices den entsprechenden Mastern zuweisen zu können. Als Frequenzband wird das 2,4 GHz Band genutzt. Auch der gleichzeitige Betrieb von WLAN-Systemen ist möglich, da die Technologie belegte Frequenzbänder ausblendet. IO-Link Wireless unterstützt "Roaming-Funktionen" und die Möglichkeit, batteriebetriebene oder "Energy-Harvesting" Sensoren mit geringem Energieverbrauch in einem "Real-Time-Netzwerk" zu betreiben.

Die Abwärtskompatibilität mit Industrie- und Prozessautomatisierungsprotokollen stellt ein Key Feature da. So müssen Anwender bei der Installation von IO-Link Wireless ihr bestehendes IO-Link System nicht austauschen, sondern können IO-Link Wireless in ihr vorhandenes, kabelgebundenes System integrieren.

Eigenschaften & Vorteile

  • Kompatibel zu kabelgebundenem Standard-IO-Link
  • Leistungsvermögen, Sicherheit und Zuverlässigkeit vergleichbar mit kabelgebundenen Lösungen
  • Feldbus- und Herstellerunabhängigkeit
  • Zyklische Daten (Prozess Daten) und azyklische Daten (On Request Daten)
  • 5 Übertragungskanäle pro Master
  • Bis zu 8 Devices pro Kanal à 40 Devices pro Master
  • 3 Master und bis zu 120 Devices in einer Zelle möglich
  • 2,4 GHz ISM Band RF Transceiver
  • Zykluszeit < 5 ms
  • Übertragungsleistung: ≤ 10 dBm (10 mW) EIRP
  • Ausdehnung: 20 m innerhalb einer Master-Zelle, 10 m bei mehr als einem Kanal
  • Pairing-Service (Zuweisen der Devices zu den Mastern)
  • Scan-Service (un-gepairte“ Devices dem System zuweisen)
  • Keine Geschwindigkeitslimitierung für bewegte Devices innerhalb einer Zone
  • Kontrolliertes Roaming von Devices zwischen verschiedenen Mastern
  • Frequency-Hopping auf freie, unbenutzte Frequenzbänder
  • Bitfehler-Wahrscheinlichkeit von 10-9
  • Blacklisting-Mechanismus zur Gewährleistung der Koexistenz mit anderen Wireless-Systemen
  • Effizienzsteigerung, Kostensenkung, anhaltende Wettbewerbsfähigkeit

Unsere Lösungen für IO-Link Wireless

Wir bieten Ihnen für IO-Link Wireless verschiedene Lösungen: Einfache und schnelle Implementierung von IO-Link Wireless mit unseren kompakten embedded Kommunikationsmodulen oder flexible Implementierung in Ihr Gerät mit Hilfe unserer Development Toolkits.

  • IO-Link Wireless Embedded Module

    Embedded Module

    Embedded Module für die schnelle Einbindung von IO-Link Wireless in ihr Gerät

  • Development Toolkits für IO-Link Wireless

    Development Toolkits

    Development Toolkits für die flexible Einbindung von IO-Link Wireless in ihr Gerät