Digitales Paket zur Messung von Temperatur, Durchfluss, Druck, Leitfähigkeit und Füllstand. (Quelle: Baumer)
Die (4 ... 20)-mA-Kommunikation hat den Übergang von der Pneumatik in die elektronische Steuerung begleitet. Mit dem Hart-Protokoll ist sie auch den ersten Schritt in die Digitalisierung und die bidirektionale Kommunikation zwischen Steuerung und Feldebene gegangen. „Aktuell stellt sie den akzeptierten Standard in der Kommunikation für Feldgeräte dar. Viele Anwender mögen die einfache Verknüpfung von Multimeteranzeige und Messwert. Das Verhalten der Installation ist darüber jederzeit vorhersehbar“, sagt Holger Schmidt, Head of Industry Segment Food+Beverage bei der Baumer Management Services AG.
Warum also etwas ändern? „Wir leben in Zeiten der Industrie 4.0. Die kommenden Generationen wollen sich nicht mehr mit einem Multimeter in der Anlage aufhalten“, ist H. Schmidt überzeugt. Als weiteren Aspekt nennt er: „Wurden erst einmal neue technische Möglichkeiten beschrieben und sind die Vorteile bekannt, ist der Wunsch geweckt, diese ein- und die Lösungen damit umzusetzen. Vorbilder werden vermehrt außerhalb der Stammanwendungen gesehen.“
Das Thema 4.0 wird stark aus der Office-Welt und der Kommunikation mit privat genutzten Technologien beeinflusst. Hinsichtlich der Sicherheit des Betriebs bei der Getränkeherstellung und -abfüllung gelten allerdings andere Anforderungen. „Es werden Protokolle benötigt, die die digitale Integration zwar plug-and-play, aber auch unter hohen Sicherheitsaspekten ermöglichen“, verdeutlicht H. Schmidt. Mit Blick auf die Feldebene nennt er IO-Link als das Protokoll, das das Rennen zu machen scheint. Standardisiert nach IEC 611131-9 bietet es einige Vorteile in der täglichen Anwendung, aber insbesondere auch in einer Übergangsphase.
Die Dual-Channel-Technologie
Ein Dual Channel überträgt zusätzliche Ein- und Ausgangssignale parallel zum IO-Link-Kanal. Der Sensor kann flexibel mit einem Kanal oder mit beiden gleichzeitig betrieben werden. Das gelingt auch, wenn der Sensor über mehrere Dual Channel verfügt.
Je nach Steuerungskonzept können Dual Channel unterschiedliche Zwecke erfüllen. In Applikationen mit sehr hoher Echtzeitanforderung kann es vorteilhaft sein, einen Dual Channel direkt mit einem Aktoreingang zu verbinden, um keine Verzögerung durch die Zykluszeit der Steuerung hinnehmen zu müssen. Dadurch können gleichzeitig per IO-Link-Kommunikation ein automatischer Formatwechsel getriggert oder Zusatzdaten ausgewertet werden.
Wenn ein analoger Dual Channel den Prozess primär steuert, so kann die IO-Link-Schnittstelle insbesondere die Parametrierung bei Inbetriebnahme oder das Monitoring bei Stillständen unterstützen. Es kann aber auch jederzeit auf eine Steuerung mit digitaler Anbindung umgestellt werden.