26•2014Für Entscheider von Automatisierungstechnik im Maschinenbau in Deutsch-land, Österreich und der Schweiz, der Automobil- und Nahrungsmittelindustrie

v Mit dem Vorteil der ungeschirmten Leitung sowie dem Merkmal, dass der IO-Link-Master die Sensorparameter speichert, sind mehr als 80% der An-wender zufrieden. v Mit der Zuweisung der Sensorpa-rameter über die Steuerung, dem Sensorsmartprofil und der Abwärts-kompatibilität von IO-Link für bi-näre Sensoren sind über 70% der An-wender zufrieden.

IO-Link reduziert Kosten bis zu 30% Darüber hinaus nannten 13% der An-wender Kostenreduzierung als Nutzen von IO-Link. Ein Werkzeugmaschinen-bauer begründet eine 30%ige Kostenre-duzierung: v„Der erste wesentliche Punkt ist die Reduzierung des Installationsauf-wands, damit einhergehend auch die Kostenreduzierung. Die Kostenredu-zierung veranschlagt man mit 30 %. Diese 30 % sind ein Mix aus Aufwand für teurere Hardware, verbilligte In-stallationskosten und Ersparnis bei den Arbeitszeiten der Mitarbeiter. Die

Kostenersparnis ist zwar für einen Ein-käufer nicht immer gleich einsichtig, weil er nur seine Einkaufskosten sieht. Alle Feldbussysteme sind zunächst teurer als die diskrete Verdrahtung. Erst der Mix aus Arbeitszeit der Mitar-beiter für Installation und Inbetrieb-nahme sowie aus den Materialkosten reduziert die Gesamtkosten auf 30%.“

Gründe, IO-Link nicht einzusetzen 53% der Maschinenbauer wol-len bis 2016 kein IO-Link ein-setzen. Über die Hälfte dieser Maschinenbauer führen dafür die Einsatzbedingungen an den Maschinen bzw. deren Eigenart und Baugröße an. v„Das rechnet sich bei uns nicht. Wir haben zu wenige Sensoren. Die Temperatursen-soren dagegen werden direkt analog/digital eingebaut.“ (Gummi/Kunststoffmaschinen) v„Wir haben kurze Wege, die Sensoren werden bereits mit Kabel von 1-6, max. 8 m Länge, geliefert, bei Anforderung so-gar auch mit Stecker.“ (Holzbearbeitungsmaschinen) v„Weil wir eine bekannte Technik haben, eine Lösung, die funktioniert. Von IO-Link erwartet man keine Kostenein-sparung, denn intelligente

Sensoren werden dadurch teurer und es sind nicht große Entfernungen in-nerhalb der Geräte zu überbrücken. Die Verdrahtung in der Maschine ist günstiger mit der vorhandenen Lö-sung.“ (Druck/Papiertechnik)

Repräsentative Untersuchung In dieser fünften Marktuntersuchung von Quest TechnoMarketing zu IO-Link wurden knapp 200 Firmen, das sind 30% der Maschinenbauer in 10 wichtigen Maschinenbau-Branchen mit 100 und mehr Beschäftigten, zu IO-Link interviewt.

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13% der Maschinenbauer nutzen IO-Link Zuerst hat sich IO-Link schrittweise und kontinuierlich entwickelt von 1% im Jahr 2007 auf 13% Ende 2013. Jetzt steht ein kräftiger Schub bevor.

Kräftiger Schub bis 2016 Bis 2016 wollen 47% der Maschinen-bauer IO-Link nutzen, also fast jeder zweite! Das bedeutet fast eine Verdrei-fachung in den nächsten drei Jahren. Auch die Präsenz von IO-Link an den Maschinen soll sich ausdehnen. Die Anzahl von Maschinen mit IO-Link soll deutlich über dem Wachs-tum der Maschinenproduktion um 15% bis 2016 liegen. Schließlich streben die heu-tigen Anwender für die Zu-kunft deutlich mehr IO-Link Sensoren pro Maschine an. Ei-nen solchen aus Erfahrung ge-schärften Blick haben die künftigen Erstanwender natür-lich noch nicht. Entsprechend beabsichtigen diese Maschi-nenbauer noch relativ wenige IO-Link Sensoren pro Maschi-ne. Was ist das Faustpfand da-für, dass IO-Link künftig mehr Anwender gewinnt und verstärkt an Maschinen eingesetzt wird?

Durchgängige Zufriedenheit der heu-tigen Anwender mit IO-Link Der mögliche Nutzen von IO-Link wurde in den Gesprächen bzw. Inter-views durch neun Nutzenaspekte um-fassend beleuchtet. v Mit den vier Nutzenaspekten „feld-busunabhängiger Anschluss, dreiadrige Standardleitung, mögliche zustandsba-sierte Wartung und reduziertes Schalt-schrankvolumen sind mehr als 90% der Anwender zufrieden.

Anwender sind mit IO-Link zufrieden, kräftiger Schub bis 2016 Gemäß einer Marktuntersuchung zu IO-Link von Quest TechnoMarketing Ende 2013 sind die allermeisten Maschinenbauer mit IO-Link zufrieden. IO-Link steht vor einem dynamisch verstärkten Einsatz bis 2016.

* AKTUELLE MARKT-UNTERSUCHUNGZU IO-LINK IM DEUTSCHEN MASCHINENBAU *

 0%                                                                100%

Dreiadrige Standardleitung

Zustandsbasierte Wartung

Reduziertes Schaltschrankvolumen

Ungeschirmte Leitung

Master speichert Parameter

Parameter über Stuerung

Smartsensorprofil

Abwärtskompatibilität

100%

95%

95%

94%

86%

86%

79%

75%

71%

Die Zufriedenheit mit dem Nutzen von IO-LinkAnteile der Anwender von IO-Link mit

"voll und ganz zufrieden" und "zufrieden"

Feldbusunabhäniger Anschluss

Quest trend Magazin

„Weniger Verdrahtungsaufwand, we-niger Störquellen, Kostenersparnis“ So brachte ein Maschinenbauer aus der Branche Textilmaschinen mit 50 Maschinen mit IO-Link bis 2016 seine Erfahrungen auf den Punkt. Das sind zugleich die drei Vorteile, auf die sich drei Viertel aller Vorteilsnennun-gen der Anwender von IO-Link konzentrieren. So heißt es auch aus anderen Branchen: v „Verdrahtungsersparnis, Reduzierung der Fehlerquellen.“ (Verpackungsmaschinen) v „Reduzierung Verdrahtung, Verlustfreie Über-tragung bei Analogsignalen, Kostenersparnis.“ (Holzbearbeitungsmaschinen) Ein Werkzeugmaschinenbauer vergleicht IO-Link mit Klemmkästen: v „Das Allerwichtigste ist, dass ich 16

Eingänge einsammeln kann mit einer nicht-störanfälligen Leitung. 2. Dass eine Leitung ganz dünn sein kann. Wir haben viele "Sackgassen" zum Greif-arm runter und dann zum nächsten. 3. dass wir keine Drähte anschließen müs-sen. Durch das Stecken erreichen wir die Fehlervermeidung. In der Vergangenheit hatten wir Klemmkästen. Aber das ist nicht mehr bezahlbar. Zwar sind die IO-Link-Module auch teuer, sie brauchen IP67, müssen ölfest sein, sind vergossen. Ich hat-te es mal gegengerechnet. Es kommen viele Faktoren gegeneinander. Das wichtigste ist die Arbeitszeit; denn bei den Klemmkästen steckt viel Kleinarbeit drin.“ Ein anderer Werkzeugmaschinenbauer

nimmt Inbetriebnahme und Service ins Visier: v „Es spart Verdrahtung, wir bekommen In-formationen über den Sensor für Diagnosen und es spart Inbetriebnahmezeiten und hilft im Service beim Wechsel des Sensors. Grob geschätzt verringert sich der Verdrahtungs-aufwand um 20% und etwa 10% der Zeiten für die Inbetriebnahmen.“ Schließlich vergleicht ein Maschinenbau-er aus Robotik und Automation IO-Link mit Feldbussen in der Sensor/Aktorebene: v „1. Die Verdrahtung ist einfacher 2. Es passt zu den eingesetzten Sensoren und der Verfügbarkeit der Geräte und 3. war es in den Einsatzfällen einfacher, weniger komplex von der Ansteuerung und der Auswertung her als über Profibus.“

„Wir brauchen immer mehr Sicher-heit im Regler…“ betont ein Maschinenbauer aus der Förder-technik und fährt fort: v „…durch den Wunsch nach dezentralem Auf-bau. Dann ist es nicht mehr möglich, außerhalb des Reglers was zu ma-chen, sondern es läuft dann über den sicheren Bus. Dafür müssen aber alle Sicherheitsfunktio-nen komplett enthalten sein, die Regler dürfen nicht verschiedene Ele-mente haben. Die Vorstel-lung ist, dass der Regler so breit ausgelegt ist, dass man lediglich mit-tels Software oder mittels Schalter die Sicherheits-stufe einstellen muss, je nachdem, an welcher Sicherheitsstufe der Regler tätig ist.“ Dieses beispielhafte Statement unter-streicht den wachsenden Einsatz von Inte-grierten Sicherheitsfunktionen im Einsatz von Servos bis 2016 im Maschinenbau gemäß einer Marktuntersuchung von Quest Techno-Marketing.

Schon jetzt nutzen 72% der Maschinen-bauer mit Servos Integrierte Sicherheits-funktionen, bis 2016 werden es über 82% der Maschinenbauer mit Servos sein.

Integrierte Sicherheitsfunktionen bis 2016 Wie häufig die Maschinenbauer die Inte-grierten Sicherheitsfunktionen einsetzen bzw. bis 2016 einsetzen werden, beantwor-tet das Diagramm. Alternativen zu Integrierten Sicher-heitsfunktionen im Servo sieht ein Ver-

packungsmaschinenbauer: v „Die integrierte Sicherheitstechnik ist bei uns im System, nicht aber im Servo integriert. Ein separates Hardwaregerät

von DINA überwacht die Geberleitungen und realisiert die Sicher-heitsfunktionen. Die-se Sicherheitstechnik muss nicht program-miert werden, sondern wird über Dip-Schalter eingestellt. Es arbeitet unabhängig vom einge-setzten Servofabrikat. So ist es möglich, Si-cherheitstechnik auch in Anlagen zu realisieren, die in weniger entwi-ckelten Ländern aufge-stellt werden.“ Auch wird Integrierte

Sicherheitstechnik unter Kostengesichts-punkten kritisch gesehen: v „Wir würden auch andere Sicherheits-funktionen nutzen, wenn die ohne Mehr-kosten verfügbar wären. Wir kaufen keine Servos, die teurer sind, nur weil sie Sicher-heitsfunktionen integriert haben.“ (Nahrungsmittelmaschinen)

26•2014

Anwender bewerten ihre Erfahrungen mit IO-Link Die Maschinenbauer, die IO-Link nutzen, nannten im Rahmen der Marktuntersuchung zu IO-Link die wichtigsten Vorteile.

Integrierte Sicherheitsfunktionen bei Servos bis 2016

Sicherheitsfunktionen im Servoeinsatz 2013-2016Nennungsanteile der Servoanwender

2013          2016

STO

SLS

SS 1 

SOS

SS 2 

SDI

SSM

SBC

0% 5% 10% 15% 20% 25% 30%

26%

19%

14%

12%

10%

6%

7%

8%

23%

18%

14%

12%

9%

8%

8%

8%

Inzwischen hat es sich herumgespro-chen: IO-Link, die feldbusunabhängi-ge herstellerübergreifende und nach IEC 61131-9 international zertifizierte Punkt-zu-Punkt Verbindung unterhalb der Bussysteme, verbindet Sensoren und Aktoren auf denkbar einfache Weise per

Dreidrahtkabel und Steckverbinder mit dem Automatisierungssystem. Verdrah-ten ist passé, Maschinen mit IO-Link Installationslösungen stehen schneller produktionsbereit beim Kunden. Use IO-Link steht für Universal, Smart und Easy: Universal bringt auf den Punkt, dass IO-Link herstellerü-bergreifend einsetzbar und mit sämtli-

chen Bussystemen kompatibel ist. Smart macht deutlich, dass IO-Link das Zeug für ganzheitliche Kommunikationslö-sungen hat. Und Easy bringt zum Aus-druck, dass IO-Link nahezu sämtliche Aufgaben vereinfacht, die mit der Her-stellung, dem Betrieb und der Wartung

einer Anlage zu tun haben. Besonders beeindruckt zeigen sich Anwender vom Grad der Installations-vereinfachung: Mit IO-Link gibt es kein umständliches Verdrahten, Schirm auf-legen, keine Klemmenkästen mehr. Nur noch per Dreidrahtleitung verbinden, stecken, fertig. Weil z. B. binäre I/O-Geräte bereits nahe am Prozessort auf

Sensorhubs gesteckt werden, reduziert sich nicht nur das Verkabelungsvolumen, sondern auch die Anzahl der Feldbus-Anschaltbaugruppen. Noch deutlicher treten die Vorteile bei analogen I/O-Geräten zu Tage: geschirmte Leitungen, Anschaltboxen und Zusatzkarten entfal-len, gleichzeitig steigt sowohl die Zuver-lässigkeit der Datenübertragung als auch die Messwertgenauigkeit. Bei Mixed Signal-Geräten enfallen Klemmenkäs-ten ebenso wie die Aufsplitterung nach analog/digital. Mit IO-Link lassen sich darüber hinaus auf einfache Weise in-telligente Parametrierungs- und Diag-nosekonzepte in Anlagen integrieren, die Kunden faktischen Mehrwert bieten. IO-Link reduziert die Typenvielfalt und Lagerhaltung, schlankere Anlagenent-würfe beanspruchen letztendlich einen geringeren footprint. Über den gesamten Lebenszyklus einer Maschine betrachtet gestaltet IO-Link Prozesse einfacher, effizienter und wirtschaftlicher. Für alle, die mit Kons-truktion, Betrieb, Wartung und Service einer Anlage zu tun haben. Dabei ist IO-Link nachweislich kostengünstiger als alternative Feldbus- oder RS-232 Lö-sungen. Bezieht man sämtliche Installa-tions-, Betriebs-, Wartungs- und Materi-alkosten mit ein, lassen sich mit IO-Link leicht 30% Kosten einsparen. Sagen jene, die mit IO-Link Erfahrungen gesammelt haben und die vielseitige Schnittstelle nicht mehr missen wollen. Für sie haben sich die an IO-Link gestellten Erwartun-gen in hohem Maße erfüllt.

Quest trend Magazin

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IO-Link Nutzer: Schnittstelle ist unterhalb der Busebene vorteilhaft

26•2014

Verbinden anstatt Verdrahten Laut aktueller Untersuchung von Quest TechnoMarketing steht IO-Link in den kom-menden Jahren vor allem in den Bereichen Werkzeug-, Verpackungsmaschinen sowie Robotik und Automation ein kräftiger Wachstumsschub bevor. Neben einfach schalten-den Detektoren steigt auf Prozessebene die Nachfrage nach intelligenter Sensorik und Aktorik. Zur einfachen standardisierten Anbindung per IO-Link gibt es an dieser Stelle praktisch kaum eine wirtschaftliche Alternative.

Geräteart Vorteile durch IO-Link

Binäre I/O Durch Verwendung von Sensorhubs: • Geringere Anzahl von Feldbus-Anschaltebaugruppen die dafür deutlich besser

ausgenutzt werden • Reduziertes Kabelvolumen in Kabelkanälen sowie in Schleppketten durch frühzeitige

Bündelung auf Sensorhubs • Reduziertes Schaltschrankvolumen und – footprint durch Verlagerung der I/O ins Feld

• Reduzierter Installationsaufwand

Analoge I/O • Fortfall D/A-und A/D-Wandler im Gerät und Steuerungsseitig• Fortfall geschirmter Leitungen• Störungsunempfindliche Signalübertragung über ungeschirmte Leitung• Verbesserte Messwertgenauigkeit

Mixed Signal I/O (analoge und binäre I/O auf einem Stecker) (z.B. Laserdistanzsensor, Drucksensor)

• Fortfall Klemmenkasten für Aufsplittung Kabel nach analog/digital

Mehrkanalige binäre I/O (z.B. Ventilinsel, Sensorhub, Signal-leuchte, HMI)

• Fortfall aufwendiger Parallelverdrahtung

Parametrierbare und diagnosefähige Geräte

• Fortfall HMI am Gerät (z. B. Display, Taster) • Kein mechanischer Zusatzaufwand an der Maschine für Zugänglichkeit des Sensors• einheitliche Parametrierschnittstelle (=IO-Link) • manuelle offline Parametrierung mit USB Master und Parametriertool • Inline Parametrierung von zentraler Stelle aus (keine Zugänglichkeit zum Sensor

erforderlich) • Programmgesteuerte Parametrierung über Funktionsbausteine • Durchgängige Diagnose bis zum Gerät • vollständig neue Möglichkeiten zu bedarfsorientierter Wartung

Kommunikationsfähige Geräte

• Kostengünstige Alternative zu Feldbus und z.B. RS-232• Kein Aufwand für Schnittstellentreiber • Standardisierte Steckverbinder • vollständig neue Geräte mit stark erweitertem Funktionsumfang bei gleichzeitig

drastisch vereinfachter Installation möglich

Albert Feinäugle Leiter Marketing Intelligence Balluff GmbHNeuhausen a.d.F. albert.feinaeugle@balluff.de

Deutscher Maschinenbau

Maschinenbauer erwarten jährlich 4,8% Wachstum bis 2016

Quest trend Magazin

Impressum Herausgeber: Quest TechnoMarketing, Dibergstraße 64, 44789 Bochum, Tel. 0234-34777, Fax 0234-332202, info@qtm.de, www.qtm.de, www.quest-trendmagazin.de. V.i.S.d.P.: Thomas Quest. Für den Inhalt der Gastbeiträge ist der jeweilige Verfasser verantwort-lich. Nachdruck oder elektronische Verbreitung sind nur mit schriftlicher Genehmigung von Quest TechnoMarketing gestattet. Alle Rechte vorbehalten. Alle Informationen von Quest TechnoMarketing erfolgen nach bestem Wissen und Gewissen. Für die Richtigkeit der uns in Inter-views gegebenen Informationen können wir keine Gewähr übernehmen. Gestaltung: design-muss-sein, Bochum, Druck: Druck-Service, Hagen.

26•2014

Dieser Durchschnittsgröße liegen breit gespannte Erwartungen von Produktions-rückgängen über Stagnation bis hin zu Wachstum von mehr als 50% zugrunde.

Die Wachstumserwartungen nannten Maschinenbauer in einer repräsentativen Marktuntersuchung von Quest TechnoMarke-ting Ende 2013.

Knapp die Hälfte ohne Wachstum 48% der Maschinenbauer sehen bis 2016 kein Wachstum (41%) oder sogar Rückgänge in der Produktion von Maschinen (7%). Diese zurückhaltende Einschätzung findet sich in allen Branchen des Maschinenbaus.

Die Wachstumserwartungen bedeuten 15% mehr Maschi-nen bis 2016. Über diesem Durch-schnittswert von 15% liegen die Branchen Fördertechnik, Robotik und Automation, Verpackungsmaschinen und Werkzeugmaschinen. Unterdurchschnit tl iche Wachstumserwartungen ha-ben die Maschinenbauer bei Druck- und Papiermaschinen, Gummi- und Kunststoffma-schinen, Holzbearbeitungs-maschinen und Textilmaschi-nen. Die Branche Bau/Glas/Keramikmaschinen zeigt durchschnittliche Wachstumserwar-tungen.

Wachstumserwartungen haben sich verbessert Noch Ende 2012 hatten die Maschinenbauer in einer Markt-untersuchung von Quest TechnoMarketing geringere Wachs-tumsaussichten geäußert, über die das Quest Trend Magazin Online berichtet hat. Damals lag der Anteil der Maschinenbau-er, die kein Wachstum oder sogar einen Rückgang erwarten, mit 56% höher als jetzt mit 48%. Die Produktion an Maschinen sollte bis 2016 um 11% ausgedehnt werden. Wie hängen diese geänderten Wachstumserwartungen und

ihre, damals wie heute, breite Spanne mit der wirtschaftlichen Entwicklung des Maschinenbaus zusammen?

Große Seitwärtsbewegung der Produktion des Maschinenbaus Die Produktion von Maschinen kletterte seit 2010 aus dem Kri-sentief und erreichte bis 2012 drei Mal Höchstwerte, allerdings ohne dass es gelang, das Vorkrisenniveau zu überschreiten. Seitdem ist die Aufwärtsentwicklung durch ein Auf und Ab, durch eine große Seitwärtsbewegung der Maschinenprodukti-

on, abgelöst worden. Diese Berg-und Talfahrt ohne neuen Aufwärtstrend erzeugt die breite Span-ne der Wachstumserwar-tungen der Maschinenbau-er. Die einen betonen mehr die Stagnation in dem Auf und Ab, die anderen sehen mögliche neue Absatzper-spektiven oder hoffen, von Schwächen ihrer Wettbe-werber zu profitieren. Seit Frühjahr 2012 hatte sich zusätzlich eine sinken-de Tendenz in der Maschi-nenproduktion entwickelt (gestrichelte Linie in der

Grafik). Diese konnte seit Herbst 2013 überwunden werden. Hier liegt die Grundlage für die verbesserten Wachstumserwar-tungen der Maschinenbauer.

Die Situation im deutschen Maschinenbau ordnet sich ganz konsistent in die weltwirtschaftliche Entwicklung ein. Wie sich die Industrieproduktion der führenden Industrieländern entwickelt, welche strukturellen Veränderungen entstanden sind, welche Trends die Industrieproduktion in den BRIC- und MIST-Länder zeigen, die ja wichtige Exportmärkte sind, all dies finden Sie mit Fakten belegt in der Online-Ausgabe dieses Magazins.

Quelle: Statistisches Bundesamt, Wiesbaden 2014

Wachstumserwartungen der Maschinenbauer bis 2016Prozentuale Anteile an Maschinenbauern

Wachstum 0%

10% < Wachstum <=20%

20% < Wachstum <=50%

Rückgang

5% <= Wachstum <=10%

50% < Wachstum0% 10% 20% 30% 40% 50%

41%

26%

21%

7%

5%

1%