DE102014118172B3 - IO-Link Adapter - Google Patents

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Abstract

Ein IO-Link-Adapter (200) zur Anbindung eines Feldgerätes an eine Masterbaugruppe mit einer IO-Link-Schnittstelle (210), einer Feldgeräte-Schnittstelle (220) und einer Schaltungsanordnung (230) zur Konvertierung der Feldgeräte-Schnittstelle-Daten in IO-Link-Schnittstelle-Daten ist dadurch gekennzeichnet, dass der IO-Link-Adapter (200) Befestigungselemente (240) zur lösbaren Befestigung an dem Feldgerät aufweist, wobei durch die Befestigung des IO-Link-Adapters (200) an dem Feldgerät gleichzeitig eine Ankopplung der Feldgeräte-Schnittstelle (220) des IO-Link-Adapters (200) an eine Schnittstelle des Feldgeräts (120) erfolgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen IO-Link-Adapter zur Anbindung eines Feldgerätes an eine Masterbaugruppe mit einer IO-Link-Schnittstelle, einer Feldgeräte-Schnittstelle und einer Schaltungsanordnung zur Konvertierung der Feldgeräte-Schnittstelle-Daten in IO-Link-Schnittstelle-Daten nach der Gattung des Anspruchs 1.
  • Unter Feldgeräte-Schnittstelle versteht die vorliegende Erfindung eine in dem IO-Link-Adapter vorgesehene Schnittstelle, die an eine in dem Feldgerät vorgesehene Schnittstelle angepasst ist. Unter IO-Link-Schnittstelle versteht die vorliegende Erfindung eine in dem IO-Link-Adapter vorgesehene Schnittstelle, die an eine IO-Link-Verbindung angepasst ist. Unter Feldgeräte-Schnittstelle-Daten versteht die vorliegende Erfindung Daten, die von der in dem Feldgerät vorgesehenen Schnittstelle an die Feldgeräte-Schnittstelle des IO-Link-Adapters übermittelt werden. Unter IO-Link-Schnittstelle-Daten versteht die vorliegende Erfindung Daten, die über die IO-Link-Schnittstelle als IO-Link-Daten übermittelt werden.
  • Stand der Technik
  • Aus der DE 10 2012 014 681 A1 geht die Verwendung eines IO-Links zur Anbindung von Feldgeräten hervor. Dabei kann eines oder mehrere der folgenden Feldgeräte an die Masterbaugruppe angebunden werden:
    • – Antriebe und Frequenzumrichter,
    • – Anzeige und Bediengeräte (HMI),
    • – bilderkennende Systeme,
    • – Netzgeräte,
    • – Türsicherheitsschalter,
    • – sicherheitsgerichtete Lichtvorgänge.
  • Ein IO-Link ist eine intelligente Sensor-/Aktorschnittstelle. IO-Link soll als internationaler offener Standard in der Norm IEC 61131-9 genormt werden. Ein IO-Link ist eine serielle Punkt-zu-Punkt-Verbindung für die Signalübertragung zwischen beispielsweise Sensoren und Aktoren und der IO-Ebene einer Maschine. Grundsätzlich überträgt ein IO-Link Daten zwischen einem IO-Link-Master und einem angeschlossenen IO-Link-Gerät (device) als Slave. Als IO-Link-Master stehen sowohl Feldbusmodule als auch SPS-Schnittstellenbaugruppen zur Verfügung. IO-Link-Verbindungen sind abwärts kompatibel zu binären Standardsensoren und verwenden durchgängig ungeschirmte drei- oder fünfadrige Standardleitungen.
  • Aus der DE 10 2009 013 303 A1 ist die Verwendung eines IO-Links zur Anbindung von sogenannten IO-Link-Devices bekannt geworden. Diese sind an sich bekannte Sensoren und Aktoren.
  • Neben Sensoren und Aktoren werden auch – wie vorstehend bereits erwähnt – beispielsweise Netzgeräte über IO-Link-Verbindungen an eine Masterbaugruppe angekoppelt.
  • Viele üblicherweise verwendete Netzgeräte weisen allerdings keine IO-Link-Schnittstellen auf und werden daher auf an sich bekannte konventionelle Weise angekoppelt.
  • Aus der DE 20 2009 010 293 U1 ist ein IO-Link-Adapter bekannt geworden, der zur Ankopplung eines Sensors an ein Peripheriegerät über eine IO-Link-Schnittstelle dient. Der Adapter weist ein Auswertemodul auf, das mit dem Sensor verschraubt ist. Das Auswertemodul wird gegebenenfalls zusammen mit dem Sensor über die IO-Link-Schnittstelle an das Peripheriegerät angekoppelt. Eine Ankopplung einer Schnittstelle des Auswertemoduls an eine Schnittstelle des Peripheriegeräts geht aus diesem Dokument nicht hervor.
  • Aus einem Aufsatz von I. Näther im Onlinemagazin elektrotechnik mit dem Titel ”Adapter, Integriert Standardsensoren in IO-Link”, am 20.02.2015 abrufbar unter:
    URL = http://www.elektrotechnik.vogel.de/feldkommunikation/articles/239154/ geht ein IO-Link-Adapter hervor, der zwischen einem Feldgerät und einem IO-Master positioniert werden kann.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Vorteile der Erfindung
  • Der erfindungsgemäße IO-Link-Adapter ermöglicht es, konventionelle Feldgeräte über IO-Link-Verbindungen an eine Masterbaugruppe anzukoppeln. Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der IO-Link-Adapter Befestigungselemente zur lösbaren Befestigung an dem Feldgerät aufweist, wobei durch die Befestigung des IO-Link-Adapters an dem Feldgerät gleichzeitig eine Ankopplung der Feldgeräte-Schnittstelle des IO-Link-Adapters an eine Schnittstelle des Feldgeräts erfolgt. Durch die Befestigung des als zusätzliches Gerät und Bauteil verwendeten IO-Link-Adapters an dem Feldgerät ist es auf diese Weise möglich, die Daten der konventionellen Schnittstelle in die IO-Link-kompatiblen Daten zu konvertieren und über die IO-Link-Schnittstelle auszulesen.
  • Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Befestigungselemente Rastelemente sind. Auf diese Weise kann der IO-Link-Adapter sehr schnell lösbar an dem Feldgerät befestigt werden. Durch diese Rastelemente ist auch eine präzise Anordnung des IO-Link-Adapters möglich, sodass eine sichere Kommunikation zwischen den Daten der Schnittstelle des Feldgerätes und der Feldgeräte-Schnittstelle des IO-Link-Adapters gewährleistet ist.
  • Es ist ferner erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Feldgeräte-Schnittstelle eine optoelektronische Schnittstelle ist. Diese ermöglicht auf sehr vorteilhafte Weise eine galvanische Entkoppelung der Datenübertragung. Eine Ausgestaltung sieht dabei vor, dass die Datenkommunikation über die optoelektronische Schnittstelle im infraroten Bereich erfolgt.
  • Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen IO-Link-Adapters möglich.
  • So können rein prinzipiell die unterschiedlichsten Feldgeräte angekoppelt werden. Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass das Feldgerät ein Netzteil ist. Gerade die Ankopplung von Netzteilen an eine Masterbaugruppe weist viele Vorteile auf.
  • So ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass über die IO-Link-Schnittstelle Prozessdaten des Netzteils, insbesondere der Strom und die Spannung übertragen werden. Es können über die IO-Link-Schnittstelle aber auch Diagnosedaten des Netzteils, insbesondere deren Temperatur, die Betriebsstunden, Boost-Counter sowie ganz allgemein den Zustand des Netzteils charakterisierende Daten übertragen werden. Dies ermöglicht die Parametrierung und Überwachung einzelner oder ganzer Anlagenfunktionen.
  • Durch die Übertragung von den Zustand des Netzteiles charakterisierenden Daten, die auch als sogenannte ”Heartbeat Parameter” bezeichnet werden, über die IO-Link-Schnittstelle, nachfolgend auch kurz als IO-Link bezeichnet, ist es möglich, den Zustand des Netzteils im eingebautem Zustand über die Steuerung zu überwachen und automatisch Instandhaltungsmaßnahmen zu veranlassen.
  • Eine weitere Ausgestaltung sieht darüber hinaus vor, dass über die IO-Link-Schnittstelle Steuerungssignale, insbesondere zur Spannungs-Regelung und Strombegrenzung des Netzteils, übertragbar sind.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • In der Figur sind schematisch ein erfindungsgemäßer IO-Link-Adapter und ein Feldgerät in Form eines Netzteils dargestellt, an dem dieser IO-Link-Adapter einrastbar ist.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • Ein als ganzer mit 200 bezeichneter IO-Link-Adapter zur Anbindung an ein Feldgerät, im vorliegenden Falle ein Netzteil 100, weist ein Gehäuse 205 auf, an dessen Stirnseite eine Steckverbindung 210 zur Anbindung eines an sich üblichen Leiters für eine IO-Link-Verbindung vorgesehen ist. Die Steckverbindung 210 dient der Ankopplung einer drei- oder fünfadrigen Standardleitung. Dargestellt in der Figur ist eine Steckverbindung 210 für eine dreiadrige Standardleitung.
  • Im Gehäuse selbst, welches durchsichtig dargestellt ist, ist eine Schaltungsanordnung 230 vorgesehen, die sowohl mit der Steckverbindung 210 als auch mit einer optoelektronischen, insbesondere Infrarot-Schnittstelle 220 verbunden ist. Die Schaltungsanordnung 230 konvertiert die über die Infrarot-Schnittstelle 220 empfangenen Daten in IO-Link-Daten, die über die Steckverbindung 210 ausgegeben werden. Auf der Rückseite des Gehäuses 205 sind darüber hinaus Rasthaken 240 dargestellt, für die im Gehäuse 100 entsprechende Gegenrastelemente 140 vorgesehen sind. Diese Rasthaken 240 dienen der lösbaren Befestigung des IO-Link-Adapters 200 in einer Frontseite des Gehäuses des Netzteils 100 durch Einrasten. Die Rasthaken 240 sind dabei so angeordnet, dass die optoelektronische Schnittstelle 220 exakt mit einer optoelektronischen Schnittstelle 120 in dem Netzteil 100 zusammenfällt und zwar derart, dass auf optoelektronischem Wege, also im Infrarot-Bereich, Daten bidirektional übertragen werden können. Diese Daten sind beispielsweise Prozessdaten des Netzteils 100, insbesondere der Strom und die Spannung. Sie können darüber hinaus aber auch Diagnosedaten sein, insbesondere die Temperatur, die Betriebsstunden, Boost-Counter, sowie den Zustand des Netzgeräts charakterisierende Daten. Diese den Zustand des Netzgeräts charakterisierenden Daten werden auch als Heartbeat-Parameter bezeichnet und ermöglichen es, den Zustand des Netzteils 100 über eine externe Steuerung zu überwachen und automatisch Instandhaltungsmaßnahmen zu veranlassen. Die über die Infrarot-Schnittstellen 120, 220 und die IO-Link-Steckverbindung übertragenen Diagnosedaten ermöglichen eine ständige Überwachung des Netzteils 100. Auf diese Weise kann eine Parametrierung und Überwachung einzelner oder ganzer Anlagenfunktionen vorgenommen werden.
  • Darüber hinaus ist es auch möglich, Daten zu übertragen, welche eine Spannungsregelung oder eine Strombegrenzung und einen Remote-Boost des Netzteils ermöglichen.
  • Der Vorteil des IO-Link-Adapters ist es, dass er gewissermaßen nachrüstbar ist und auch bei an sich bekannten Netzteilen, welche beispielsweise die Infrarot-Schnittstelle 120 bereits aufweisen, eingesetzt werden kann. Es müssen in diesem Falle lediglich Befestigungselemente für den IO-Link-Adapter 200, also beispielsweise die Rastelemente 240, 140, oder auch andere Befestigungselemente, beispielsweise Schrauben, vorgesehen werden.

Claims (7)

  1. IO-Link-Adapter (200) zur Anbindung eines Feldgerätes an eine Masterbaugruppe mit einer IO-Link-Schnittstelle (210), einer Feldgeräte-Schnittstelle (220) und einer Schaltungsanordnung (230) zur Konvertierung der Feldgeräte-Schnittstelle-Daten in IO-Link-Schnittstelle-Daten, wobei der IO-Link-Adapter (200) Befestigungselemente (240) zur lösbaren Befestigung an dem Feldgerät aufweist und wobei durch die Befestigung des IO-Link-Adapters (200) an dem Feldgerät gleichzeitig eine Ankopplung der Feldgeräte-Schnittstelle (220) des IO-Link-Adapters (200) an eine Schnittstelle des Feldgeräts (120) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungselemente Rastelemente (240) sind unddass die Feldgeräte-Schnittstelle eine optoelektronische Schnittstelle (220) ist.
  2. IO-Link-Adapter (200) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenkommunikation über die optoelektronische Schnittstelle (220) im infraroten Bereich erfolgt.
  3. IO-Link-Adapter (200) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Feldgerät ein Netzteil (100) ist.
  4. IO-Link-Adapter (200) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass über die IO-Link-Schnittstelle (210) Prozessdaten des Netzteils (100), insbesondere der Strom und die Spannung, übertragen werden.
  5. IO-Link-Adapter (200) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass über die IO-Link-Schnittstelle (210) Diagnosedaten, insbesondere die Temperatur, die Betriebsstunden, Boost-Counter, DC-Alarm sowie den Zustand des Netzteils charakterisierende Daten übertragen werden.
  6. IO-Link-Adapter (200) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über die IO-Link-Schnittstelle (210) Schaltsignale zur Abschaltung des Feldgerätes übertragbar sind.
  7. IO-Link-Adapter (200) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass über die IO-Link-Schnittstelle (210) Steuerungssignale, insbesondere zur Spannungs-Regelung und Strombegrenzung des Netzteils (100) übertragbar sind.
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NÄTHER I. In: Onlinemagazin elektrotechnik: Adapter, Integriert Standardsensoren in IO-Link. S. 1-2. 18.11.2009. URL=http://www.elektrotechnik.vogel.de/feldkommunikation/articles/239154/ [recherchiert am 20.02.2015] *

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