Sensor- und Interfacetechnik: Sensoren effizient parametrieren

Die Schnittstelle IO-Link hat die Verbindung zwischen Steuerung, beziehungsweise Busanschaltung und Sensor deutlich vereinheitlicht. Statt einer Vielzahl von digitalen und analogen Schnittstellen sowie seriellen Varianten reicht jetzt eine einzige Lösung für eine durchgängige Kommunikation - von der Steuerung bis in die Sensor-Aktor-Ebene. Speziell das Abrufen detaillierter Informationen zur Diagnose bei intelligenten Sensoren ist damit wesentlich einfacher. Außerdem fügt sich diese Lösung problemlos in vorhandene Feldbus-Topologien ein. Das klingt sehr positiv und der Einsatz in der Fabrikautomation kommt auch immer stärker in Gang. In der Prozessautomation hingegen ist der Zuspruch verhaltener. Gerade umgekehrt ist es mit der FDT-Technolgie - sie kommt aus der Prozessautomation und versucht in der Fertigung Fuß zu fassen. Wie groß die Verzahnung ist, spiegelt sich in den Äußerungen der drei Unternehmen wider, die in diesem Beitrag zu Wort kommen. Das Thema ist, ob und in welchen Umfang IO-Link angeboten wird und wie komfortabel die Parametrierung der Geräte für den Anwender ist – auch in Verbindung mit FDT/DTM.

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Das Unternehmen Turck war von Anfang an in die Entwicklung von IO-Link involviert und lässt die Ergebnisse bereits in ihr Standard-Produktportfolio einfließen. „Wir bieten IO-Link ohne zusätzliche Kosten bei unseren Druck- und Temperatursensoren an“, so Klaus Ebinger, Produktmanager Prozesssensoren bei Turck. „Unsere Kunden können die Geräte seit Anfang dieses Jahres jederzeit in ihre IO-Link-Strukturen einbinden.“ Auf der IO-Link-Masterseite wird das Angebot durch ein 4-kanaliges IP67 Profibus-Modul ergänzt. Weitere Geräte mit einstellbaren Parametern und analogen Ausgängen werden in Kürze vorgestellt.

IO-Link in der Prozessautomation?

Ähnlich äußert sich Albert Feinäugle, Leiter Marketing Services bei Balluff: „Mittlerweile spielt IO-Link eine wichtige Rolle bei unseren Kunden - speziell dann, wenn bisher analoge Schnittstellen zum Einsatz kamen und intelligente Sensoren höhere Anforderungen an die Parametrierung stellen. Für Standardsensoren haben wir eine Sensorbox mit IO-Link Schnittstelle entwickelt, um auch hier die Installation zu erleichtern.“ Balluff bietet IO-Link sowohl für optische, mechanische und induktive Sensoren sowie für RFID-Geräte an. Interessant ist eine neue Ansteuerung, die eine einfache Integration von pneumatischen Ventilinseln mit dieser Schnittstelle ermöglicht. Für das Unternehmen Vega Grieshaber hingegen, das überwiegend im Bereich der Prozessautomation zuhause ist, spielt IO-Link noch keine tragende Rolle. „Allerdings wird diese Schnittstelle für die Grenzstanderfassung zunehmend interessanter“, erklärt Juan Garcia, Produktmanager bei Vega. „Wir werden daher in naher Zukunft Geräte auf den Markt bringen, die diese Schnittstelle unterstützen“.

Die Frage nach einer komfortablen Parametrierung ist heute meist mit der FDT-Technologie, wie beispielsweise Pactware verknüpft - wenn diese vom Leitsystem unterstützt wird. Sie bietet den notwendigen „Rahmen“ zur Bedienung der Feldgeräte über die DTMs. Diese Device Type Manager sind Softwaremodule, in denen nicht nur Funktionen eines Gerätes detailliert abgebildet sind, eine graphische Benutzeroberfläche für ein komfortables Bedienen gehört ebenfalls dazu. „Gerade für Anwender, die unabhängig von Steuerung und Feldbus auf ihre Geräte zugreifen wollen“, so Klaus Ebinger, „setzen wir auf die FDT/DTM Lösung. Ob maßgeschneiderte oder generisch erzeugte DTMs, der Anwender verfügt damit über ein komfortables und unabhängiges Werkzeug. Er kann alle notwendigen Parameter innerhalb von Sekunden abrufen und übertragen.“ Eine weitere Lösung von Turck betrifft die Datenhaltung über GSD-Dateien. Damit entfallen eine separate Datenhaltung, und das Austauschen sowie das Neuparametrieren der Geräte erfolgt automatisch.

FDT als Schlüsseltechnologie

Auch Vega nutzt FDT, um intelligente Geräte zur Füllstand- und Druckmessung einfach zu bedienen, zu parametrieren und zu konfigurieren. Aus diesem Grund wird Pactware, das ja von vielen Herstellern unterstützt wird, ab sofort mit einer Kommunikationsschnittstelle für IO-Link ausgestattet. „Das hat den Vorteil“, so Juan Garcia, „dass der Anwender nicht lange suchen muss, denn er bekommt die Kommunikations-Schnittstelle als integrierten Kommunikations-DTM mit Pactware 4.0 von uns.“ Neben anderen verfügbaren Kommunikations-DTMs, beispielsweise für Profibus, bietet das Unternehmen zusätzlich eigene DTMs an, mit denen direkt aus dem Ethernet heraus Sensoren diagnostiziert und parametriert werden können.

Alles aus einer Hand erhält der Kunde auch bei Balluff - aber die Umgebung ist eine andere. Dazu Albert Feinäugle: „Balluff ist in Bezug auf FDT/DTM zwar offen, es gibt zu diesem Zeitpunkt seitens unserer Kunden aber noch keine konkreten Anfragen. Das kann damit zusammenhängen, dass in diesem Bereich die Fabrikautomation gegenüber der Prozessautomation noch etwas zurückliegt.“ Wird FDT im Bedienprogramm oder Leitsystem nicht unterstützt, die DTMs der existierenden Geräte sollen aber trotzdem genutzt werden, dann gibt es die Möglichkeit der TCI-Schnittstelle (Tool Calling Interface) - also die Engineering Umgebung von Siemens. Und genau das macht Balluff. TCI könnte man im Vergleich zu den Integrationsmöglichkeiten von FDT als einfache Schnittstelle bezeichnen. Sie ist an die Siemens-Welt angehängt, in deren Steuerung hinterlegt und gibt den Weg nach draußen vor, um Programme aus dem Hardware-Manager aufzurufen.

Bei Nicht-Siemensprogrammen verläuft dies aber nur monodirektional, und zwar vom Engineering-Tool zur Geräte-Software. Das bedeutet für den Anwender, dass Veränderungen an dem Programm nicht automatisch in die Steuerung übernommen werden. Balluff unterstützt seine Kunden bei der Integration und Parametrierung nicht nur mit Funktionsbausteinen, das Portfolio reicht von der ProfiNet / Profibus Anbindung über Sensor-Hubs mit IO-Link Schnittstelle bis hin zu IO-Link fähigen Sensoren. Eine andere Möglichkeit für Engineeringsysteme ohne FDT-Rahmen bietet Turck mit seinem Ethernet-Profibus-Koppler. Mit diesem Klasse 2 Profibus Master gelangt der Anwender über Ethernet direkt auf den Profibus. Dazu Klaus Ebinger: „Mit einem PC kann der Anwender beispielsweise über Pactware direkt auf das jeweilige IO-Link Device zugreifen. Dies erfolgt vollkommen unabhängig von der Steuerung und Feldbus. Hierdurch ergeben sich weitere interessante Aspekte, wie beispielsweise die Ferndiagnose.“

DTMs im Komplettpaket

Mit jedem neuen Sensor wird dem Anwender meist auch ein neuer, maßgeschneiderter DTM zur Verfügung gestellt. Auf seinem Rechner häufen sich also unterschiedlichen Versionen. Und das kann schon etwas unübersichtlich werden. Bei Vega erhält daher jedes Gerät, ob Sensor oder Auswertgerät, einen eigenen DTM, der kompatibel zu den vorigen Geräteversionen ist. Der Anwender benötigt also keine Informationen darüber, welche Gerätegeneration er in seiner Anlage hat und welchen DTM er dafür einsetzen kann. Dazu Juan Garcia: „Mischt der Kunde neue und alte Geräte, was ja üblich ist, so kann er alle über einen einzigen, zentralen DTM bedienen. Im Einsatz ist immer nur ein DTM, über den er einheitlich, beispielsweise auf alle Gerätegenerationen der plics-Familie, zugreifen kann.“ Ähnlich arbeitet das Unternehmen Turck. Da der DTM entscheidet, mit welchem Sensor er redet, erhält der Anwender ein Paket, in dem alle DTMs der Produkte enthalten sind – hier können die Vorgänger ebenfalls integriert werden. „Dieses Paket“, erläutert Klaus Ebinger, „enthält auch spezifische DTMs für unsere Druck- und Temperatursensoren. Denn aufwändige, grafische Gestaltungen, wie beispielsweise für den Diagnosebereich, sind nur bei einer spezifischen Lösung möglich.“Gibt es für das IO-Link-Gerät keinen eigenen DTM, was gerade bei Sensoren von geringer Komplexität der Fall ist, erfolgt die Parametrierung über die standardisierte Gerätedatei IODD und einen generischen DTM als Interpreter. Diese IODD ist für jedes IO-Link-Gerät obligatorisch. Während Turck zu den zehn Firmen gehört, die den generischen DTM Interpreter (von M&M Software) unterstützt, hat sich Vega im Bereich der Füllstand- und Druckmesstechnik dafür entschieden, eigene, und damit optimierte DTMs für das jeweilige Gerät anzubieten.

Offline-Parametrierung mit IO-Link

Neben der Online-Parametrierung ist für den Anwender auch die Offline-Variante vom Schreibtisch aus interessant. „FDT bietet ja die Möglichkeit der Offline-Parametrierung“, so Juan Garcia von Vega. „Die Sensoren werden beispielsweise in Pactware projektiert, Offline parametriert und zum geeigneten Zeitpunkt übertragen.“ Turck bietet für diesen Weg einen USB-IO-Link Interface an, ebenfalls auf Basis FDT/DTM. „Der Anwender“, erläutert Klaus Ebinger, „hat somit immer die gleiche Bedienoberfläche, am Notebook im Büro und am IPC an der Maschine. Er kann mit diesem Interface, in Verbindung mit IODD und FDT, direkt auf jedes Gerät zugreifen.“ Das Gleiche gilt für Balluff mit ihrem USB IO-Link Master – nur dass hier TCI die Basis ist. Aber auch hier steht dem Anwender softwareseitig das gleiche Tool wie in der Online-Variante zur Verfügung. Dr. Peter Stipp