was ist IO Link?

IO-Link gilt als digitaler Kommunikationsstandard in der Industrieautomation. Dabei steht die Abkürzung „IO“ für „Input/Output“; „Link“ bezieht sich auf die Verbindung von gleichzeitig ein- und ausgehenden Informationen. Das Grundprinzip: eine möglichst einfache und doch effektive Vernetzung verschiedener Anlagen. Hierfür verbindet die herstellerunabhängige Kommunikationslösung Sensoren und Aktoren mit der Steuerungsebene. IO-Link fungiert gewissermaßen als Bindeglied zwischen der digitalen und der analogen Welt, indem die Technologie Sensordaten in Echtzeit an das übergeordnete Steuerungssystem (Speicherprogrammierbare Steuerung, kurz: SPS) überträgt, welches wiederum digitale Signale (Steuerungsbefehle) an die Aktoren sendet. Kurz zur Erklärung – oder Erinnerung, je nachdem: Während Sensoren sich verändernde physikalische Größen (z. B. Temperatur, Druck oder Position) oder chemische Eigenschaften (z. B. Aggregatzustand, Dichte, elektrische Leitfähigkeit) in der Produktionsumgebung erfassen und in messbare Signale umwandeln, sind Aktoren diejenigen Bauteile in einem System, die auf ein Signal reagieren und die entsprechend definierte physische Bewegung oder Aktion ausführen.

Man spricht auch von einer intelligenten Kommunikation, da IO-Link verschiedene Möglichkeiten des Informationsaustauschs und der -verarbeitung zulässt. Denn die Verbindungstechnik überträgt nicht nur einfache Signale, sondern kann auch zusätzliche Daten wie Diagnoseinformationen, Geräteparameter und Konfigurationsinformationen übermitteln. Dadurch können Sensoren und Aktoren nicht nur Befehle empfangen und ausführen, sondern auch Statusinformationen zurückgeben und aktiv mit der Steuerung kommunizieren. Diese sogenannte bidirektionale – also in zwei Richtungen verlaufende – Kommunikation ermöglicht es dem System, sich schnell und flexibel an veränderte Bedingungen anzupassen, Fehler zu erkennen und zu beheben und insgesamt effizienter zu arbeiten.

Die Funktionsweise von IO-Link beruht auf einer seriellen Punkt-zu-Punkt-Kommunikation, die es erlaubt, Parameterdaten auf der Feldebene in beide Richtungen zwischen verschiedenen Geräten hin- und her zusenden. Die Sensoren erfassen also Zustände und Veränderungen und wandeln die Messungen unmittelbar in digitale Signale um. Diese werden dann über eine IO-Link-Schnittstelle an die Steuerung gesendet. Die Schnittstelle (auch Master genannt) verarbeitet die empfangenen Informationen über eine Software und sendet dann die entsprechenden Befehle an die Aktoren, um in Echtzeit flexibel Aktionen in der Produktionsanlage – oder anderen Systemen – auszuführen. 

Die Technologie kann unabhängig von einem spezifischen Feldbus oder einer bestimmten Busarchitektur (strukturelle Organisation eines Kommunikationssystems, bei dem mehrere Geräte über einen gemeinsamen Datenbus miteinander verbunden sind) als universelle Schnittstelle eingesetzt werden. IO-Link-Geräte kommunizieren direkt über das eingerichtete Interface – quasi den Kommunikationskanal. Deswegen ist zwar immer ein übergeordneter Feldbus oder ein Industrial Ethernet erforderlich, jedoch spielt der Hersteller dabei keine Rolle. Damit gilt IO-Link als herstellerunabhängig, was die Flexibilität erhöht und die Integration in bestehende Systeme erleichtert. Es sind keine aufwendigen Anpassungen nötig. Das spart Zeit und Kosten.

Wo wir schon bei den Vorteilen wären. Das stärkste Argument für den Einsatz von IO-Link in der Produktion ist sicherlich die Effizienzsteigerung. Wie diese erreicht wird? Die folgenden fünf Punkte fassen die Features und Mechanismen zusammen, die zu einem nachhaltigen Prozessfortschritt beitragen.

Einfache Integration und Konfiguration: Durch die standardisierte Schnittstelle (gemäß IEC: International Electrotechnical Commission) gestaltet sich die Integration von Sensoren und Aktoren in bestehende Systeme äußerst einfach: Unsere RAFI-Produkte verfügen beispielsweise über einen standardisierten M12-Stecker. Der Anschluss kann während des laufenden Betriebs durchgeführt werden: Dank des geringen Verdrahtungsaufwands mit einem ungeschirmten dreiadrigen Kabel ist eine schnelle Montage und Inbetriebnahme ohne Fachpersonal möglich. Durch die anschließende flexible Parametrierung lassen sich die Devices – also alle mit einer IO-Link-kompatiblen Schnittstelle ausgestatteten Geräte – schnell an neue Anforderungen anpassen. Das gilt auch für unsere frei konfigurierbaren Befehls- und Meldegeräte, die sich so maßgeschneidert in Ihre Produktionsumgebung einfügen.

Höhere Flexibilität und Skalierbarkeit: Mit IO-Link besteht die Möglichkeit, eine flexible Anzahl von Geräten anzuschließen und sie beliebig zu platzieren. Da die Konfiguration softwarebasiert erfolgt, lassen sich Änderungen schnell und unkompliziert vornehmen, was die Skalierbarkeit des Systems erhöht. Der Anlagenplaner profitiert bei unserer IO-Link-Tasterbox und -Signalleuchte beispielsweise von variablen Standards hinsichtlich der Tasterfarben, Helligkeitsstufen, Blinkmodi und Beschriftungsmöglichkeiten. Dadurch schaffen wir mit nur zwei Lösungen echte Variantenvielfalt.

Verbesserte Datenübertragung: Das Ziel einer zukunftsgewandten Produktion sollte darin bestehen, so viele Maschinen und Abläufe so umfassend wie möglich miteinander zu vernetzen. Schließlich ist dieser Datenaustausch der entscheidende Faktor für effiziente, perfekt aufeinander abgestimmte Prozesse. Das schließt bereits die Integration von IO-Link-Devices mit ein: Die RAFI-Lösungen übertragen gespeicherte Parameter gleich automatisch auf neue Geräte, das spart Zeit bei der Konfiguration. Im Regelbetrieb realisiert die digitale Übertragung von Sensordaten via IO-Link einen präzisen und zuverlässigen Informationsfluss – in Echtzeit. Die Übertragungsgeschwindigkeit und Genauigkeit von IO-Link tragen dazu bei, die Reaktionszeiten zu verkürzen sowie die Produktionsleistung und -qualität zu steigern. 

Bessere Diagnosemöglichkeiten: IO-Link ermöglicht eine detaillierte Überwachung und Diagnose aller Devices: Die entsprechenden Diagnosedaten der IO-Link-Geräte sind sofort und jederzeit abrufbar. Dadurch werden Wartungsarbeiten nur präventiv durchgeführt, was Stillstandzeiten minimiert und die Produktivität erhöht. Kurz: IO-Link verbessert die Anlagenverfügbarkeit und erlaubt eine effiziente Fehlerbehebung.

Kompatibilität und Zukunftssicherheit: IO-Link ist ein offener Standard, der von einer Vielzahl von Herstellern unterstützt wird. Die Normen und Spezifikationen der IEC und anderer internationaler Gremien garantieren die Kompatibilität verschiedener Geräte und Systeme. Das macht IO-Link-fähige Produkte zu einer zukunftssicheren Investition.

Viele unserer Kunden nutzen bereits IO-Link. Dabei kommt die Kommunikationstechnologie in verschiedenen Branchen und Bereichen zum Einsatz. Am häufigsten findet man sie in der Fertigungsindustrie: Dort überwachen IO-Link-kompatible Sensoren den Zustand von Maschinen und Anlagen. In erster Linie kann so sofort und bedarfsgerecht auf Ereignisse oder Veränderungen im Feld reagiert werden. Gleichzeitig wirken die eingesetzten Devices an einer konstanten Qualitätssicherung mit.

In der Verpackungsindustrie spielt IO-Link vor allem bei der Optimierung des Materialflusses eine entscheidende Rolle. Durch die direkte Anbindung von Sensoren und Aktoren können Prozesse wie das Dosieren, Füllen und Verschließen von Verpackungen präzise gesteuert und kontrolliert werden. Dies trägt dazu bei, Ausschuss zu minimieren und bei jeder einzelnen Verpackung eine möglichst effiziente Qualitätssicherung durchzuführen. Zudem schafft IO-Link hohe Flexibilität in den Produktionslinien: Die Geräte reagieren schnell auf neue Bedingungen, z. B. bei der Umstellung auf verschiedene Verpackungsgrößen oder -formate.

Auch in der Logistik und Lagerhaltung bietet IO-Link zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten zur Prozessoptimierung und Effizienzsteigerung. Beispielsweise können Förderbänder und Sortieranlagen mit IO-Link-Sensoren ausgestattet werden, um den Betrieb zu überwachen und Engpässe frühzeitig zu erkennen. Und auch für eine genaue Lagerverwaltung kann IO-Link zur Anwendung kommen – beispielsweise durch kontinuierliches Sensor-Tracking von Position und Zustand unterschiedlicher Produkte. Oder durch manuelle Eingaben über unsere IO-Link-Befehlsgerätebox. In diesem Anwendungsbereich hat IO-Link also vor allem die Aufgabe, Lagerbestände zu optimieren und die Durchlaufzeiten zu verkürzen.

Die zahlreichen Features der Kommunikationstechnologie tragen – last but not least – auch zur Sicherheit und dem Schutz von Bedienenden bei. Dank der zuverlässigen Überwachung von Automatisierungssystemen verbunden mit der Echtzeitdatenübertragung können potenzielle Gefahrensituationen frühzeitig erkannt werden. So bleibt mehr Zeit, um Sicherheitsvorkehrungen zu ergreifen, was Unfälle und Betriebsstörungen minimiert und Verletzungen und Schäden bestenfalls verhindert. Beispielsweise entwickeln wir derzeit eine mit Not-Aus-Schaltern ausgestattete IO-Link E-Box, die zuverlässig Sicherheitskonzepte und -anwendungen im öffentlichen oder industriellen Umfeld ergänzt. 

Damit ist IO-Link zweifellos eine der vielversprechendsten Weiterentwicklungen im Bereich der industriellen Kommunikation. Durch ihre Vielseitigkeit, Flexibilität und Effizienz bietet die Verbindungstechnologie Unternehmen die Möglichkeit, ihre Prozesse zu optimieren und damit wettbewerbsfähig zu bleiben. In der sich rasant entwickelnden Digitalisierung und Automatisierung hin zur Industrie 4.0 und darüber hinaus, wird IO-Link mit größter Wahrscheinlichkeit eine immer wichtigere Rolle spielen und sich als unverzichtbarer Standard etablieren. 

Integrieren Sie jetzt IO-Link in Ihre Prozesse: Nutzen Sie dazu die smarten Lösungen von RAFI, die Sie individuell an Ihr Konzept und Ihre vorhandenen Systeme anpassen können. Weitere Informationen finden Sie in unserer IO-Link-Broschüre, auf der Produktseite oder im e-Catalog. Am liebsten beraten wir Sie persönlich. Nehmen Sie unverbindlich Kontakt auf. Wir freuen uns auf Ihre Anfrage.

Optimieren Sie jetzt mit unseren innovativen RAFI IO-Link-Lösungen Ihre Fertigungsprozesse – inklusive Plug-and-Play-Installation, einfacher Parametrierung und zuverlässiger Diagnose.