DE102017120483A1 - Integrierte Anordnung mit einer elektrischen Spannungsversorgung und einer Kommunikationsschnittstelle - Google Patents

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Abstract

Bei einer Anordnung einer elektrischen kommunikativen Spannungsversorgung zum gesteuerten Betrieb wenigstens eines elektrisch betreibbaren IO-Link Devices (335 - 350) mittels einer von einer Spannungsversorgungseinheit (300) bereitgestellten elektrischen Gleichspannung sowie einer für den gesteuerten Betrieb des wenigstens einen IO-Link Devices (335 - 350) vorgesehenen, wenigstens einkanalig ausgebildeten IO-Link-Kommunikationsschnittstelle (305), ist vorgesehen, dass die wenigstens einkanalig ausgebildete IO-Link-Kommunikationsschnittstelle (305) und die Spannungsversorgungseinheit (300) eine Baueinheit (310) bilden und dass die IO-Link-Kommunikationsschnittstelle (305) einen eine Gateway-Funktion bereitstellenden IO-Link Master umfasst.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einer elektrischen Spannungsversorgung sowie einer wenigstens einkanalig ausgebildeten Kommunikationsschnittstelle, nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 1.
  • Stand der Technik
  • Zur Verbindung von industriellen Endgeräten an z.B. Feldbusmodulen werden in jüngerer Zeit sogenannte „IO-Link“ Verbindungen verwendet. Ein solcher IO-Link sowie ein Verfahren und eine Steuereinrichtung zum Betrieb eines solchen IO-Links gehen aus der DE 10 2012 009 494 A1 hervor. Wie dort beschrieben, übernehmen die Feldbusmodule die Rolle eines IO-Link Masters. Als Endgeräte, im Folgenden als „IO-Link Geräte“ bezeichnet, kommen beispielsweise Sensoren, Aktoren, Anzeigegeräte, Bediengeräte, bis hin zu Antrieben an Maschinen, in Betracht.
  • Bei vielen industriellen Montageanlagen überschreitet der Platzbedarf für eine Verkabelung und für die Schaltschränke zur Elektroinstallation den verfügbaren Bauraum. Dabei übersteigen häufig die Kosten für die Arbeitszeit und den Materialaufwand bei der Installation von Anlagenteilen zur Signalübertragung an eine jeweilige Industriemaschine die Beschaffungskosten der angeschlossenen Sensoren und Aktoren.
  • Um diesem Problem zu begegnen, hat ein Konsortium betroffener Hersteller einen Standard für eine intelligente Sensor-/Aktorschnittstelle mit der genannten Bezeichnung „IO-Link“ spezifiziert, der als internationaler offener Standard in der Norm IEC 61131-9 genormt ist. Genannte IO-Link-Geräte werden danach über Beschreibungsdateien IODD, IO-Link Device Description, beschrieben.
  • Ein solcher IO-Link stellt eine serielle Punkt-zu-Punkt-Verbindung für die Signalübertragung zwischen Sensoren und Aktoren und der IO-Ebene der Maschine zur Verfügung. Grundsätzlich überträgt ein IO-Link Daten zwischen einem genannten IO-Link Master und einem angeschlossenen IO-Link Gerät (Device) als Slave. Die Stromversorgung der angeschlossenen IO-Link Devices, d.h. Sensoren, Aktoren oder Kombinationsgeräte daraus, erfolgt bei einem IO-Link vorteilhaft auf einem einzelnen Steckverbinder. Als IO-Link-Master stehen sowohl Feldbusmodule als auch SPS-Schnittstellenbaugruppen zur Verfügung.
  • Ein solcher IO-Link ist zudem abwärtskompatibel zu binären Standardsensoren und verwendet durchgängig ungeschirmte drei- oder fünfadrige Standardleitungen. Während die Feldbusebene für die Verknüpfung einzelner Maschinen oder deren Bestandteile mit der Steuerung der Anlage verantwortlich ist, ist der IO-Link der Maschinen- oder der Sensor-Aktor-Ebene zuzuordnen. Zur Feldbusebene zählen die meisten der standardisierten Feldbusse, wie sie im Maschinen- und Anlagenbau durchgängig zum Einsatz kommen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass genannte IO-Link Kommunikationssysteme in der Vergangenheit zunächst vorwiegend zur Kommunikation mit Sensoren eingesetzt wurden, mittlerweile jedoch zunehmend auch zur Ansteuerung von Aktuatoren (bzw. Aktoren) wie z.B. von elektrischen Antrieben, von elektropneumatischen Antrieben, von Ventilinseln, von hydraulischen Regelventilen, von elektrischen Greifern, oder dergleichen eingesetzt werden.
  • Um ein genanntes Kommunikationssystem auch im Bereich der Aktorik einsetzen zu können, sind in der IO-Link Spezifikation Master Ports vom Typ B mit einer eigenen, auf einem einzigen Steckverbinder angeordneten, potenzialgetrennten Spannungs- bzw. Stromversorgung der Aktoren vorgesehen. Allerdings erfordern viele Aktoren, z.B. Antriebe für die Formatverstellung oder Greifer, relative hohe elektrische Versorgungsströme im Bereich von 4A und höher. Für einen z.B. vierkanaligen IO-Link Master zum Betrieb von vier genannten Antrieben müsste somit ein Gesamtstrom von mindestens 16 A zur Verfügung gestellt werden, was mit einem üblichen, zur Stromzufuhr zum IO-Link Master vorgesehenen 7/8-Zoll-Stecker nicht möglich ist, da dieser nur mit einem Maximalstrom von 9 A spezifiziert ist. Somit ist ein gleichzeitiger Betrieb, insbesondere ein zu 100% gleichzeitiger Betrieb, genannter vier Antriebe mittels eines einzigen IO-Link Masters nicht möglich. Dieses Problem wird bei noch mehrkanaligen IO-Link Mastern, z.B. bei einem 8-Port Master, sogar noch erheblicher.
  • Die genannten relativ hohen Versorgungsströme ergeben sich z.B. bei in der Verpackungsindustrie zu Zwecken einer automatisierten Formatumstellung/-wechsel eingesetzten Antrieben bzw. Aktoren. Solche Formatumstellungen betreffen z.B. Produktionsanlagen mit häufigen Änderungen von Losgrößen bzw. häufigen Produktwechseln, welche ein schnelles Umstellen der Produktionsanlagen bzw. -maschinen auf unterschiedliche Formate notwendig machen. Solche Umstellungen sind meist mit einem hohen Energieaufwand verbunden, da eine Anzahl von Anschlägen und Führungen verstellt werden muss. Zudem ergeben sich dadurch relativ lange Umrüstzeiten und damit verbundene lange Maschinenstillstände.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung mit einer elektrischen Spannungsversorgungseinheit (AC/DC-Wandler) sowie mit einer wenigstens einkanaligen IO-Link-Kommunikationsschnittstelle mit einem IO-Link Master anzugeben, mittels der die genannten Nachteile des Standes der Technik vermieden werden und mittels der eine Ansteuerung von Aktoren insbesondere mit einem genannten IO-Link-Kommunikationssystem ermöglicht wird. Ein genannter IO-Link Master stellt dabei eine Gateway-Funktion, z.B. ein Gateway von einem an sich bekannten Feldbussystem auf wenigstens einen IO-Link Kanal (bzw. „Port“), bereit. Als Feldbussystem kommen z.B. das an sich bekannte „PROFINET“- (Process Field Network) Bussystem oder ein anderes beliebiges, marktübliches Feldbussystem in Betracht.
  • Zur Lösung der genannten Aufgabe wird die integrierte Anordnung einer „Kommunikativen Spannungsversorgung“, z.B. einer Spannungsversorgungseinheit mit einer AC/DC-Wandlereinheit, zusammen mit einer wenigstens einkanaligen IO-Link-Kommunikationsschnittstelle mit einer genannten, von einem IO-Link Master bereitgestellten Gateway-Funktion, vorgeschlagen. Ein entsprechendes „Gateway“ entspricht dabei einem genannten IO-Link Master und umfasst wenigstens eine, einer IO-Link Schnittstelle zugeordnete IO-Link-Kommunikationsschnittstelle.
  • Bei der erfindungsgemäßen Anordnung kann vorgesehen sein, dass die wenigstens einkanalig ausgebildete Kommunikationsschnittstelle wenigstens einen IO-Link Master mit wenigstens einem Port zur Verbindung mit wenigstens einem Aktor aufweist, wobei der IO-Link Master ein Gateway zwischen einem Feldbussystem und einem IO-Link Kommunikationssystem bereitstellt.
  • Bei der erfindungsgemäßen Anordnung kann auch vorgesehen sein, dass die Spannungsversorgungseinheit einen mit einer Leistungselektronik ausgestatteten AC/DC-Wandler aufweist, mittels dessen der wenigstens eine Aktor betrieben wird. Die Leistungselektronik kann bei besonderen Leistungsanforderungen der Aktoren z.B. mit SiC-Transistoren und/oder mit GaN-Transistoren gebildet sein.
  • Das Feldbussystem und das IO-Link Kommunikationssystem können mittels einer kabellosen Kommunikationsverbindung verbunden sein, wodurch die räumliche Flexibilität bei der Ansteuerung der Aktoren erheblich verbessert wird.
  • Bei der erfindungsgemäßen Anordnung kann zudem vorgesehen sein, dass der wenigstens eine IO-Link Master dezentrale Steuerungsfunktionen und eine Datenvorverarbeitung zur Entlastung der zentralen speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) oder auch für eigenständige Steuerung kleinerer Maschinen bzw. Maschinenmodulen umfasst.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine IO-Link Master eine im genannten „IO-Link“-Standard bereits vorgesehene, standardisierte Diagnosefunktion des wenigstens einen Aktors und, erst durch die integrierte Anordnung vorteilhaft ermöglicht, insbesondere auch der Spannungsversorgungseinheit, umfasst. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine IO-Link Master eine standardisierte Parametrierfunktion zur Parametrierung des wenigstens einen Aktors und, was erst durch die integrierte Anordnung ermöglicht wird, zur Parametrierung insbesondere auch der Spannungsversorgungseinheit aufweist.
  • Dabei kann die vorgeschlagene „Kommunikative Spannungsversorgung“ einen hocheffizienten AC/DC-Wandler umfassen, mittels dessen die Aktoren möglichst effizient mit Gleichspannung versorgt werden. Der AC/DC-Wandler kann mit modernen Leistungshalbleitern ausgestattet sein, insbesondere einer hocheffizienten und/oder hochkompakten, z.B. mit SiC-Transistoren und/oder mit GaN-Transistoren bestückten Leistungselektronik. Die in der vorgeschlagenen Spannungsversorgung integrierte Kommunikationsschnittstelle umfasst zudem bevorzugt wenigstens einen IO-Link Port vom Typ B, z.B. einen 4-Kanal oder 8-Kanal Port B IO-Link Master.
  • Die integrierte bzw. gemeinsame Anordnung des AC/DC Wandlers und der Kommunikationsschnittstelle kann vorteilhaft in einem einzigen, industrietauglichen Gehäuse implementiert werden. Insbesondere aufgrund des genannten, hocheffizienten AC/DC-Wandlers kann das industrietaugliche Gehäuse als ein passiv gekühltes, die technischen Anforderungen gemäß der IP67-Schutzart bezüglich der Dichtigkeit gegenüber Staub und Wasser erfüllendes Gehäuse ausgebildet sein.
  • Durch die genannte, integrierte Bauweise können z.B. mehrere intelligente, insbesondere als genannte IO-Link Geräte ausgebildete Aktuatoren, über IO-Link angeschlossen werden und ohne die genannten Probleme insbesondere bezüglich der Summenstrombegrenzung am IO-Link Master elektrisch betrieben bzw. versorgt werden.
  • Durch die Erfindung wird eine technisch aufwändige, kostspielige und zusätzlichen Raum beanspruchende Verkabelung zwischen einer Spannungsversorgungseinheit und dem IO-Link Master wirksam vermieden. So müssen bei einem gemäß dem Stand der Technik in einem Schaltschrank angeordneten, der Schutzart IP20 genügenden Netzgerät große elektrische Ströme über relativ weite Distanzen geführt werden. Gegenüber dem erfindungsgemäßen Ansatz ist eine konventionelle Verkabelung von dem Schaltschrank zu den Antrieben bzw. Aktoren aufgrund der aufwändigen Verkabelung, der genannten Stromlimitation, der Energieverluste und dem Platzbedarf (z.B. das für den Einbau erforderliche Schaltschrankvolumen) nachteilig.
  • Zudem ermöglicht die Erfindung aufgrund der genannten integrierten Anordnung eine einheitliche Durchführung von technischen bzw. funktionellen Diagnosen, und zwar sowohl an den angeschlossenen Aktoren als auch an der Spannungsversorgung. Dabei können z.B. Über- oder Unterspannungen oder Über- oder Untertemperaturen sowohl der überwachten Aktoren als auch der Spannungsversorgung einheitlich diagnostiziert werden. Auch können Diagnosewerte für z.B. das „Lastlevel“, das „Stresslevel“ oder die „Lifetime“ der Spannungsversorgung einheitlich ermittelt und zur Verfügung gestellt werden.
  • Darüber hinaus ermöglicht es die Erfindung, die angeschlossenen Aktoren bzw. IO-Link Geräte sowie die Spannungsversorgung bzw. Wandlereinheit in einheitlicher und durch den IO-Link auch in standardisierter Weise zu parametrieren bzw. mit Einstellparametern zu versorgen.
  • Da gemäß der Erfindung anstatt von zwei Gehäusen nur noch ein Gehäuse erforderlich ist, und damit die elektrische Verbindung zwischen zwei Gerätegehäusen entfällt, werden auch die mechanische Montagezeit und elektrische Montagezeit erheblich verringert. Zusätzlich zu dem genannten, geringeren Schaltschrankvolumens werden auch geringere Anforderungen an die Klimatisierung des Schaltschranks gestellt, wodurch sich entsprechende Energieeinsparungen ergeben.
  • Figurenliste
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • 1 eine gemäß dem Stand der Technik eingerichtete Verbindung einer Spannungsversorgungseinheit mit einer IO-Link Kommunikationsschnittstelle.
    • 2 eine gemäß dem Stand der Technik eingerichtete IO-Link Kommunikationsschnittstelle mit einer aufgrund einer Stromlimitation erforderlichen Umgehungslösung.
    • 3 eine erfindungsgemäß als Baueinheit ausgebildete „Kommunikative Spannungsversorgung“, als Anordnung einer Spannungsversorgungseinheit (AC/DC Wandler) und einer IO-Link Kommunikationsschnittstelle.
  • Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • Die 1 zeigt eine Anordnung bzw. Schaltungsanordnung gemäß dem Stand der Technik, umfassend eine Spannungsversorgung 110, 115, einen IO-Link Master 100 mit vier Ports vom Typ B 130 - 145, sowie daran angeschlossene vier IO-Link Devices 150 - 165, z.B. IO-Link fähige Antriebe. Die Spannungsversorgung umfasst in dem Ausführungsbeispiel einen Schaltschrank 105, welcher eine Wechselspannungsquelle 110 mit z.B. 230 oder 110 V bereitstellt. Die entsprechende Wechselspannung wird einem außerhalb des Schaltschranks 105 angeordneten, als Spannungsversorgungseinheit ausgebildeten „IP67“-Schaltnetzteil 115 zugeführt, mittels dessen die Wechselspannung in an sich bekannter Weise in eine niedrigere Gleichspannung von z.B. 24 V umgewandelt wird. Die Umwandlung der Wechselspannung in die Gleichspannung erfolgt bekanntermaßen mittels eines in dem Schaltnetzteil 115 vorgesehenen AC/DC-Wandlers.
  • Das Schaltnetzteil 115 ist mit der Wechselspannungsquelle 110 über eine elektrische Leitung 120 verbunden. Mit dem IO-Link Master 100 ist das Schaltnetzteil 115 über eine elektrische Leitung 125 verbunden, über welche die genannte, gewandelte Gleichspannung an den IO-Link Master 100 übertragen wird. Der IO-Link Master 100 ist zudem über eine Steuerleitung 126 mit einer in dem Schaltschrank 105 angeordneten Feldbusschnittstelle 127 eines an sich bekannten Feldbussystems daten- bzw. kommunikationstechnisch verbunden.
  • Die Kommunikation der IO-Link Geräte 150 - 165 mit dem IO-Link-Master 100 erfolgt dabei in an sich bekannter Weise mittels des sogenannten IO-Link Kommunikationsprotokolls.
  • Mit der in 1 gezeigten Schaltungsanordnung ist es jedoch nicht möglich, mehrere oder sogar alle vier Antriebe gleichzeitig zu betreiben, da die dafür erforderlichen Ströme von viermal 4 A aus den bereits genannten Gründen (Maximalstrom von 9 A des 7/8-Zoll Steckers) grundsätzlich nicht erreichbar sind. Zudem erfordert diese Anordnung einen relativ hohen Montageaufwand für die beiden Gehäuse des Schaltnetzteils 115 und des IO-Link Masters 100. Darüber hinaus ist die in 1 gezeigte Verkabelung zwischen dem Schaltnetzteil 115 und dem IO-Link Master 100 relativ aufwändig und somit kostspielig und die gesamte Anordnung relativ viel Platz beanspruchend bzw. relativ raumerfüllend.
  • Die 2 zeigt eine gemäß dem Stand der Technik mögliche Umgehungslösung in Fällen, in denen eine Stromversorgung über einen IO-Link Master nicht mehr möglich ist, da der elektrische Summenstrom die genannte Steckerspezifikation übersteigt.
  • Bei der Umgehungslösung wird das in der 1 gezeigte Schaltnetzteil 115 in dem Schaltschrank 205 angeordnet 215. Entsprechend wird auch der in der 1 dargestellte IO-Link Master 100 in dem Schaltschrank 205 angeordnet 200. Lediglich die Spannungsversorgung des IO-Link Masters bleibt unverändert bestehen 225. Bei der Umgehungslösung findet mittels Klemmen 280 - 283 eine Verknüpfung von Datenleitungen, die von IO-Link Ports 230 - 245 ausgehen, mit Spannungsversorgungsleitungen 226 - 229 statt.
  • Die ebenfalls gezeigten Kommunikationsleitungen 290 - 293 stellen somit vollständige IO-Link Verbindungen mit einer zusätzlichen Aktorversorgung dar, welche über die Spannungsversorgungsleitungen 226 - 229 bereitgestellt wird. Die Bezugszeichen 250 - 265 bezeichnen die IO-Link Devices, bei denen es sich um Sensoren, Aktoren oder Geräte mit beiden dieser Funktionalitäten handeln kann.
  • Nachteilig an der in der 2 gezeigten Anordnung ist vor allem die meist große räumliche Distanz, die mit den Kommunikationsleitungen 290 - 293 überbrückt werden muss. Zudem ist die maximale Leitungslänge eines IO-Links technisch auf etwa 20 m begrenzt Darüber hinaus sind der installationstechnische Aufwand für die Erstellung der genannten Verknüpfungen 280 - 283 sowie das erhöhte Schaltschrankvolumen und ggf. die erhöhten Aufwendungen für eine dabei erforderliche Schaltschrankklimatisierung von erheblichem Nachteil.
  • In der 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß modifizierten Anordnung bzw. Schaltungsanordnung gezeigt. Dargestellt ist eine genannte „Kommunikative Spannungsversorgung“, welche durch Kombination einer Spannungsversorgungseinheit 300 mit einer IO-Link Kommunikationsschnittstelle 305 gebildet ist. Die Spannungsversorgungseinheit 300 umfasst in dem Ausführungsbeispiel einen AC/DC Wandler 302für die elektrische Versorgung und den gesteuerten Betrieb der in dem vorliegenden Beispiel vier Aktoren 335 - 350. Die Kommunikationsschnittstelle 305 und die elektrische Spannungsversorgungseinheit 300 sind als Baueinheit ausgebildet und sind in dem Ausführungsbeispiel in einem einzigen Gehäuse 310 untergebracht. Das Gehäuse 310 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als ein passiv gekühltes, die Anforderungen der IP67-Schutzart erfüllendes Gehäuse ausgebildet.
  • Die in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als IO-Link Kommunikationssystem ausgebildete Kommunikationsschnittstelle 305 umfasst eine vorliegend vier Ports 315 - 330 aufweisende Torschaltung. Die vier Ports 315 - 330 sind jeweils mit einem der in der 3 gezeigten Aktoren bzw. IO-Link Geräte 335 - 350 kommunikationstechnisch verbunden. Bei den Aktoren 335 - 350 handelt es sich in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel um Antriebe, welche mit einer intelligenten Ansteuerelektronik ausgestattete Motoren umfassen.
  • Die Spannungsversorgungseinheit 300 der „Kommunikativen Spannungsversorgung“ weist einen mit einer Leistungselektronik ausgestatteten AC/DC-Wandler auf, wobei die Leistungselektronik in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bereits durch den Einsatz herkömmlicher Si-basierter Transistoren mit einem relativ hohen Wirkungsgrad bei der Wandlung von bis zu etwa 91 % ausgebildet ist, um die erfindungsgemäße integrierte Anordnung zu ermöglichen. Dadurch ist es möglich, die Spannungsversorgungseinheit 300 sowie das IO-Link Kommunikationssystem 305 in dem relativ kleinen Gehäuse 310, insbesondere mit nur passiver Kühlung, unterzubringen.
  • Es ist anzumerken, dass bei relativ hohen Leistungsanforderungen seitens der betriebenen Aktoren an die Spannungsversorgung die Leistungselektronik 302 auch unter Einsatz von an sich bekannter SiC- oder GaN-Transistortechnologie implementiert werden kann, um durch gesteigerte Wirkungsgrade den erwünschten Einsatz einer passiven Kühlung zu ermöglichen.
  • Die in dem Gehäuse 310 untergebrachte Anordnung ist, ähnlich wie in 1, mit einem Schaltschrank 355 elektrisch verbunden, und zwar mit einem Feldbus(-system) bzw. einer entsprechenden Feldbusschnittstelle 360 sowie mit einer dort angeordneten, wiederum 230/110 V liefernden Wechselspannungsquelle 365. Der genannte AC/DC-Wandler 302 ist auch hier über eine elektrische Versorgungsleitung 375 mit der Wechselspannungsquelle 365 elektrisch verbunden. Vorteilhaft sind die relativ niedrigen, erforderlichen Ströme auf der Versorgungsleitung 375, welche selbst im Falle einer Anordnung mit acht Aktoren noch problemlos mit herkömmlichen bzw. standardmäßigen Steckverbindungen zu handhaben sind. Die Kommunikationsschnittstelle 305 ist mittels einer Daten- bzw. Steuerleitung 370 mit dem Feldbus 360 daten- bzw. kommunikationstechnisch verbunden.
  • In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die vierkanalig ausgebildete Kommunikationsschnittstelle 305 einen IO-Link Master mit vier Ports 315 - 330 zur Verbindung mit den Aktoren 335 - 350, wobei der IO-Link Master ein Gateway zwischen dem Feldbussystem 360 und dem IO-Link Kommunikationssystem 305, 315 - 350 bereitstellt. Das Feldbussystem 360 und das IO-Link Kommunikationssystem 305 können über eine kabellose Kommunikationsverbindung miteinander datentechnisch verbunden sein, wodurch die Flexibilität bei der räumlichen Anordnung des IO-Link Kommunikationssystem 305 deutlich erhöht wird. Die physikalische Feldbusverbindung mittels der Daten- bzw. Steuerleitung 370 wird hierdurch zu einer drahtlosen (wireless) Kommunikationsverbindung.
  • Der IO-Link Master kann eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) zur Bereitstellung von dezentralen Steuerungsfunktionen für die betriebenen Aktoren bzw. IO-Link Devices umfassen. Die IO-Link Devices 335 - 350 können Sensoren, Aktoren oder auch Geräte mit kombinierter Sensor- und Aktorfunktion sein. Der IO-Link Master kann damit dank seiner SPS-Funktionalität vollkommen autark die Steuerung von Maschinen, deren Sensoren und Aktoren durch IO-Link Devices 335 - 350 repräsentiert sind, übernehmen. Möglich ist auch die dezentrale Steuerung von Maschinenmodulen mit gleichzeitigem Austausch von Steuerungsinformationen mit einer zentralen Maschinensteuerung.
  • Zudem kann der IO-Link Master eine Diagnosefunktion zur Durchführung von Diagnosen des wenigstens einen Aktors und insbesondere der Spannungsversorgungseinheit 300 in derselben einheitlichen durch IO-Link standardisierten Weise umfassen. Der IO-Link Master kann auch eine Parametrierfunktion zur Parametrierung des wenigstens einen Aktors und ggf. auch der Spannungsversorgungseinheit 300 umfassen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102012009494 A1 [0002]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • Norm IEC 61131-9 [0004]

Claims (10)

  1. Anordnung einer kommunikativen Spannungsversorgung zum gesteuerten Betrieb wenigstens eines elektrisch betreibbaren IO-Link Devices (335 - 350) mittels einer von einer Spannungsversorgungseinheit (300) bereitgestellten elektrischen Gleichspannung sowie einer für den gesteuerten Betrieb des wenigstens einen IO-Link Devices (335 - 350) vorgesehenen, wenigstens einkanalig ausgebildeten IO-Link-Kommunikationsschnittstelle (305), dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens einkanalig ausgebildete IO-Link-Kommunikationsschnittstelle (305) und die Spannungsversorgungseinheit (300) als Baueinheit (310) ausgebildet sind und dass die IO-Link-Kommunikationsschnittstelle (305) einen eine Gateway-Funktion bereitstellenden IO-Link Master umfasst.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens einkanalig ausgebildete Kommunikationsschnittstelle (305) wenigstens einen IO-Link Master mit wenigstens einem Port (315 - 330) zur Verbindung mit dem wenigstens einen IO-Link Device (335 - 350) aufweist, wobei der IO-Link Master ein Gateway zwischen einem Feldbussystem (360) und einem IO-Link Kommunikationssystem (305, 315 - 350) bereitstellt.
  3. Anordnung Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsversorgungseinheit (300) einen mit einer Leistungselektronik ausgestatteten AC/DC-Wandler aufweist.
  4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungselektronik mit SiC-Transistoren und/oder mit GaN-Transistoren gebildet ist.
  5. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Feldbussystem (360) und das IO-Link Kommunikationssystem (305, 315 - 350) mittels einer kabellosen Kommunikationsverbindung verbunden sind.
  6. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine IO-Link Master eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) zur Erfassung von Sensorsignalen des wenigstens einen IO-Link Devices (335-350) und/oder der dezentralen Ansteuerung des wenigstens einen IO-Link Devices (335 - 350) umfasst.
  7. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine IO-Link Master eine Diagnosefunktion zur Durchführung von Diagnosen des wenigstens einen IO-Link Devices (335 - 350) und/oder der Spannungsversorgungseinheit (300) umfasst.
  8. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine IO-Link Master eine Parametrierfunktion zur Parametrierung des wenigstens einen IO-Link Device (335 - 350) und/oder der Spannungsversorgungseinheit (300) umfasst.
  9. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsversorgungseinheit (300) und die wenigstens einkanalig ausgebildete Kommunikationsschnittstelle (305) in einem einzigen Gehäuse (310) untergebracht sind.
  10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (310) als ein passiv gekühltes, die Anforderungen der IP67-Schutzart erfüllendes Gehäuse ausgebildet ist.
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