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Lesedauer: 19min
Expertenkreis IO-Link (Teil 1)
„Die beste Lösung für den letzten Meter“

Mai 28, 2020 | Allgemein

2006 starteten rund 20 Firmen die Spezifikationsarbeiten zum IO-Link-Standard, die in der IEC61131-9 mündeten. Zur Markteinführung 2009 waren schon über 40 Mitgliedsfirmen an Bord. Dennoch hat es einige Zeit gedauert, bis IO-Link auch wirklich beim Anwender angekommen ist. War der Start wirklich so holprig? In welchen Industriebereichen ist der Standard heute etabliert? Und wie geht es weiter auf der IO-Link-Roadmap? Diese und weitere Fragen wurden beim zweiten IO-Link-Expertenkreis diskutiert.
Bild: TeDo Verlag GmbH

Schon vor vier Jahren hatte das SPS-MAGAZIN zu einem Expertenkreis eingeladen und viele Aspekte rund um IO-Link diskutiert. Seitdem hat sich technologisch einiges getan und der Standard für die Sensor/Aktor-Ebene hat weiter an Fahrt aufgenommen – auf Anbieterseite genauso wie bei den Anwendern. Grund genug für eine neue Ausgabe des IO-Link-Roundtables. Den ersten Teil der daraus entstandenen Artikelserie lesen Sie in dieser Ausgabe.

Wie steht es aktuell um die Akzeptanz von IO-Link in der Industrie?

Elmar Büchler: IO-Link wächst im Maschinenbau sehr stark, hat aber auch noch weiterhin großes Potenzial. Eine Besonderheit dabei ist die hohe internationale Nachfrage – z.B. aus China, Japan oder den USA. Also in Regionen, wo europäisch geprägte Standards in der Historie meist nicht auf sonderlich großes Interesse gestoßen sind. Hier formen sich zurzeit eigene IO-Link-Communities, die den Standard lokal voranbringen, mit Technologie-Evangelisten, in Workshops, auf Messen – bei Anbietern, bei Anwendern und in der Normung.

„Anders als bei den Feldbussen und Industrial-Ethernet-Standards gibt es auf der ganzen Welt nichts Vergleichbares zu IO-Link.“ Bild: Balluff

Woran liegt das?

Büchler: Anders als bei den Feldbussen und Industrial-Ethernet-Standards gibt es auf der ganzen Welt nichts Vergleichbares zu IO-Link. Deswegen sind die lokalen Anwender in Asien und Amerika so scharf auf diese Technologie. Sie wollen IO-Link aber nicht nur in der bestehenden Form in Produkten einsetzen, sondern sich auch aktiv in die weitere Entwicklung des Standards einbringen.

Gibt es Zahlen zur Verbreitung von IO-Link auf die jeweiligen Regionen bezogen?

Büchler: Nein, offizielle Zahlen gibt es dazu nicht. Wir führen in der IO-Link-Community zwar Erhebungen durch, die sind aber länder- oder applikationsneutral. Als Sensorhersteller können wir den globalen Erfolg jedoch gut dokumentieren. Während IO-Link-Sensoren vor einigen Jahren noch schwerpunktmäßig aus Deutschland bestellt wurden, verkauft Balluff diese Lösungen heute in die ganze Welt.

Peter Wienzek: Das merken wir auch ganz deutlich. Egal wo auf der Welt: Man muss mit dem Anwender nicht mehr argumentieren, warum er IO-Link überhaupt einsetzen sollte. Und auch quer durch die globale Riege der Steuerungsanbieter hat man direkt erkannt: Die Technologie ist wirklich gut. Das ist bei Standards, die ursprünglich in Deutschland oder Europa gestartet sind, wie gesagt relativ selten. Selbst, wenn man die Anlaufphase von IO-Link berücksichtigt. In der Folge könnte sich IO-Link auf der untersten Ebene der Kommunikation tatsächlich zu einem globalen Standard entwickeln.

Paul Werge: Auch wir sehen, gerade in Verbindung mit ASi-5, vor allem in Deutschland und Europa eine stetig zunehmende Bereitschaft, Applikationen mit IO-Link zu lösen. Das betrifft beileibe nicht nur neue konventionelle und Smart-Factory-Konzepte, sondern auch Bestandsanlagen und Retrofit.

Also hat sich IO-Link frühzeitig in der entsprechenden Nische positioniert?

Wienzek: Ja. Das war aber nur zu schaffen, weil IO-Link vollkommen unabhängig vom jeweiligen Feldbus, der eingesetzten Steuerung und sogar von der Zielbranche seine Vorteile ausspielen kann.

Welcher Vorteil war letztendlich ausschlaggebend?

Wienzek: Der Erfolg hat verschiedene Aspekte. Ein ganz wichtiger ist: IO-Link wurde von Anfang an als Technologie geschaffen, die wenig Umstellungsbedarf für den Maschinenbauer bedeutet. Der Anwender kann die bestehende Verdrahtung weiter verwenden, er braucht keine Spezialkabel. Auch eine störungsfreie und sichere Übertragung von Informationen brachte die Technologie vom Start weg mit sich. Der greifbare Nutzen beginnt also fernab der Features für smarte Sensoren, die IO-Link ebenfalls bietet.

Das übliche höher, schneller, weiter stand also gar nicht unbedingt im Mittelpunkt?

Werge: Nicht nur. Einfache Anwendung und Integration sowie hohe Verfügbarkeit sind essenzielle Punkte im Maschinen- und Anlagenbau. Unsere Kunden haben früh erkannt, welches Potential die Verbindung von IO-Link und AS-interface hat. Die Nachfrage nach dieser Kombination steigt stark. Richtig interessant wird es aus unserer Sicht jetzt durch das neue ASi-5 mit seiner deutlich erhöhten Bandbreite.

Welche weiteren Gründe haben zum Erfolg geführt?

Sai Seidel-Sridhavan: Spätestens seit sich die Aktorikhersteller IO-Link angenommen haben, ist der Standard zu einem Thema geworden, an dem keiner mehr vorbeikommt. Ursprünglich wurde IO-Link mehr als reine Sensorschnittstelle verstanden. Firmen wie Zimmer, Schunk, Festo oder Bürkert haben aber längst gezeigt, dass dem mitnichten so ist. Und das merkt man auch in der IO-Link-Community. Wir haben gerade die Spezifikation für smarte Sensorprofile fertig, schon steht ein Pendant für smarte Aktuatorprofile in den Startlöchern. Dadurch bekommt IO-Link als standardisierte Technologie nochmals richtig Schub. Sicherlich ist sie nicht der alleinige Heilsbringer für die Automatisierungswelt, aber es gibt eben immer mehr Gründe dafür, entsprechende Lösungen einzusetzen.

 Bei IO-Link lässt sich eine 
Parallele zum USB-Standard in 
der Office-IT ziehen: Einfacher 
war es vorher nie!
Bei IO-Link lässt sich eine Parallele zum USB-Standard in der Office-IT ziehen: Einfacher war es vorher nie!“ – TeDo Verlag GmbH

Werge: In gewisser Weise hat sich der IO-Link-Master zu einem Universalprodukt entwickelt – es muss vorab nicht definiert werden, ob ein Sensor oder ein Aktor angeschlossen wird. Das macht die Anwendung außergewöhnlich einfach und reduziert Stücklisten oder Ersatzteile. Und Overhead-Kosten, wenn man je nach Bedarf Module mit ein, zwei oder vier Master Ports einsetzen kann.

Woher kommt die verstärkte Begeisterung für IO-Link auf Seite der Aktorikanbieter?

Marcel Pfeiffer: Im Bereich der Robotik bevorzugen viele Kunden IO-Link-Devices allein deswegen, weil die Kabel ungeschirmt und damit wesentlich flexibler sind. Sie sind nicht nur günstiger, sondern auch wesentlich einfacher im Roboter zu verlegen. Auch hier zählen also oft ganz rudimentäre Eigenschaften.

 Vorbehalte wegen fehlender Bandbreite sind unbegründet. 
Die Praxis zeigt: Für einen 
Sensor oder Aktor reicht die 
Bandbreite vollkommen aus.
Vorbehalte wegen fehlender Bandbreite sind unbegründet. Die Praxis zeigt: Für einen Sensor oder Aktor reicht die Bandbreite vollkommen aus.“ – Bild: TeDo Verlag GmbH

Sebastian Höpfl: Als Hersteller von Aktoren sind wir in einer tollen Situation, weil die Sensorhersteller bei IO-Link als Pioniere vorangegangen sind und eine breite Basis für die Technologie aufgestellt haben. Als Aktorhersteller können wir jetzt darauf aufsetzen, denn wir haben nicht mehr mit Punkten wie Verständnis oder Akzeptanz zu kämpfen. Die Vorteile sind angekommen. Und die meisten lassen sich direkt von der Sensorik auf die Aktorik übertragen, z.B. die einfache Verdrahtung oder die robuste Anwendung. Die Hürde, Anwender erst einmal prinzipiell von einer Technologie zu überzeugen, fällt weg. Und auch bei Kostenfragen haben wir gute Karten. Denn aus unserer Sicht bringt IO-Link für die Aktorik sogar noch mehr Benefit als für die Sensorik. Mit dem Smart-Aktuator-Profil, das gerade in der Entstehung ist, wird dem Anwender ein Standard geboten, der die Technologiebarriere noch weiter reduziert, auch international.

Pfeiffer: Zimmer hat vor gut sechs Jahren eine strategische Entscheidung für IO-Link getroffen. Und zwar im Rahmen einer neuen Produktlinie. Dahinter stand die Überlegung, dass wir die Greifer preislich nicht wirklich attraktiv anbieten können, wenn wir viele verschiedene Busanbindungen realisieren müssen. Stattdessen wurden die End-of-Arm-Tools mit Digital-I/Os und mit einheitlicher IO-Link-Schnittstelle realisiert.

Und das wurde von Ihren Kunden direkt angenommen?

Pfeiffer: Am Anfang gab es schon noch Ressentiments. Dann sind die Märkte aber gut auf IO-Link eingestiegen – vor allem im Ausland. Das Feedback lautete: Die Funktionalität ist toll, aber vielleicht noch etwas kompliziert. Daraufhin haben wir z.B. mit kleinen Softwaremodulen die Installation und Inbetriebnahme beim Anwender einfacher gestaltet. Vor rund dreieinhalb Jahren sind die Verkaufszahlen dann auch im deutschen Markt rasant angestiegen. Mittlerweile erreichen unsere mechatronischen Produkte mit IO-Link, im Vergleich zu den Digital-I/Os die deutlich größeren Stückzahlen. Auch weil sich die Geräte über Adapter in digitale Netzwerke einbinden lassen – ohne echte IO-Link-Infrastruktur. Dann schafft man natürlich nur eine Brückenlösung, die aber wiederum die Fähigkeiten von IO-Link promoted und durchaus Akzeptanz schafft. Deswegen liegt auch ein solcher Einsatz voll im Interesse der IO-Link-Community.

Höpfl: Beim Retrofit von Anlagen ist es tendenziell schwieriger als bei Neuinstallationen, IO-Link zu platzieren. Hier wird nach wie vor auf digitale Einzelsignale gesetzt. Aber auch in diesen Anwendungen, z.B. bei Drehdurchführungen oder Wechselmodulen am Roboter, also vor allem beim Bündeln und Übertragen dieser digitalen Signale, spielt IO-Link seine Vorteile aus.

Sind denn Vorbehalte gegenüber IO-Link, z.B. die Bandbreite oder die Kosten betreffend, mittlerweile ausgeräumt?

„Die Vorteile von IO-Link lassen sich direkt von der Sensorik auf die Aktorik übertragen, z.B. Robustheit, Einfachheit oder Wirtschaftlichkeit.“ Bild: Schunk

Pfeiffer: Vorbehalte wegen fehlender Bandbreite sind unbegründet. Die Praxis zeigt: Für einen Sensor oder einen Aktuator reicht die Bandbreite vollkommen aus.

Seidel-Sridhavan: Der Kostenaspekt spricht auch voll und ganz für IO-Link. Natürlich darf man hier nicht nur ein einzelnes Device, sondern muss das Gesamtsystem betrachten. Diese Sichtweise ist am Markt angekommen und längst ein wichtiges Argument für IO-Link. Mit dem richtigen Blickwinkel sprechen die Kosten also als wichtiges Argument eindeutig für IO-Link. Parallel zu dieser Entwicklung wissen Anwender die zusätzlichen Daten, die IO-Link liefert, heute besser zu nutzen – egal ob es Identifikationsdaten oder Zustandsinformationen sind.

Inwieweit gründet das globale Interesse an IO-Link denn dabei auf den in Deutschland und Europa gesammelten Erfahrungen?

Seidel-Sridhavan: In Deutschland war es sicherlich ein längerer Prozess, die Vorteile von IO-Link kennen und nutzen zu lernen. Diese Lernkurve ist in anderen Ländern nicht mehr so steil ausgefallen, weil man viel von den bereits gesammelten Knowhow und den realisierten Anwendungen abschauen konnte. Japan, wo IO-Link erst seit drei Jahren richtig Gas gibt, ist hier ein gutes Beispiel.

Büchler: Dort gehen auch die Automobilbauer – z.B. Toyota oder Nissan – viel unbefangener mit dem Thema um, als hierzulande. Sie setzen IO-Link bereits vielfach ein.

Beim letzten Roundtable vor vier Jahren hieß es, für IO-Link fehle noch der Automotive-Sektor als der ganz große Multiplikator. Zumindest mit Blick nach Asien scheint sich ja einiges getan zu haben. Lässt sich daraus auch eine Entwicklung für den deutschen Automobilbau ableiten?

Büchler: Es finden in den Standardisierungsgremien der Automobilindustrie immer wieder entsprechende Gespräche statt. Die Hersteller überlegen als schon lange, wie und wo sie IO-Link einführen und nutzen können.

Höpfl: Wir spüren eine große Bereitschaft aus dem Automotive-Umfeld, IO-Link auch in der Aktorik einzusetzen. Der Wandel zur Elektromobilität führt auch zu Veränderungen in der Produktionskette. Anlagen werden flexibler und können eine höhere Teilevielfalt ohne Werkzeugwechsel beherrschen. Das bedingt aber Aktoren, die sich per Software rekonfigurieren lassen. Diese Funktionalität bietet IO-Link. Man merkt zunehmend, dass dieses Thema Fahrt aufnimmt.

Büchler: Das sich hier einiges bewegt, war auf der vergangenen SPS-Messe gut sichtbar. Dort gab es mehr Interessenten und mehr Aufmerksamkeit für IO-Link denn je.

In welchen weiteren Marksegmenten ist das noch zu hebende Potenzial von IO-Link besonders hoch?

 In gewisser Weise hat sich 
der IO-Link-Master zu einem 
Universalprodukt entwickelt - 
es muss vorab nicht definiert 
werden, ob ein Sensor oder ein 
Aktor angeschlossen wird.
In gewisser Weise hat sich der IO-Link-Master zu einem Universalprodukt entwickelt – es muss vorab nicht definiert werden, ob ein Sensor oder ein Aktor angeschlossen wird.“ – Bild: TeDo Verlag GmbH

Büchler: Ein sehr spannender Bereich, der auch zunehmend an Fahrt aufnimmt, ist die Prozessindustrie. Eine große Zahl an Geräteherstellern aus diesem Marktsegment ist in letzter Zeit Mitglied der IO-Link Community geworden. Entsprechend gibt es heute auch IO-Link-Lösungen für alle dort typischen Messgrößen – egal ob Feuchte, Temperatur, Druck oder Durchfluss. Und auch die Endanwender aus den relevanten Branchen ziehen mit.

Seidel-Sridhavan: Sie haben schnell gemerkt, wie gut IO-Link in Anlagenbereichen, die nicht hochsicher oder ultrakritisch sind, seine Vorteile ausspielen kann. Deswegen musste unsere Community dieses Segment gar nicht so stark pushen.

Pfeiffer: Wir merken auch einen starken Zuwachs in der Produktion von Consumer Goods sowie in der Intralogistik. Hier kommen immer mehr Anfragen nach IO-Link.

Für die Automatisierer wird das Marktsegment Intralogistik aktuell immer interessanter. Ist es deshalb auch für IO-Link eine logische Entwicklungsrichtung.

Büchler: Die Automatisierungstechnik erobert zunehmend an die Produktion angrenzende Bereiche – die Intralogistik genauso wie die Gebäudetechnik oder auch Infrastruktur und Transport. Passende und erfolgreiche Standards nimmt sie dabei mit. Deswegen etabliert sich dort auch IO-Link immer mehr.

Werge: In den genannten Bereichen sind intelligente Sensoren und Aktuatoren häufig dezentral verteilt. Da es mittlerweile möglich ist, die Daten dieser IO-Link Devices äußerst effizient und kostengünstig einzusammeln und dorthin zu bringen, wo sie gerade gebraucht werden, steigt entsprechend auch in diesen Segmenten die Nachfrage.

Inwieweit forcieren Sie solche Anwendungsgebiete auch aus der Community heraus?

Büchler: Wir haben IO-Link nie speziell mit Blick auf die Gebäudeautomation ausgelegt oder weiterentwickelt. Aber wenn man umgekehrt fragt – Was wird dort auf dem untersten Kommunikationslevel benötigt? – dann bringt IO-Link pro forma die passenden Eigenschaften mit. Gerade wenn man in Richtung IoT denkt.

Wienzek: Deshalb bietet auch der Trend zum digitalen Zwilling einen guten Nährboden für IO-Link. Denn er ermöglicht es ja, die relevanten Daten aus der Feldebene in ein virtuelles Modell einzubinden. Und zwar nicht nur beschränkt auf klassische Industriesensorik sondern beliebig für alle Messwerte, die in Bereichen abseits der Fertigung sehr relevant sind: Energieverbrauch, Temperaturen, Wetterdaten. Dafür brauchte es bisher komplexe, eigenständige Lösungen. Und jetzt kommt IO-Link und schickt die erfassten Daten einfach und punktgenau dahin, wo sie gebraucht werden: in eine Steuerung, an einen Leitstand oder in die Cloud.

IO-Link profitiert also sehr stark von durchgängiger Vernetzung, wie sie im Rahmen von Industrie 4.0 gefordert wird.

 IO-Link ist heute die beste 
Lösung für den letzten Meter in 
der Fabrik - und das längst nicht 
mehr nur für smarte Sensoren.
IO-Link ist heute die beste Lösung für den letzten Meter in der Fabrik – und das längst nicht mehr nur für smarte Sensoren.“ – Bild: TeDo Verlag GmbH

Seidel-Sridhavan: Auf jeden Fall. Dadurch hat IO-Link erst wirklich Kraft auf die Straße gebracht. Wenn man zurückschaut, lag ein zentraler Aspekt, der zur Gründung dieses IO-Link-Arbeitskreises geführt hat, im zunehmenden Angebot intelligenter Features bei den Sensorherstellern. Diese galt es sinnvoll in die Prozesse, aber auch in die Kommunikationsstrukturen einzubinden. Nur wie? Letztendlich sind die Fäden dann alle bei der Vernetzung mit IO-Link zusammengelaufen. Kurzum: IO-Link ist heute die beste Lösung für den letzten Meter in der Fabrik – und das längst nicht mehr nur für smarte Sensoren.

Wienzek: Mehr noch: Bei IO-Link lässt sich sogar die Parallele zum USB-Standard in der Office-IT ziehen. Es findet sich heute kaum ein Gerät, das sich nicht über USB anschließen lässt. Genauso vielseitig ist mittlerweile das Spektrum der Automatisierungskomponenten, die sich über einen universellen IO-Link Master ins Fabriknetz integrieren lassen. Ein gutes Beispiel bietet hier der Anschluss eines Greifers, der voher – direkt an die SPS – gar nicht so einfach war. Schließlich müssen Signalausgänge, Rückmeldeeingänge und eine Parametrierschnittstelle eingebunden werden. Mit IO-Link passiert das alles auf einmal über einen M12-Stecker. Einfacher war es vorher nie! (mby)

Dr. Elmar Büchler, Strategic Marketing Factory Automation, Balluff

Sebastian Höpfl, Leitung Produkt- und Portfoliomanagement Greifsysteme, Schunk

Marcel Pfeiffer, Leiter Marketing & Design, Zimmer Group

Sai Seidel-Sridhavan, Produktmarketing Manager, Turck

Paul Werge, Produktmanager, Bihl+Wiedemann

Peter Wienzek, Business Development Manager, IFM

Autor:
Firma: TeDo Verlag GmbH
http://www.tedo-verlag.de

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