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SIMATIC

IO-Link System

Funktionshandbuch

01/2013 A5E31637050-AA

Vorwort

Wegweiser 1

Systemübersicht 2

Einbindung in das Automatisierungssystem

3

Service & Support A

Siemens AG Industry Sector Postfach 48 48 90026 NÜRNBERG DEUTSCHLAND

A5E31637050-AA Ⓟ 01/2013 Änderungen vorbehalten

Copyright © Siemens AG 2013. Alle Rechte vorbehalten

Rechtliche Hinweise Warnhinweiskonzept

Dieses Handbuch enthält Hinweise, die Sie zu Ihrer persönlichen Sicherheit sowie zur Vermeidung von Sachschäden beachten müssen. Die Hinweise zu Ihrer persönlichen Sicherheit sind durch ein Warndreieck hervorgehoben, Hinweise zu alleinigen Sachschäden stehen ohne Warndreieck. Je nach Gefährdungsstufe werden die Warnhinweise in abnehmender Reihenfolge wie folgt dargestellt.

GEFAHR bedeutet, dass Tod oder schwere Körperverletzung eintreten wird, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden.

WARNUNG bedeutet, dass Tod oder schwere Körperverletzung eintreten kann, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden.

VORSICHT bedeutet, dass eine leichte Körperverletzung eintreten kann, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden.

ACHTUNG bedeutet, dass Sachschaden eintreten kann, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden.

Beim Auftreten mehrerer Gefährdungsstufen wird immer der Warnhinweis zur jeweils höchsten Stufe verwendet. Wenn in einem Warnhinweis mit dem Warndreieck vor Personenschäden gewarnt wird, dann kann im selben Warnhinweis zusätzlich eine Warnung vor Sachschäden angefügt sein.

Qualifiziertes Personal Das zu dieser Dokumentation zugehörige Produkt/System darf nur von für die jeweilige Aufgabenstellung qualifiziertem Personal gehandhabt werden unter Beachtung der für die jeweilige Aufgabenstellung zugehörigen Dokumentation, insbesondere der darin enthaltenen Sicherheits- und Warnhinweise. Qualifiziertes Personal ist auf Grund seiner Ausbildung und Erfahrung befähigt, im Umgang mit diesen Produkten/Systemen Risiken zu erkennen und mögliche Gefährdungen zu vermeiden.

Bestimmungsgemäßer Gebrauch von Siemens-Produkten Beachten Sie Folgendes:

WARNUNG Siemens-Produkte dürfen nur für die im Katalog und in der zugehörigen technischen Dokumentation vorgesehenen Einsatzfälle verwendet werden. Falls Fremdprodukte und -komponenten zum Einsatz kommen, müssen diese von Siemens empfohlen bzw. zugelassen sein. Der einwandfreie und sichere Betrieb der Produkte setzt sachgemäßen Transport, sachgemäße Lagerung, Aufstellung, Montage, Installation, Inbetriebnahme, Bedienung und Instandhaltung voraus. Die zulässigen Umgebungsbedingungen müssen eingehalten werden. Hinweise in den zugehörigen Dokumentationen müssen beachtet werden.

Marken Alle mit dem Schutzrechtsvermerk ® gekennzeichneten Bezeichnungen sind eingetragene Marken der Siemens AG. Die übrigen Bezeichnungen in dieser Schrift können Marken sein, deren Benutzung durch Dritte für deren Zwecke die Rechte der Inhaber verletzen kann.

Haftungsausschluss Wir haben den Inhalt der Druckschrift auf Übereinstimmung mit der beschriebenen Hard- und Software geprüft. Dennoch können Abweichungen nicht ausgeschlossen werden, so dass wir für die vollständige Übereinstimmung keine Gewähr übernehmen. Die Angaben in dieser Druckschrift werden regelmäßig überprüft, notwendige Korrekturen sind in den nachfolgenden Auflagen enthalten.

IO-Link System Funktionshandbuch, 01/2013, A5E31637050-AA 3

Vorwort

Zweck der Dokumentation Das vorliegende Funktionshandbuch vermittelt einen allgemein gültigen Überblick zum Kommunikationssystem IO-Link.

Dieses Funktionshandbuch zeigt das Zusammenspiel der verschiedenen Komponenten eines IO-Link Systems und dient zu Verbesserung des Allgemeinverständnisses zu IO-Link.

Erforderliche Grundkenntnisse Zum Verständnis der Dokumentation sind folgende Kenntnisse erforderlich:

● Allgemeine Kenntnisse auf dem Gebiet der Automatisierungstechnik

● Kenntnisse des Industrieautomatisierungssystems SIMATIC

● Kenntnisse im Umgang mit STEP 7

Gültigkeitsbereich der Dokumentation Die vorliegende Dokumentation gilt als Grundlagendokumentation für IO-Link Systeme bei Siemens. Die Produkt-Dokumentationen bauen auf dieser Dokumentation auf.

Weitere Unterstützung ● Informationen zum Angebot des Technical Support finden Sie im Anhang dieser

Dokumentation (Seite 31).

● Das Angebot an technischer Dokumentation für die einzelnen SIMATIC Produkte und Automatisierungssysteme finden Sie im Internet (http://www.siemens.com/simatic-tech-doku-portal).

● Den Online-Katalog und das Online-Bestellsystem finden Sie im Internet (http://mall.automation.siemens.com).

http://www.siemens.com/simatic-tech-doku-portal�

http://mall.automation.siemens.com/�

Vorwort

IO-Link System 4 Funktionshandbuch, 01/2013, A5E31637050-AA


Inhaltsverzeichnis

Vorwort ...................................................................................................................................................... 3

1 Wegweiser................................................................................................................................................. 7

2 Systemübersicht ........................................................................................................................................ 9

2.1 Vorteile von IO-Link .....................................................................................................................10

2.2 Übersicht IO-Link System ............................................................................................................11

2.3 IO-Link Schnittstelle .....................................................................................................................13

2.4 IO-Link Protokoll ..........................................................................................................................15

2.5 Geräteprofile ................................................................................................................................18

2.6 IODD und Port Configuration Tool - S7-PCT...............................................................................19

2.7 Unterschiede IO-Link Spezifikation V1.0 und V1.1......................................................................21

3 Einbindung in das Automatisierungssystem ............................................................................................ 23

3.1 Konfiguration des IO-Link Systems .............................................................................................23

3.2 Datenzugriff vom Automatisierungssystem und dem HMI-Gerät ................................................28

3.3 Device-Tausch im Betrieb............................................................................................................29

A Service & Support.................................................................................................................................... 31

Index........................................................................................................................................................ 35

Inhaltsverzeichnis



Wegweiser 1

Dokumentation Siemens bietet verschiedene IO-Link Produkte an. Jedes dieser Produkte verfügt über eine eigene Dokumentation. Die IO-Link Produke sind in Systeme eingebette, z. B. ET 200SP. Die Dokumentation zum System besteht aus dem jeweiligen Systemhandbuch, Funktions-handbüchern und Gerätehandbüchern. Außerdem unterstützt Sie die Online-Hilfe von STEP 7 und die Online-Hilfe vom Port Configuration Tool - S7-PCT bei der Projektierung und Programmierung Ihres Automatisierungssystems mit IO-Link.

IO-Link Komponenten von Siemens Siemens bietet ein umfangreiches Produktportfolio und Unterstützung für IO-Link an:

● Master

● Device, I/O-Module

● Device, industrielle Schaltgeräte

● Device, RFID-Systeme (RFID = radio-frequency identification)

● Port Configuration Tool - S7-PCT (http://support.automation.siemens.com/WW/view/de/37936752)

● Funktionsbausteine "IOL_CALL" für SIMATIC S7-300 und S7-400 (http://support.automation.siemens.com/WW/view/de/38487085)

● IO-Link Applikationsbeispiel (http://support.automation.siemens.com/WW/view/de/38006560)

Detaillierte Informationen zu den Produkten finden Sie im Internet (http://www.siemens.com/io-link).

Zusätzliche Dokumentation zu IO-Link Im Internet (http://support.automation.siemens.com/WW/view/de/29036712/133300) finden Sie die aktuelle Dokumentation zu den IO-Link Produkten zum kostenlosen Download.

http://support.automation.siemens.com/WW/view/de/37936752�



http://www.siemens.com/io-link�

http://support.automation.siemens.com/WW/view/de/29036712/133300�

Wegweiser



Systemübersicht 2

Einleitung Eine durchgängige Kommunikation bis in die unterste Feldebene sorgt für eine bessere Nutzung der Funktions- und Leistungsfähigkeit von Sensoren und Aktoren. Durch die bessere Nutzung der Sensoren und Aktoren betreiben Sie auch Ihre Maschinen und Anlagen produktiver.

Über die in der Sensor-/Aktorebene verwendeten Standard-Schnittstellen (digital, analog) lassen sich neben dem eigentlichen Prozesswert keine weiteren Daten austauschen. Sensoren und Aktoren bedienen mit integrierter Intelligenz immer komplexere Funktionen und benötigen eine entsprechend zugeschnittene Kommunikationsschnittstelle.

Definition IO-Link ist eine innovative und in der IEC 61131-9 spezifizierte Punkt-zu-Punkt-Kommunikationsschnittstelle für den Sensor-/Aktor-Bereich.

IO-Link besteht aus den folgenden Systemkomponenten:

● IO-Link Master

● IO-Link Device

● Ungeschirmte 3-Leiter-Standardleitung

● Engineeringtool zur Projektierung und Parametrierung von IO-Link

Systemübersicht 2.1 Vorteile von IO-Link


2.1 Vorteile von IO-Link Das System IO-Link bietet beim Anschluss von komplexen (intelligenten) Sensoren/Aktoren entscheidende Vorteile:

● Offener Standard nach IEC 61131-9

– Devices sind in gleicher Weise in alle gängigen Feldbussysteme und Automatisierungssystemen integrierbar.

● Toolunterstützte Parametereinstellung und zentrale Datenhaltung

– Schnelle Projektierung und Inbetriebnahme

– Einfache Erstellung der aktuellen Anlagendokumentation auch für Sensoren/Aktoren

● Einfache, einheitliche Verdrahtung und deutlich reduzierte Schnittstellenvielfalt an den Sensoren/Aktoren

– Reduzierung der Typenvielfalt und Lagerhaltung

– Schnelle Inbetriebnahme

– Reduzierung des Platzbedarfs

– Beliebige Kombination von IO-Link Devices und Sensoren/Aktoren ohne IO-Link am IO-Link Master

● Durchgängige Kommunikation zwischen Sensoren/Aktoren und der CPU

– Zugriff auf alle Prozessdaten, Diagnosedaten und Geräteinformationen

– Zugriff auf gerätespezifische Daten, z. B. Energiedaten

– Ferndiagnose durchführbar

● Durchgängige Diagnoseinformationen bis in die Sensor-/Aktor-Ebene

– Reduzierung des Aufwandes bei der Fehlersuche

– Minimierung der Ausfallrisiken

– Vorbeugende Wartung und Optimierung der Wartungs- und Instandhaltungsplanung

● Dynamische Änderung der Sensor-/Aktorparameter durch die Steuerung oder den Bediener am HMI

– Reduzierung von Stillstandszeiten bei Produktwechsel

– Erhöhung der Produktvielfalt der Maschine

● Automatische Nachparametrierung bei Gerätetausch im laufenden Betrieb

– Minimierung von Stillstandszeiten

– Gerätetausch durch ungeschultes Personal ohne zusätzliche Hilfsmittel

– Vermeidung von Fehleinstellungen

Systemübersicht 2.2 Übersicht IO-Link System


2.2 Übersicht IO-Link System

Komponenten Ein IO-Link System besteht aus folgenden Komponenten:

● IO-Link Master

● IO-Link Device, z, B.:

– Sensoren/Aktoren

– RFID-Reader

– I/O-Module

– Ventile

● Ungeschirmten 3-Leiter-Standardleitungen

● Engineeringtool zur Projektierung und Parametrierung von IO-Link

Systemübersicht 2.2 Übersicht IO-Link System


Beispielanlage mit IO-Link Das folgende Bild zeigt ein Beispiel für eine Anlagenarchitektur mit IO-Link.

Visualisierung:SIMATIC HMI WinCC

Feldinstallation

SIMATICET 200eco PN

mit IO-Link Master

K20IO-Link Modul

Standard Sensoren

RFID-System RF200

RFID-System RF200

SIRIUS Relais 3RS14/3RS15

SIRIUS Überlast-

relais 3RB24

SIRIUS Schütz 3RT2 mit SIRIUS Relais 3RR24

SIRIUS Verbraucherab-

zweige 3RA2 mit Funktions-

modulen 3RA27

SIRIUS Kompaktab-zweige 3RA6

SIRIUS Relais 3UG48

IO-LinkET 200S

mit IO-Link Master

Automatisierungssystem S7-300/S7-400

Schaltschrank-Installation

S7-PCT

Aktoren

PROFINET

Bild 2-1 Anlagenarchitektur mit IO-Link

Der IO-Link Master stellt die Verbindung zwischen den IO-Link Devices und dem Automatisierungssystem her. Als Bestandteil eines Peripheriesystems ist der IO-Link Master entweder im Schaltschrank oder als Remote-I/O, in Schutzart IP65/67, direkt im Feld installiert. Der IO-Link Master kommuniziert über verschiedene Feldbusse oder produktspezifische Rückwandbusse. Ein IO-Link Master kann mehrere IO-Link Ports (Kanäle) besitzen. An jedem Port ist ein IO-Link Device anschließbar (Punkt-zu-Punkt-Kommunikation).

Engineering Das Engineering des IO-Link Systems erfolgt parallel zum Engineering des Gesamtauto-matisierungssystems und kann in dieses eingebettet und mit diesem verzahnt sein.

Systemübersicht 2.3 IO-Link Schnittstelle


2.3 IO-Link Schnittstelle

Einleitung Bei IO-Link handelt es sich um eine serielle, bidirektionale Punkt-zu-Punkt-Verbindung für Signalübertragung und Energieversorgung unterhalb beliebiger Netzwerke, Feldbusse bzw. Rückwandbusse.

Anschlusstechnik in IP65/67 Für die Anschlusstechnik in IP65/67 sind u. a. M12-Steckverbinder definiert worden, wobei Sensoren einen 4-poligen Stecker und Aktoren einen 5-poligen Stecker haben. IO-Link Master verfügen grundsätzlich über eine 5-polige M12-Buchse.

Die Anschlussbelegung ist laut IEC 60974-5-2 wie folgt spezifiziert:

● Pin 1: 24 V

● Pin 3: 0 V

● Pin 4: Schalt- und Kommunikationsleitung (C/Q)

Über diese 3 Pins wird neben der IO-Link Kommunikation auch eine Energieversorgung des Devices mit maximal 200 mA realisiert.

Bild 2-2 Anschlussbelegung IO-Link Device

Systemübersicht 2.3 IO-Link Schnittstelle


Porttypen in IP65/67 In der Spezifikation für IO-Link Master werden zwei Typen von Ports unterschieden:

● Port Class A (Typ A) Bei diesem Typ sind die Funktionen der Pins 2 und 5 nicht vorgegeben. Diese Funktionen definiert der Hersteller. Üblicherweise wird Pin 2 mit einem zusätzlichen Digitalkanal belegt.

Bild 2-3 Anschlussbelegung Port Class A

● Port Class B (Typ B) Dieser Typ bietet eine zusätzliche Versorgungsspannung und ist für den Anschluss von Devices geeignet, die einen erhöhten Strombedarf aufweisen. Hierbei wird über die Pins 2 und 5 eine zusätzliche (galvanisch getrennte) Versorgungsspannung bereitgestellt. Zur Nutzung dieser zusätzlichen Versorgungsspannung wird eine 5-Leiter-Standardleitung benötigt.

Bild 2-4 Anschlussbelegung Port Class B

Verbindungsleitung Die Verbindung der Devices mit dem Master wird über maximal 20 m lange, ungeschirmte 3-Leiter-Standardleitungen realisiert. Für die Verdrahtung der Sensoren sind Standardleitungen einsetzbar. Eine Schirmung oder die Beachtung spezifischer Richtlinien beim Verlegen der Leitungen ist nicht notwendig.

Systemübersicht 2.4 IO-Link Protokoll


2.4 IO-Link Protokoll

Betriebsarten Die IO-Link Ports des Masters lassen sich in den folgenden Betriebsarten betreiben:

● IO-Link: In der Betriebsart "IO-Link" befindet sich der Port in der IO-Link-Kommunikation.

● DI: In der Betriebsart "DI" verhält sich der Port wie ein Digitaleingang.

● DQ: In der Betriebsart "DQ" verhält sich der Port wie ein Digitalausgang.

● Deaktiviert: Die Betriebsart "Deaktiviert" ist für unbenutzte Ports verwendbar.

Übertragungsgeschwindigkeit In der IO-Link-Spezifikation V1.1 sind für die IO-Link Betriebsart drei Datenübertragungsraten (Baudraten) spezifiziert:

● COM 1 = 4,8 kBaud

● COM 2 = 38,4 kBaud

● COM 3 = 230,4 kBaud (optional nach Spezifikation V1.0)

Ein IO-Link Device unterstützt ausschließlich eine der definierten Datenübertragungsraten. Der IO-Link Master nach Spezifikation V1.1 unterstützt alle Datenübertragungsraten und passt sich automatisch an die vom Device unterstützte Datenübertragungsrate an.

Reaktionszeit des IO-Link Systems Die Reaktionszeit des IO-Link Systems gibt Auskunft über die Häufigkeit und Geschwindigkeit der Datenübertragung zwischen Device und Master. Die Reaktionszeit hängt von verschiedenen Faktoren ab.

In der Gerätebeschreibungsdatei IODD des Devices (Seite 19) ist ein Wert für die minimale Zykluszeit des Devices hinterlegt. Dieser Wert gibt an, in welchen Zeitabständen der Master das Device ansprechen darf. Der Wert hat großen Einfluss auf die Reaktionszeit. Zusätzlich verfügt der Master über eine interne Bearbeitungszeit, die mit in die Berechnung der Reak-tionszeit eingeht.

An einem Master sind Devices mit unterschiedlicher minimaler Zykluszeit konfigurierbar. Entsprechend unterschiedlich ist für diese Devices die Reaktionszeit. D. h. die Reaktionszeiten für unterschiedliche Devices an einem Master können stark voneinander abweichen.

Sie können in der Projektierung des Masters, neben der in der IODD hinterlegten devicespezifischen minimalen Zykluszeit, auch eine feste Zykluszeit vorgeben. Dann spricht der Master das Device entsprechend dieser Vorgabe an.

Die typische Reaktionszeit für ein Device ergibt sich damit aus der wirksamen Zykluszeit des Devices und der typischen internen Bearbeitungszeit des Masters.



Übertragungsgüte IO-Link ist ein sehr robustes Kommunikationssystem. Dieses Kommunikationssystem arbeitet mit einem 24 V-Pegel. Wenn Übertragungen fehlschlagen, so wird das Telegramm noch 2-mal wiederholt. Erst nach dem Fehlschlagen des 2. Wiederholversuchs erkennt der IO-Link Master einen Kommunikationsabbruch und meldet diesen an die übergeordnete CPU.

Datenarten Grundsätzlich stehen vier Datenarten zur Verfügung:

● Prozessdaten → Zyklische Daten

● Wertstatus → Zyklische Daten

● Gerätedaten → Azyklische Daten

● Ereignisse → Azyklische Daten

Prozessdaten Die Prozessdaten der Devices werden in einem Datentelegramm zyklisch übertragen, wobei die Prozessdatengröße durch das Device festgelegt ist. Je Device sind Prozessdaten von 0 bis 32 byte möglich (jeweils Input und Output). Die Konsistenzbreite der Übertragung ist nicht fest vorgegeben und damit masterabhängig.

Wertstatus Jeder Port besitzt einen Wertstatus (PortQualifier). Der Wertstatus zeigt an, ob die Prozess-daten gültig oder ungültig sind. Der Wertstatus wird mit den Prozessdaten zyklisch über-tragen. Per Voreinstellung ist der Wertstatus deaktiviert.

Gerätedaten Gerätedaten können Parameter, Identifikationsdaten und Diagnoseinformationen sein. Sie werden azyklisch und auf Anfrage des IO-Link Masters ausgetauscht. Gerätedaten können in das Device geschrieben (Write) als auch aus dem Device gelesen (Read) werden.



Ereignisse Beim Auftreten eines Ereignisses signalisiert das Device dem Master, dass ein Ereignis vorliegt. Der Master liest daraufhin das Ereignis aus. Ereignisse können Fehlermeldungen (z. B. Kurzschluss) und Warnungen/Maintenance Daten (z. B. Verschmutzung, Überhitzung) sein.

Fehlermeldungen werden vom Device über den IO-Link Master zur CPU oder zum HMI übertragen.

Der IO-Link Master kann auch seinerseits Ereignisse und Zustände übertragen. Solche Ereignisse sind z. B. Drahtbruch, Kommunikationsabbruch oder Überlast.

Die Übertragung von Device Parametern oder Ereignissen erfolgt unabhängig von der zyklischen Übertragung der Prozessdaten. Die Übertragungen beeinflussen bzw. beeinträchtigten sich nicht gegenseitig.

Anlauf des IO-Systems Ist der Port des Masters auf IO-Link Modus eingestellt, versucht der IO-Link Master mit dem angeschlossenen IO-Link Device zu kommunizieren. Dazu sendet der IO-Link Master ein definiertes Signal und wartet auf die Antwort des IO-Link Devices.

Der IO-Link Master versucht zuerst eine Kommunikation mit der höchsten definierten Daten-übertragungsrate. Bei einem Misserfolg versucht der IO-Link Master eine Kommunikation mit der nächstniedrigen Datenübertragungsrate. Das Device unterstützt immer nur eine definierte Datenübertragungsrate.

Wenn der Master eine Antwort empfängt, beginnt die Kommunikation. Zunächst tauschen sie die Kommunikationsparameter aus. Gegebenenfalls werden im System gespeicherte Parameter an das Device übertragen.

Anschließend wird mit dem zyklischen Datenaustausch der Prozessdaten und des Wertstatus begonnen.

Systemübersicht 2.5 Geräteprofile


2.5 Geräteprofile

Einleitung Um die Zugriffe des Anwenderprogramms der CPU auf die Devices zu vereinheitlichen, sind für IO-Link Geräteprofile definiert.

In den Geräteprofilen sind die Datenstruktur, die Dateninhalte und die Basisfunktionalität festgeschrieben. Damit wird für eine Vielzahl unterschiedlicher Devices, die dem gleichen Geräteprofil entsprechen, eine einheitliche Anwendersicht und ein identischer Programmzu-griff erreicht.

Profile für IO-Link Derzeit ist für IO-Link das Geräteprofil "Smart Sensor Profil" definiert. Dieses Profil eignet sich speziell für messende Sensoren. D. h., neben Schaltpunkten werden auch Messwerte übertragen.

Darüber hinaus unterstützen die Schaltgeräte (z. B. Schütze) das in der IEC 61915-2 definierte LVSG-Profil (Low Voltage Switchgear).

Systemübersicht 2.6 IODD und Port Configuration Tool - S7-PCT


2.6 IODD und Port Configuration Tool - S7-PCT

Gerätebeschreibung IODD Für jedes Device steht eine elektronische Gerätebeschreibung zur Verfügung, die IODD-Datei (IO Device Description). Die IODD hält für die Systemintegration vielfältige Informationen bereit:

● Kommunikationseigenschaften

● Geräteparameter mit Wertebereich und Defaultwert

● Identifikation-, Prozess- und Diagnosedaten

● Gerätedaten

● Textbeschreibung

● Bild des Devices

● Logo des Herstellers

Der Aufbau der IODD ist für alle Devices aller Hersteller gleich. Von den IO-Link Konfigura-tionstools der Master-Hersteller (bei Siemens S7-PCT) wird der Aufbau der IODD immer auf die gleiche Art und Weise dargestellt. Daher ist die gleiche Handhabung für alle IO-Link Devices herstellerunabhängig garantiert.

Für Devices, die sowohl V1.0 als auch V1.1 Funktionalität unterstützen, stehen zwei unterschiedliche IODD-Versionen zur Verfügung.

IO-Link Konfigurationstool Um das gesamte IO-Link System zu konfigurieren, werden Konfigurationstools benötigt. Die IO-Link Konfigurationstools der Master-Hersteller sind in der Lage IODDs einzulesen.

Zu den wichtigsten Aufgaben des IO-Link Konfigurationstools gehören:

● die Zuordnung der Devices zu den Ports des Masters

● die Adresszuordnung der Ports innerhalb des Adressbereichs des Masters

● die Parametrierung der IO-Link Devices

Darüber hinaus sind die angeschlossenen Devices diagnostizierbar.

Das IO-Link Konfigurationstool erlaubt damit eine transparente Darstellung des IO-Link Systems bis in die Feldebene.

Siemens stellt für das Engineering des IO-Link Systems S7-PCT zur Verfügung.

Systemübersicht 2.6 IODD und Port Configuration Tool - S7-PCT


S7-PCT mit IODD eines Devices Das folgende Bild zeigt einen Ausschnitt aus S7-PCT mit IODD eines Devices und den enthaltenen Geräteinformationen.

Bild 2-5 S7-PCT mit IODD eines Devices und den enthaltenen Geräteinformationen

Systemübersicht 2.7 Unterschiede IO-Link Spezifikation V1.0 und V1.1


2.7 Unterschiede IO-Link Spezifikation V1.0 und V1.1

Spezifikation Die technische Definition des IO-Link Systems ist in einer Spezifikation des IO-Link Konsortiums beschrieben. In einem ersten Schritt entstand die Spezifikation Version 1.0. Die Weiterentwicklung und Funktionserweiterungen des IO-Link Systems führten zur Version 1.1.

Die wesentlichen Erweiterungen der Version 1.1 sind:

● Parametrierserverfunktion (Data storage)

● Datenübertragungsrate 230,4 kBaud ist für IO-Link Master mandatory

Kombination von IO-Link Geräten Bei Kombination von IO-Link Geräten beachten Sie folgende Punkte:

● Am IO-Link Master nach V1.0 sind ausschließlich IO-Link Devices nach V1.0 betreibbar.

● Am IO-Link Master nach V1.1 sind IO-Link Devices nach V1.0 und V1.1 betreibbar.

● Die Parametrierserverfunktion und die Datenübertragungsrate 230,4 kBaud des IO-Link Masters nach V1.1 sind nur dann nutzbar, wenn diese Funktionen auch vom IO-Link Device unterstützt werden.

Systemübersicht 2.7 Unterschiede IO-Link Spezifikation V1.0 und V1.1



Einbindung in das Automatisierungssystem 33.1 Konfiguration des IO-Link Systems

Einleitung Die Konfiguration eines IO-Link Systems erfolgt in mehreren Schritten. Im ersten Schritt wird der IO-Link Master in das Automatisierungssystem eingebunden und konfiguriert. Im zweiten Schritt werden die IO-Link Devices parametriert.

Einbindung in STEP 7 Bei Verwendung einer SIMATIC S7-CPU setzen Sie zur Konfiguration das Engineeringtool STEP 7, V5.x bzw. STEP 7 TIA-Portal ein. In der Konfiguration wird das IO-Link System durch den IO-Link Master repräsentiert und durch die entsprechende Gerätebeschreibung eingebunden (z. B. GSD). Dabei kann der IO-Link Master selbst ein Feldbusteilnehmer (z. B. ET 200eco PN IO-Link Master) oder ein Teil eines modularen IO-Systems sein, das mit dem Feldbus verbunden ist (z. B. IO-Link Master ET 200SP). In beiden Fällen werden die Anzahl der Ports, der Adressumfang und die Moduleigenschaften beschrieben. Jedoch gibt es keine weiteren Informationen über das IO-Link System, z. B. über die anzuschließenden IO-Link Devices.

Beispielkonfiguration in STEP 7 TIA-Portal Das folgende Bild zeigt eine PROFINET Konfiguration, in die PROFINET Devices ET 200SP und ET 200ecoPN mit IO-Link Mastern eingebunden sind.

Bild 3-1 Konfiguration eines PROFINET Netzwerks mit unterlagerten IO-Link Mastern

In der Gerätesicht des PROFINET Devices werden die Adressbereiche für den Austausch der zyklischen Daten (Prozesswerte) von IO-Link festgelegt.



Bild 3-2 Gerätesicht mit Einstellung des Adressbereichs von IO-Link



Port Configuration Tool - S7-PCT Um die Systemarchitektur vollständig und bis zum IO-Link Device transparent darzustellen und um das IO-Link System im Detail zu konfigurieren und zu parametrieren ist S7-PCT notwendig.

Starten Sie S7-PCT aus der Hardware Konfiguration von STEP 7. S7-PCT zeigt alle in der Automatisierung konfigurierten Siemens IO-Link Master an. Nach Auswahl eines IO-Link Masters können Sie dessen IO-Link Ports die gewünschten IO-Link Devices zuordnen. Dazu wählen Sie aus dem Gerätekatalog die entsprechenden Geräte (bzw. deren IODDs) aus und ziehen diese an den IO-Link Master Port.



Beispielkonfiguration in S7-PCT Das folgende Bild zeigt die Konfiguration eines IO-Link Masters in S7-PCT.

Bild 3-3 Konfiguration eines IO-Link Masters in S7-PCT

In dieser Sicht von S7-PCT werden Ihnen vielfältige Informationen angezeigt: ● Übergeordneter Feldbus und Übersicht bzw. Struktur der unterlagerten IO-Link Master

(linker Baum) ● Detailinformation des angewählten IO-Link Masters ● Aktuelle Konfiguration der IO-Link Ports des angewählten IO-Link Masters ● Detailinformationen des angewählten IO-Link Devices ● Gerätekatalog mit den IODDs der IO-Link Devices unterschiedlicher Hersteller

(rechter Baum)



Adressbereich der Ports Neben der Zuordnung der IO-Link Devices zu den IO-Link Master Ports sind die bereits voreingestellten Adressbereiche der Ports veränderbar. In diesen Adressbereichen überträgt der IO-Link Master die Prozesswerte, die er vom IO-Link Device erhält, und stellt die Prozesswerte dem übergeordneten Automatisierungssystem zur Verfügung.

Zum Einstellen des Adressbereichs wählen Sie das Register "Adressen" aus (siehe vorheriges Bild).

Device Parameter einstellen Die Anpassung der Devices an die jeweilige applikative Aufgabe erfordert spezifische Para-metereinstellungen. Die möglichen Parameter und Einstellwerte sind in der IODD jedes Devices enthalten. Sie stellen die Device-Parameter direkt in S7-PCT ein.

Wählen Sie dazu, nach Auswahl des entsprechenden Devices, im Projektbaum (linker Baum) das Register "Parameter" aus.

Bild 3-4 Einstellung der Parameterwerte des IO-Link Devices

Einbindung in das Automatisierungssystem 3.2 Datenzugriff vom Automatisierungssystem und dem HMI-Gerät


Ausgehend von den angezeigten Voreinstellungen können Sie die Werte im definierten Wertebereich ändern und speichern.

Die Konfiguration des IO-Link Systems und die Parameter der Devices stehen dem IO-Link System sowie dem gesamten Automatisierungsprojekt zur Verfügung. Sie haben die Möglichkeit, die Konfiguration und die Parameter zu speichern und zu drucken.

3.2 Datenzugriff vom Automatisierungssystem und dem HMI-Gerät

Zyklischer Datentausch Um die zyklischen Prozessdaten zwischen einem IO-Link Device und einer CPU auszutauschen, werden die IO-Link Daten vom IO-Link Master auf die zuvor eingestellten Adressbereiche gelegt. Das Anwenderprogramm der CPU greift über diese Adressen auf die Prozesswerte zu und verarbeitet diese. In umgekehrter Weise wird der zyklische Datenaustausch von der CPU zum IO-Link Device (z. B. IO-Link Aktor) durchgeführt.

Azyklischer Datentausch Der Austausch azyklischer Daten, wie Device Parameter oder Ereignisse, erfolgt über einen festgelegten Index- und Subindex-Bereich. Die CPU greift über Systemmechanismen darauf zu (z. B. bei Online-Funktionen wie das Auslesen des Status). Unter Verwendung des Index- und Subindex-Bereichs können Sie gezielt auf Daten des Devices zugreifen (z. B. für eine Umparametrierung des Devices oder Masters im laufenden Betrieb).

Programmierung des Anwenderprogramms Neben der Projektierung und Parametrierung des IO-Link Systems und der Einbindung in die Gesamtautomation ist die Programmierung des Anwenderprogramms der CPU eine weitere Aufgabe.

Zur Unterstützung der Programmierung azyklischer Zugriffe bietet Siemens für die Automatisierungssysteme SIMATIC S7-300 und S7-400 für IO-Link den Funktionsbau-stein/Anweisung "IOL_CALL" an.

Mit dieser Anweisung werden (Parameter)-Daten zu einem IO-Link Device geschrieben bzw. von einem IO-Link Device gelesen. Die Daten werden auf dem IO-Link Device mit Index und Subindex eindeutig adressiert. Den Aufbau der Datenobjekte entnehmen Sie der jeweiligen Dokumentation des IO-Link Devices.

Applikationsbeispiel Ein IO-Link Applikationsbeispiel finden Sie im Internet (http://support.automation.siemens.com/WW/view/de/38006560).

In diesem Applikationsbeispiel ist das Lesen und Schreiben von Prozess- und Parametrier-daten von IO-Link Mastern und -Schaltgeräten und die Visualisierung am HMI realisiert. Dabei ist die CPU- und HMI-Projektierung so ausgeführt, dass diese mit geringem Aufwand in eigene Projekte integrierbar sind.


Einbindung in das Automatisierungssystem 3.3 Device-Tausch im Betrieb


3.3 Device-Tausch im Betrieb

Einleitung Der Tausch eines Devices im laufenden Betrieb ist ein immer wieder auftretendes Szenario und darf nicht zu längeren Stillstandszeiten der Anlage führen. Führen Sie einen Geräte-tausch schnell durch und vermeiden Sie Fehleinstellungen. Der Geräteaustausch ist auch von Bedienpersonal ohne spezielles Wissen und Hilfsmittel möglich.

Parametrierserverfunktion Die während des Engineerings mit S7-PCT und IODD eingestellten Device-Parameter werden dem Device übergeben. Das Device speichert diese Parameter spannungsausfall-sicher. Diese Parameter können zu einem beliebigen Zeitpunkt über S7-PCT oder von der CPU/HMI aus verändert und im Device gespeichert werden.

Bei der Sicherung der Parameterdaten des Devices in den Master werden folgende Fälle unterschieden:

1. Sie haben die Device-Parameter über S7-PCT eingestellt und mit einem Download an die Devices übertragen, dann wird die Sicherung durch S7-PCT ausgelöst (Voreinstellung im Reiter "Data Storage").

2. Sie haben die Device-Paramter im S7-PCT online verändert, dann müssen Sie anschließend die Sicherung explizit anstoßen. Dazu lösen Sie in S7-PCT im Reiter „Data Storage“ die Sicherung aus.

3. Sie haben die Device-Parameter mittels einer Parameterübertragung durch die CPU/HMI verändert, dann müssen Sie die Sicherung durch ein Systemkommando im Anschluss der Parameterübertragung auslösen. Dazu überträgen Sie ein Systemkommando auf den Index 2 und den Subindex 0 des Devices mit der Codierung 0x05. Wenn die Device-Parameter im Master gesichert wurden, dann stellt der Master beim Tausch des Devices diese Parameter dem neuen Device automatisch zur Verfügung.

Damit wird der Device-Tausch unterstützt, da die Parametrierung des neuen Devices automatisch vom IO-Link Master erfolgt. Voraussetzung für die Nutzung der Parametrier-serverfunktion ist die Implementierung der IO-Link Spezifikation V1.1 im Master und in den Devices.

Master und Devices nach IO-Link Spezifikation V1.0 beherrschen diese Funktion nicht. In diesen Fällen wird die Speicherung der Device-Parameter im übergeordneten Automati-sierungssystem empfohlen. Nutzen Sie zur Parameterspeicherung und der Neuparametrier-ung eines getauschten Devices die Funktionsbaustein/Anweisung "IOL_CALL".

Einbindung in das Automatisierungssystem 3.3 Device-Tausch im Betrieb



Service & Support A

Einzigartiges Komplettangebot über den gesamten Lebenszyklus Ob Maschinenbauer, Lösungsanbieter oder Anlagenbetreiber: Das Dienstleistungsangebot von Siemens Industry Automation und Drive Technologies beinhaltet umfassende Services für unterschiedlichste Anwender in allen Branchen der Fertigungs- und Prozessindustrie.

Rund um unsere Produkte und Systeme bieten wir durchgängige und strukturierte Dienstleistungen an, die in jeder Lebensphase Ihrer Maschine oder Anlage wertvolle Unterstützung leisten – von der Planung und Realisierung über die Inbetriebnahme bis hin zu Instandhaltung und Modernisierung.

Unser Service & Support begleitet Sie weltweit in allen Belangen rund um die Automatisierungs- und Antriebstechnik von Siemens. In mehr als 100 Ländern direkt vor Ort und über alle Phasen des Lebenszyklus Ihrer Maschinen und Anlagen hinweg.

Ein erfahrenes Team von Spezialisten steht Ihnen mit gebündeltem Know-how tatkräftig zur Seite. Regelmäßige Schulungen und ein intensiver Kontakt unserer Mitarbeiter untereinander – auch über Kontinente hinweg – sichern einen zuverlässigen Service für vielfältigste Bereiche

Service & Support


Online Support Die umfassende Online-Infoplattform rund um unseren Service & Support unterstützt Sie zu jeder Zeit von jedem Ort der Welt aus.

Sie finden den Online Support unter folgender Adresse im Internet (http://www.siemens.com/automation/service&support).

Technical Consulting Unterstützung bei der Planung und Konzeption Ihres Projektes: Von der detaillierten Ist-Analyse und Zieldefinition über die Beratung zu Produkt- und Systemfragen bis zur Ausarbeitung der Automatisierungslösung.

Technical Support Die kompetente Beratung bei technischen Fragen mit einem breiten Spektrum an bedarfsgerechten Leistungen rund um unsere Produkte und Systeme.

Sie finden den Technical Support unter folgender Adresse im Internet (http://www.siemens.com/automation/support-request).

Training Bauen Sie Ihren Vorsprung aus – durch praxisbezogenes Knowhow direkt vom Hersteller.

Sie finden unser Trainingsangebot unter folgender Adresse im Internet (http://www.siemens.com/sitrain).

Engineering Support Unterstützung bei der Projektierung und Entwicklung mit bedarfsgerechten Leistungen von der Konfiguration bis zur Umsetzung eines Automatisierungsprojekts.

Field Service Mit dem Field Service bieten wir Dienstleistungen rund um die Inbetriebnahme und Instandhaltung an - damit die Verfügbarkeit Ihrer Maschinen und Anlagen in jedem Fall sichergestellt ist.

Ersatzteile Anlagen und Systeme in allen Branchen weltweit müssen immer verfügbarer laufen. Wir unterstützen Sie dabei, dass es erst gar nicht zum Stillstand kommt: mit einem weltweiten Netzwerk und optimalen Logistikketten.

Reparaturen Stillstandzeiten bedeuten Ärger im Betrieb und unnötige Kosten. Wir helfen Ihnen, beides so gering wie möglich zu halten – und bieten Ihnen weltweit Reparaturmöglichkeiten an.

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Service & Support


Optimierung Im Laufe der Betriebszeit von Maschinen oder Anlagen ergibt sich oftmals ein hohes Potenzial, die Produktivität zu steigern oder Kosten einzusparen.

Um dieses zielgerichtet für Sie aufzuspüren, bieten wir Ihnen eine ganze Reihe an Dienstleistungen rund um die Optimierung an.

Modernisierung Auch bei Modernisierungen können Sie auf unsere Unterstützung bauen – mit umfassenden Dienstleistungen von der Planung bis zur Inbetriebnahme.

Serviceprogramme Unsere Service Programme sind ausgesuchte Dienstleistungspakete für eine System- oder Produktgruppe der Automatisierungs- und Antriebstechnik. Die einzelnen Services sind entlang des Lebenszyklus nahtlos aufeinander abgestimmt und unterstützen den optimalen Einsatz Ihrer Produkte und Systeme.

Dabei können die Dienstleistungen eines Service Programms jederzeit flexibel angepasst und unabhängig voneinander eingesetzt werden.

Beispiele von Serviceprogrammen:

● Serviceverträge

● Plant IT Security Services

● Life Cycle Services für Antriebstechnik

● SIMATIC PCS 7 Life Cycle Services

● SINUMERIK Manufacturing Excellence

● SIMATIC Remote Support Services

Vorteile auf einen Blick:

● Minimierte Stillstandzeiten für mehr Produktivität

● Optimale Instandhaltungskosten durch maßgeschneiderten Leistungsumfang

● Kalkulierbare und damit planbare Kosten

● Servicesicherheit durch zugesicherte Reaktions- und Ersatzteillieferzeiten

● Ergänzung und Entlastung des betriebseigenen Servicepersonals

● Kompletter Service aus einer Hand weniger Schnittstellen und mehr Know-how

Ansprechpartner Für Sie vor Ort, weltweit: Partner für Beratung, Verkauf, Training, Service, Support, Ersatzteile... zum gesamten Angebot von Industry Automation and Drive Technologies.

Ihren persönlichen Ansprechpartner finden Sie in unserer Ansprechpartner-Datenbank im Internet (http://www.siemens.com/automation/partner).

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Service & Support



Index

A Anlauf des IO-Systems, 17 Anschlusstechnik in IP65/67, 13 Applikationsbeispiel, 28

B Betriebsarten, 15

D Datenarten, 16 Datentausch

Azyklischer, 28 Zyklischer, 28

Device Parameter, 27

E Ereignisse, 17

G Gerätedaten, 16 Geräteprofile, 18

I IODD

Gerätebeschreibung, 19 IO-Link

Definition, 9 Kombination, 21 Komponenten, 7 Konfigurationstool, 19 Protokoll, 15 Reaktionszeit, 15 Schnittstelle, 13 Spezifikation, 21 Vorteile, 10

P Parametrierserverfunktion, 29 Port

Adressbereich, 27 Port Configuration Tool, 25 Porttypen in IP65/67, 14 Programmierung des Anwenderprogramms, 28 Prozessdaten, 16

S S7-PCT, 25

Beispielkonfiguration, 26 Service & Support, 31

U Übertragungsgeschwindigkeit, 15 Übertragungsgüte, 16

V Verbindungsleitung, 14

W Wertstatus, 16

Index


IO-Link System€¦ · IO-Link Master verfügen grundsätzlich über eine 5-polige M12-Buchse. Die...

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