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IO-Link ist eine genormte, digitale Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen einem Sensor und einem IO-Link-Master. Sie läuft über ein ganz normales, ungeschirmtes Sensorkabel mit drei Leitern und M12-Stecker. Über dieselbe Leitung gehen Messwert, Parameter und Diagnose.
Für Wägezellen und Kraftaufnehmer heißt das: Der Messverstärker sitzt im Sensor oder im Kabel, und statt eines empfindlichen Millivolt-Signals kommt ein fertiger Zahlenwert in der Steuerung an.
3 Leiter
ungeschirmtes Standardkabel, M12, M8 oder M5
bis 20 m
Leitungslänge zwischen Master und Sensor
bis 230,4 kBaud
drei Übertragungsraten: COM1, COM2, COM3
IEC 61131-9
internationale Norm, herstellerübergreifend
So ist ein IO-Link-System aufgebaut
Ein IO-Link-System besteht aus drei Teilen: den Geräten (Devices) im Feld, dem Master, an dessen Ports sie hängen, und der Steuerung, mit der der Master über den vorhandenen Feldbus spricht. IO-Link ersetzt also keinen Feldbus, sondern ist die letzte Strecke bis zum Sensor.
IO-Link-Device
der Sensor oder Aktor im Feld, zum Beispiel eine Wägezelle mit integriertem IO-Link-Messverstärker
IO-Link-Master
das Gateway mit mehreren Ports; er setzt IO-Link auf PROFINET, EtherNet/IP, EtherCAT oder einen anderen Feldbus um
IODD
die Gerätebeschreibung als XML-Datei; sie liefert Parameter, Einheiten und Texte für Master und Konfigurationssoftware
Kabel
ungeschirmte Standard-Sensorleitung mit drei oder fünf Adern; Stecker M12, M8 oder M5
Was über die Leitung geht
IO-Link überträgt nicht nur den Messwert. Die Norm kennt vier Arten von Daten:
Prozessdaten
der zyklische Messwert, bei einer Wägezelle etwa die Kraft oder das Gewicht als Zahl
Wertstatus
die Angabe, ob der Prozesswert gültig ist
Gerätedaten
Parameter, Kennung und Seriennummer, zum Beispiel Messbereich, Filter oder Schaltpunkte; sie werden bei Bedarf gelesen und geschrieben
Ereignisse
Meldungen des Geräts, etwa bei Überlast oder Fehler, die es von sich aus an den Master schickt
Ist kein Master angeschlossen, arbeitet der Signal-Pin im SIO-Modus als herkömmlicher Schaltausgang. Einige Geräte bieten dann zusätzlich ein Analogsignal, die LBOA zum Beispiel 4…20 mA.
Technische Eckdaten von IO-Link
| Merkmal | Wert |
|---|---|
| Norm | IEC 61131-9 (SDCI, Single-drop Digital Communication Interface) |
| Verbindung | Punkt-zu-Punkt, ein Gerät je Master-Port |
| Kabel | ungeschirmt, 3 oder 5 Adern, bis 20 m |
| Stecker | M12, M8 oder M5; Port Class A bis 4 Pole, Port Class B 5 Pole (nur M12) |
| Pinbelegung | Pin 1: L+ 24 V · Pin 3: L− 0 V · Pin 4: C/Q (Kommunikation oder Schaltausgang) · Pin 2 und 5: bei Class B Hilfsenergie |
| Versorgung | 24 V DC über den Master |
| Übertragungsrate | COM1 4,8 kBaud · COM2 38,4 kBaud · COM3 230,4 kBaud |
| Zykluszeit | ab 0,4 ms bei COM3; die Antwortzeit des Messverstärkers kommt hinzu |
| Gerätebeschreibung | IODD (XML), im IODD-Finder der IO-Link Community abrufbar |
| Erweiterungen | IO-Link Safety für Sicherheitsfunktionen, IO-Link Wireless für Funk |
Warum IO-Link bei Wägezellen und Kraftaufnehmern
Eine Dehnungsmessstreifen-Brücke liefert nur wenige Millivolt. Über lange Leitungen und neben Frequenzumrichtern ist dieses Signal störanfällig, und es braucht einen Messverstärker im Schaltschrank. Mit IO-Link fällt beides weg:
Kein Millivolt-Signal auf der Leitung
digitalisiert wird direkt am Sensor; die Leitung überträgt nur noch Zahlen
Kein separater Verstärker
die Elektronik sitzt im Sensor oder im Kabel und spart Platz im Schaltschrank
Parametrieren aus der Steuerung
Messbereich, Filter, Nullpunkt und Schaltpunkte werden per Software eingestellt
Einfacher Gerätetausch
ab IO-Link 1.1 speichert der Master die Parameter und schreibt sie in das neue Gerät zurück
Diagnose
Ereignisse wie Überlast oder Gerätefehler kommen als Meldung in der Steuerung an
Standardverdrahtung
Standard-Sensorkabel mit M12-Stecker, keine geschirmte Messleitung nötig
Drei Wege zur Wägezelle mit IO-Link
Je nach Bauraum sitzt der IO-Link-Messverstärker an einer von drei Stellen:
Im Sensor integriert
für Bauformen mit genug Platz im Gehäuse, zum Beispiel Scherstab und Zugstab
Als Messverstärker im Kabel
für kompakte Sensoren und zum Nachrüsten vorhandener DMS-Wägezellen
Als OEM-Platine
zum Einbau in eigene Sensoren und Geräte, rechteckig, rund oder zweikanalig
IO-Link-Produkte von octogon
Alle Messverstärker und Platinen finden Sie unter IO-Link-DMS-Messverstärker. Für Überlastabschaltungen gibt es den EOMF mit eigener Überlastschaltung nach PL c / SIL 1 (TÜV Nord), parallel zur IO-Link-Messkette; mehr dazu unter Funktionale Sicherheit.
Weitere Sensoren mit IO-Link
IO-Link ist nicht auf Kraft beschränkt. Mit demselben Master lesen Sie auch Temperatur und Durchfluss:
Strömung und Temperatur
thermischer Strömungssensor QEKD mit Farbdisplay
Alle Produkte
die vollständige Auswahl unter IO-Link-Sensoren und Messelektronik
Vorhandene Sensoren auf IO-Link umrüsten
Eine Wägezelle, die heute ein mV/V-Signal liefert, lässt sich meist ohne Änderung am Messkörper auf IO-Link umstellen: mit einem Messverstärker im Kabel oder, wenn Platz im Gehäuse ist, mit einer eingebauten Platine. Auch Sonderbauformen statten wir mit IO-Link aus, siehe Kundenspezifische Kraftaufnehmer.
IO-Link für Ihre Anwendung
Nennen Sie uns Nennlast, Bauform und Einbausituation. Wir sagen Ihnen, ob eine Standard-Wägezelle mit IO-Link passt, ein Messverstärker im Kabel oder eine Platine im Gehäuse.
Häufige Fragen zu IO-Link
Was brauche ich, um eine IO-Link-Wägezelle zu betreiben?
Einen IO-Link-Master, ein Standard-Sensorkabel und die IODD-Datei des Geräts. Der Master hängt am Feldbus Ihrer Steuerung; die IODD gibt es im IODD-Finder der IO-Link Community. Bei der LZMC zum Beispiel gehören Master und Kabel nicht zum Lieferumfang.
Wie lang darf das Kabel sein?
Bis 20 m zwischen Master und Gerät, mit einer ungeschirmten Standardleitung. Eine geschirmte Messleitung wie beim mV/V-Signal ist nicht nötig, weil nur digitale Werte übertragen werden.
Funktioniert die Wägezelle auch ohne Master?
Nur eingeschränkt. Ohne Master arbeitet der Signal-Pin im SIO-Modus als Schaltausgang. Die LBOA liefert dann zusätzlich 4…20 mA. Die LZMC hat kein Analogsignal und braucht für Inbetriebnahme und Betrieb einen Master.
Mit welchen Steuerungen und Feldbussen geht IO-Link?
Mit allen, für die es einen IO-Link-Master gibt, zum Beispiel PROFINET, EtherNet/IP, EtherCAT oder Modbus TCP. IO-Link ist herstellerübergreifend, Sensor und Master müssen nicht vom selben Hersteller sein.
Was passiert beim Tausch eines Sensors?
Ab IO-Link 1.1 kann der Master die Parameter des Geräts speichern. Wird ein baugleiches Gerät eingesetzt, schreibt er sie automatisch zurück, und die Anlage läuft ohne erneutes Einstellen weiter.
Wie schnell ist IO-Link?
Die Übertragung läuft mit bis zu 230,4 kBaud, die Zykluszeit beginnt bei 0,4 ms. Bei Wägezellen bestimmt meist der Messverstärker das Tempo: Unsere IO-Link-Messumformer und die LZMC haben eine Antwortzeit von 20 ms, dazu kommt der Filter.
Kann ich meine vorhandene DMS-Wägezelle nachrüsten?
Ja. Der Messverstärker EMMA nimmt eine DMS-Vollbrücke auf und gibt den Wert über IO-Link aus. Für den Einbau in ein Gehäuse gibt es die OEM-Platinen EOMC (rechteckig) und EOMD (rund).
Gibt es IO-Link auch für Sicherheitsfunktionen?
Dafür gibt es die Erweiterung IO-Link Safety. Für Überlastabschaltungen an Wägezellen bieten wir den EOMF: Er hat eine eigene Überlastschaltung nach PL c / SIL 1, die parallel zur IO-Link-Messkette arbeitet. Für höhere Stufen gibt es redundante Aufnehmer bis SIL 3 / PL e.
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