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Die Erfindung betrifft die kabellose Übertragung von Daten bzw. Informationen zwischen IO-Link-Geräten, insbesondere bei einer über einen IO-Link drahtlos kommunikationstechnisch miteinander verbundenen Aktor-/Sensoranordnung von industriellen Aktoren, Sensoren oder entsprechenden Aktor-/Sensorhubs, z.B. zur Überwachung des Zustandes einer industriellen/technischen Einrichtung.
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Stand der Technik
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Es sind IO-Link-Systeme bekannt, z.B. das „BIC“-System der vorliegenden Anmelderin, bei denen IO-Link-Geräte kabelgebunden miteinander kommunizieren, wodurch die IO-Link-Geräte nur mit großem technischem Aufwand dynamisch ausgetauscht bzw. ausgewechselt werden können.
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Darüber hinaus sind bereits drahtlos bzw. kabellos arbeitende IO-Link-Systeme gemäß dem neuen „IO-Link Wireless“-Standard bekannt geworden, z.B. gemäß der IO-Link-Spezifikation „IO-Link Wireless System Extensions“, Version 1.1, March 2018 (Bestellnr. 10.112 bei IO-Link Community, Karlsruhe, Deutschland, beziehbar über http://www.io-link.com/).
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Bei der genannten Spezifikation wird eine feste Funkverbindung zwischen einem Wireless-Master („W-Master“) und einem oder mehreren Wireless Device („W-Device“), d.h. einem oder mehreren drahtlos in das IO-Link-System eingebundenen bzw. an dieses angebundenen IO-Link-Gerät(e) beschrieben, wonach der Austausch bzw. Wechsel eines W-Devices nur über ein „Unpairing“ und „Pairing“ erfolgen kann (siehe die 1 und 2A), sofern kein Roaming-Modus verwendet wird.
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Daher muss die gesamte Konfiguration eines entsprechenden W-Masters jedes Mal über eine Steuerung (z.B. eine speicherprogrammierbare Steuerung „SPS“) durchgeführt werden. Dies ist bei einem W-Master mit bis zu 40 W-Ports (bei 5 Tracks) jedoch sehr komplex und daher nur sehr zeitaufwendig durchführbar.
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Offenbarung der Erfindung
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Der vorliegenden Erfindung liegen daher die folgenden technischen Erkenntnisse und daraus resultierenden Probleme zugrunde.
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Zum einen kann ein W-Master eines drahtlosen „IO-Link-Systems“ nur bis zu 5 Übertragungskanäle beinhalten, von denen jeder Kanal bis zu 8 W-Devices unterstützt. Daher ist ein entsprechender W-Master auf den Funkbetrieb von nur 40 W-Devices beschränkt (siehe 2B).
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Hinzu kommt, dass ein solcher W-Master eine feste Konfiguration besitzt, bezüglich der die einzelnen W-Devices fest zugewiesen sind. Die gesamte Konfiguration des W-Masters müsste daher jedes Mal über eine Steuerung, z.B. eine SPS, durchgeführt werden. Bei einem W-Master mit bis zu 40 W-Ports (bei 5 Tracks) wäre dies jedoch nur mit relativ großem Zeitaufwand durchführbar.
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Zur Behebung dieser Probleme sowie von im Rahmen der vorliegenden Offenbarung beschriebenen weiteren Problemen liegt der Erfindung der Gedanke zugrunde, bei einem drahtlosen IO-Link-System genannte Konfigurationen von IO-Link-Geräten z.B. mittels einer Steuerung dynamisch umzuschalten, z.B. anhand von entsprechenden Prozessdaten oder anhand von azyklischen Diensten.
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Dadurch besteht die Möglichkeit, eine gegenüber dem Stand der Technik wesentlich höhere Anzahl von W-Devices mit nur einem W-Master ansprechen bzw. ansteuern zu können. So kann theoretisch ein einziger W-Master bis zu 1160 W-Devices verwalten, und zwar gemäß der Beziehung: 40W-Device x 29 Konfigurationen = 1160W-Devices. Diese W-Devices können dann nacheinander in 40 W-Device Blöcken angesprochen werden, indem man die dazugehörige Konfiguration z.B. mittels einer Steuerung lädt.
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Die genannte Funktionalität bietet für einen Benutzer eine wesentliche Verbesserung bei z.B. folgenden Anwendungsfällen:
- - Bei Hochregallagern, bei denen der Lagerstatus der vielen Fächer regelmäßig abzufragen ist;
- - bei der Zustandsüberwachung (sog. „Condition Monitoring“) einer Vielzahl von zu überwachenden Geräten,
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Des Weiteren ist es mit dieser Funktion möglich, den W-Master dynamisch an seinen jeweiligen Einsatz anzupassen. Daher kann ein Einsatz in folgenden Anwendungsfällen stattfinden:
- - Beim Umstellen von mittels eines IO-Link-Systems betriebenen Anlagen, wobei der W-Master dann dynamisch an die Änderung angepasst werden kann,
- - beim Einsatz von Werkzeugen an Industrierobotern, wobei der W-Master für jedes Werkzeug des Roboters eine passende Konfiguration hinterlegt, welche dann beim jeweiligen Werkzeugwechsel geladen wird.
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Wie bereits erwähnt, ist gemäß dem Stand der Technik ein genannter dynamischer Austausch von Geräten oder Werkzeugen nur mittels des sog. „Unpairing“ und „Pairing“ möglich, wobei in nachteiliger Weise ein Teil der „Wireless Konfiguration" geändert werden muss.
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Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die Einrichtung bzw. das IO-Link-System ermöglichen somit eine draht- bzw. kabellose Übertragung von Daten/Informationen zwischen einer Vielzahl von Teilnehmern (Aktoren, Sensoren, Geräten, Werkzeugen, etc.), z.B. einer Anzahl der Teilnehmer von größer als 120. Zudem werden damit neue Applikationen auf der Grundlage einer Vielzahl von an ein IO-Link-System angebundenen W-Devices ermöglicht.
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Bei dem hier vorgeschlagenen Verfahren bzw. der Einrichtung wird ein serieller Betriebsmodus eines hier betroffenen W-Masters vorgeschlagen, bei dem die W-Devices mittels verschiedener Konfigurationen, die auf dem W-Master abgelegt sind, seriell abgearbeitet werden. Pro Konfiguration können hierbei bis zu 40 W-Devices über das IO-Link-System miteinander verbunden werden. Jede dieser Konfigurationen hat eine verschiedene Master-ID, so dass die Verbindung der betroffenen W-Devices zu dem W-Master immer eindeutig ist.
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Laut des IO-Link Wireless Standards werden zudem 29 verschiedene Master-IDs bereitgestellt, womit somit insgesamt 40 x 29 = 1160 W-Devices angesprochen werden können. Der besondere Vorteil liegt nun darin, dass die Konfigurationen über die Steuerung im laufenden Betrieb ausgetauscht bzw. ausgewechselt werden können.
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Es ist allerdings anzumerken, dass gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren die jeweilige Konfiguration auch immer geändert werden muss, was etwas Zeit erfordert. Für jede Konfiguration kann die Umschaltung mehrere Sekunden dauern. Im Vollausbau eines hier betroffenen IO-Link-Systems benötigt das Umschalten der Konfiguration etwa 3 s. Bis alle 40 W-Devices miteinander synchronisiert sind, kann es daher bis zu 5 s dauern, bis der W-Master nach einer solchen Umkonfiguration wieder bereit ist. Im Falle von 29 vorliegenden Konfigurationen, welche nacheinander aktiviert werden sollen, werden somit theoretisch 29 x 5 s = 145 s (ca. 3 Minuten) benötigt. Jedoch sind diese Konfigurationszeiten sehr hardwareabhängig, wodurch diese stark variieren können, sowohl nach unten als auch nach oben.
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Mittels des vorgeschlagenen Verfahrens und der Einrichtung können in einer Funkzelle eines drahtlosen IO-Link-Systems wesentlich mehr W-Devices genutzt werden als im Stand der Technik. Denn laut dem zugrunde liegenden Funkstandard ist es nicht zulässig, mehr als 3 W-Master in einer einzigen Zelle einzusetzen. Somit ergibt sich für die maximale Anzahl von möglichen W-Devices gemäß dem Stand der Technik: 40 (W-Device) × 3 (W-Master) = 120 W-Devices. Für nicht zeitkritische Anwendungen kann man jedoch mit dem vorgeschlagenen seriellen Betriebsmodus des W-Masters prinzipiell 40 (W-Device) × 29 (Konfigurationen) × 1 (W-Master) = 1160 W-Devices in das IO-Link-System einbinden, d.h. ansprechen bzw. nutzen, da ein solcher serieller Betriebsmodus nur mit einem W-Master funktioniert, da bei zwei unterschiedlichen W-Mastern, welche den gleichen Port, Track und Master ID verwenden, das W-Device nicht wissen kann, mit welchem Master es verbunden ist. Alternativ können aber auch 40 (W-Device) × (10 (Konfigurationen) × 2 (W-Master) + 9 (Konfigurationen) × 1 (W-Master)) = 1160 W-Devices vorgesehen sein.
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Bei Änderungen des Aufbaus des IO-Link-Systems kann zudem der W-Master dynamisch an seinen jeweiligen Einsatz angepasst werden. Üblicherweise hat der W-Master eine feste Konfiguration und besitzt zu dieser Konfiguration fest zugewiesene W-Devices.
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Da der vorgeschlagene Ansatz nur eine neuartige Funktion bzw. Funktionalität darstellt, welche im W-Master verwendet werden kann, kann bei zeitkritischen Anwendungen der W-Master auch ohne Umschaltung der Konfiguration betrieben werden.
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Jedoch ergibt sich die bereits genannte Einschränkung, wenn die Konfiguration dynamisch geändert werden soll. So kann das Umschalten zwischen den Konfigurationen mehrere Sekunden dauern, wobei in dieser Zeitspanne auch die Verbindungen zu den W-Devices unterbrochen sind.
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Ferner ist zu erwähnen, dass die Funktion „Data Storage“ bei dem vorgeschlagenen Ansatz nicht im vollen Umfang genutzt werden kann. Darüber hinaus muss bei mehreren einer einzigen Funkzelle zugeordneten W-Mastern darauf geachtet werden, dass jeder der W-Master zu jederzeit eine eindeutige Master-ID besitzt. Denn sollte dieselbe Master-ID von zwei W-Mastern nacheinander verwendet werden, würde dies dazu führen, dass sich ein W-Device automatisch mit dem anderen W-Master verbindet, da das W-Device nicht unterscheiden kann, um welchen W-Master es sich handelt.
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Gemäß einem ersten Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines IO-Link-Systems mit wenigstens einem drahtlos angebundenen IO-Link-Master und einer Anzahl von drahtlos angebundenen IO-Link-Geräten mittels einer Steuerung, wobei die Anzahl der IO-Link-Geräte in wenigstens zwei Gruppen von IO-Link-Geräten unterteilt ist und wobei der wenigstens eine IO-Link-Master mit wenigstens zwei unterschiedlichen Konfigurationen konfigurierbar ist, sind die folgenden Prozessschritte vorgesehen:
- - Konfigurieren des wenigstens einen IO-Link-Masters mit einer ersten Konfiguration zum Betreiben der ersten Gruppe von IO-Link-Geräten;
- - im Wege einer ersten Prozessschleife: Herstellen einer Verbindung zwischen dem wenigstens einen IO-Link-Master mit den IO-Link-Geräten der ersten Gruppe von IO-Link-Geräten sowie Abfragen des Kommunikationsstatus' der so verbundenen IO-Link-Geräte der ersten Gruppe von IO-Link-Geräten;
- - im Wege einer wenigstens zweiten Prozessschleife: Auslesen der IO-Link-Geräte der ersten Gruppe und setzen von für den Betrieb der IO-Link-Geräte der ersten Gruppe erforderlichen Konfigurationswerten;
- - Konfigurieren des wenigstens einen IO-Link-Masters mit einer wenigstens zweiten Konfiguration zum Betreiben der wenigstens zweiten Gruppe von IO-Link-Geräten;
- - im Wege einer wenigstens dritten Prozessschleife: Herstellen einer Verbindung zwischen dem wenigstens einen IO-Link-Master mit den IO-Link-Geräten der wenigstens zweiten Gruppe von IO-Link-Geräten sowie Abfragen des Kommunikationsstatus' der so verbundenen IO-Link-Geräte der wenigstens zweiten Gruppe von IO-Link-Geräten; und
- - im Wege einer wenigstens vierten Prozessschleife: Auslesen der IO-Link-Geräte der wenigstens zweiten Gruppe von IO-Link-Geräten und setzen von für den Betrieb der IO-Link-Geräte der wenigstens zweiten Gruppe erforderlichen Konfigurationswerten.
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Gemäß einem zweiten Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass beim Herstellen einer Verbindung zwischen dem wenigstens einen IO-Link-Master mit den IO-Link-Geräten der ersten und der wenigstens zweiten Gruppe jeweils Warteschleifen vorgesehen sind. Die Warteschleifen können dabei bevorzugt für jeweils wenigstens 1 s ausgeführt werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ferner vorgesehen sein, dass beim Setzen der für den Betrieb der IO-Link-Geräte der ersten und der wenigstens zweiten Gruppe erforderlichen Konfigurationswerte ein entsprechender Prozessbefehl von der Steuerung zunächst an den IO-Link-Master gesendet wird und von dem IO-Link-Master an die vorliegend betroffenen IO-Link-Geräte der wenigstens zwei Gruppen weitergeleitet wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine IO-Link-Master mit wenigstens 29 unterschiedlichen Konfigurationen konfigurierbar ist.
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Gemäß einem noch weiteren Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ferner vorgesehen sein, dass die Anzahl an IO-Link-Geräten einer Mehrzahl von wenigstens 1160 Geräten entspricht, wobei die letzten drei Prozessschritte gemäß Anspruch 1 bezüglich weiterer Gruppen von IO-Link-Geräten erneut ausgeführt werden können.
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Die Erfindung betrifft auch eine Steuerung, insbesondere eine speicherprogrammierbare Steuerung, welche zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist.
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Gemäß einem ersten Aspekt der erfindungsgemäßen Einrichtung mit wenigstens einem drahtlos angebundenen IO-Link-Master und einer Anzahl von drahtlos angebundenen IO-Link-Geräten sowie einer Steuerung, wobei die Anzahl der IO-Link-Geräte in wenigstens zwei Gruppen von IO-Link-Geräten unterteilt ist und wobei der wenigstens eine IO-Link-Master mit wenigstens zwei unterschiedlichen Konfigurationen konfigurierbar ist, ist insbesondere vorgesehen, dass die Steuerung eingerichtet ist, die folgenden Prozessschritte auszuführen:
- - Konfigurieren des wenigstens einen IO-Link-Masters mit einer ersten Konfiguration zum Betreiben der ersten Gruppe von IO-Link-Geräten;
- - im Wege einer ersten Prozessschleife: Herstellen einer Verbindung zwischen dem wenigstens einen IO-Link-Master mit den IO-Link-Geräten der ersten Gruppe von IO-Link-Geräten sowie Abfragen des Kommunikationsstatus' der so verbundenen IO-Link-Geräte der ersten Gruppe von IO-Link-Geräten;
- - im Wege einer wenigstens zweiten Prozessschleife: Auslesen der IO-Link-Geräte der ersten Gruppe und setzen von für den Betrieb der IO-Link-Geräte der ersten Gruppe erforderlichen Konfigurationswerten;
- - Konfigurieren des wenigstens einen IO-link-Masters mit einer wenigstens zweiten Konfiguration zum Betreiben der wenigstens zweiten Gruppe von IO-Link-Geräten;
- - im Wege einer wenigstens dritten Prozessschleife: Herstellen einer Verbindung zwischen dem wenigstens einen IO-link-Master mit den IO-Link-Geräten der wenigstens zweiten Gruppe von IO-Link-Geräten sowie Abfragen des Kommunikationsstatus' der so verbundenen IO-Link-Geräte der wenigstens zweiten Gruppe von IO-Link-Geräten; und
- - im Wege einer wenigstens vierten Prozessschleife: Auslesen der IO-Link-Geräte der wenigstens zweiten Gruppe von IO-Link-Geräten und setzen von für den Betrieb der IO-Link-Geräte der wenigstens zweiten Gruppe erforderlichen Konfigurationswerten
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Gemäß einem weiteren Aspekt der erfindungsgemäßen Einrichtung kann ferner vorgesehen sein, dass der wenigstens eine IO-Link-Master mit wenigstens 29 unterschiedlichen Konfigurationen konfigurierbar ist.
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Das vorgeschlagene Verfahren bzw. die Einrichtung ermöglichen zum einen eine größere Flexibilität bezüglich des Einsatzes einer vorliegenden Aktorik/Sensorik bzw. anderen Gerätschaft und zum anderen eine erheblich einfachere Steuerung genannter Aktor/Sensor-Konfigurationen. Dabei können zudem wesentlich mehr Aktor-/Sensordaten eingesammelt werden bzw. Aktionen ausgeführt werden. Zudem werden nicht zeitkritische Applikationen mit einer Vielzahl von W-Devices ermöglicht, die ohne den vorgeschlagenen Ansatz nur mit relativ hohem Aufwand auf Seiten eines Benutzers umgesetzt werden könnten.
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Mit der vorgeschlagenen zusätzlichen Funktionalität eines hier betroffenen IO-Link-Systems kann ein hier betroffener W-Master in zusätzlichen Anwendungsbereichen eingesetzt werden. Des Weiteren können mit einem einzigen W-Master wesentlich mehr Aktoren oder Sensoren bzw. entsprechende IO-Link-Sensor-/Aktor-Hubs genutzt werden.
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So ermöglicht bzw. unterstützt die vorgeschlagene zusätzliche Funktionalität vorteilhaft z.B. die folgenden Anwendungen:
- - Nutzung von wesentlich mehr W-Devices;
- - Bei Änderungen des Aufbaus kann der W-Master dynamisch an seinen Einsatz angepasst werden. Üblicherweise hat der W-Master eine feste Konfiguration und hat zu dieser fest zugewiesene W-Devices;
- - Mehr Flexibilität, einfache Steuerung der Konfigurationen, es können wesentlich mehr Daten eingesammelt werden bzw. Aktionen ausgeführt werden;
- - Nicht zeitkritische Applikationen werden mit vielen W-Devices ermöglicht, die ohne diese Lösung nicht ohne einen erhöhten Aufwand in der Steuerung des Kunden, umgesetzt werden könnten;
- - Erweiterung durch RFID-Tags (z.B. auf dem Werkzeug) und automatischem Laden der Konfiguration.
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Bei der zusätzlichen Funktionalität ergeben sich lediglich Einschränkungen, wenn eine IO-Link-Konfiguration dynamisch geändert werden soll, da das Umschalten zwischen den Konfigurationen mehrere Sekunden andauern kann, wobei in dieser Zeitspanne auch die Verbindungen zu den W-Devices unterbrochen sind. Auch kann die IO-Link-Funktion Data Storage nicht im vollen Umfang genutzt werden.
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Zudem muss bei mehreren W-Mastern in einer Zelle beachtet werden, dass jeder der W-Master zu jederzeit eine eindeutige Master-ID besitzt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
- 1 zeigt eine über ein IO-Link-System mit einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) drahtlos verbundene Aktor-/Sensoranordnung, gemäß dem Stand der Technik;
- 2A zeigt eine beispielhafte W-Master Zelle mit vorliegend drei drahtlosen IO-Link W-Master Geräten sowie ein entsprechendes Kommunikationsverteilungsschema, gemäß der Erfindung;
- 2B zeigt eine typische Spurverteilung eines einzelnen in 2A gezeigten W-Master Gerätes; und
- 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens des seriellen Betriebsmodus' eines hier betroffenen W-Master Gerätes mit einer Vielzahl von W-Devices, anhand eines Ablauf- bzw. Sequenzdiagramms.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung
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Die in 1 schematisch anhand eines Blockdiagramms dargestellte Aktor-/Sensoranordnung gemäß dem Stand der Technik umfasst eine speicherprogrammierbare Steuerung SPS (engl. PLC) 100, welche über einen an sich bekannten Industrie-Feldbus 105 (z.B.: Interbus, Profibus, HART, Bitbus, I2C-Bus, Modbus, LIN-Bus, MOST-Bus, IDB-1394, TTP/A-Bus, TTP/C-Bus, BACnet, Batibus, VARAN-Bus und der CAN-Bus, oder ein auf der Basis des IP-Protokolls über Ethernet beruhender Feldbus) mit einem hier betroffenen IO-Link-System verbunden ist.
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Das IO-Link-System umfasst in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einen drahtlosen IO-Link Master („W-Master“) 110 sowie weitere „Remote“ IO-Link-Master 115, unter anderem einen drahtlos arbeitenden W-Master 116 sowie einen drahtgebundenen IO-Link Master 117, welche über den Feldbus 105 mit der SPS 100 kommunikations- bzw. datentechnisch verbunden bzw. gekoppelt sind.
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Über eine drahtlose Verbindung bzw. Funkverbindung 111 des W-Masters 110 ist ein drahtlos arbeitendes IO-Link-Gerät, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein drahtlos arbeitender IO-Link Hub 120, mit dem W-Master 110 kommunikations- bzw. datentechnisch verbunden. Über entsprechende drahtgebundene Kommunikations- bzw. Datenverbindungen 121 sind standardmäßige, d.h. rein drahtgebundene und nicht IO-Link-fähige Sensoren bzw. Aktuatoren 125, 130, 135 mit dem IO-Link Hub 120 verbunden. Über eine ebenfalls über die Funkverbindung 111 gekoppelte, drahtlos arbeitende Kommunikationsbrücke 140, ist ein IO-Linkfähiger Sensor oder Aktuator 145 angebunden.
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Über eine von dem W-Master 116 bereitgestellte Funkverbindung 119 sind zwei drahtlos arbeitende und IO-Link-fähige Sensoren bzw. Aktuatoren 150, 155 eingebunden.
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Über eine von dem IO-Link Master 117 bereitgestellte rein drahtgebundene Verbindung 118 sind ferner zwei IO-Link-fähige Sensoren bzw. Aktuatoren 160, 165 eingebunden. Zudem werden über die drahtgebundene Verbindung 118 des IO-Link Masters 117 ein entsprechend drahtgebunden arbeitender IO-Link Hub 170 sowie ein über die drahtgebundene Verbindung 172 direkt verbundener IO-Linkfähiger Sensor bzw. Aktuator 185 in das IO-Link-System eingebunden. Über die von dem IO-Link Hub 170 bereitgestellte drahtgebundene Verbindung 171 sind ferner zwei weitere IO-Link-fähige Sensoren bzw. Aktuatoren 175, 180 in das IO-Link-System eingebunden, um letztendlich auch mit der SPS 100 kommunikations- bzw. datentechnisch verbunden zu sein.
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Eine in 2A schematisch gezeigte IO-Link W-Master-Zelle 200 umfasst drei drahtlose IO-Link W-Master-Geräte 205, 210, 215. Die drei W-Master 205 - 215 entsprechen in ihrem technischen Aufbau zwar den in 1 beschriebenen IO-Link W-Master-Geräten 110 oder 116, sie unterscheiden sich jedoch in ihrer Funktionalität bzw. in ihrer Betriebsweise von diesen wie folgt.
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Es ist ein gegenüber dem beschriebenen Stand der Technik verschiedenes Verteilungsschema für die Kommunikation mit IO-Link-Geräten vorgesehen. Diesem Verteilungsschema liegt der nachfolgend anhand der 3 beschriebene Verfahrensablauf zugrunde.
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Jeder der auf der linken Seite der 2A dargestellten drei W-Master 205 - 215 unterstützt dabei jeweils fünf Kommunikationskanäle (bzw. Kommunikationsspuren), wobei insgesamt, d.h. mittels der fünf Kanäle, vierzig IO-Link-Geräte in ein in 1 gezeigtes IO-Link-System eingebunden 220 werden können.
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Auf der rechten Seite der 2A sind beispielhaft zwei Kanäle dargestellt, und zwar der erste der fünf Kanäle bzw. die Spur mit der logischen Nummer „0“ sowie der letzte der fünf Kanäle mit der logischen Nummer „4“. Über den ersten Kanal „0“ werden vorliegend die IO-Link-Geräte (W-Devices) 230, 235, 240, 245 und 250 in das IO-Link-System eingebunden und über den gezeigten zweiten Kanal „4“ vorliegend die IO-Link-Geräte 260, 265, 270, 275 und 280. Für die hier nicht gezeigten Kanäle gilt das entsprechende.
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Der in 2B gezeigte IO-Link W-Master 290 ermöglicht bei einer Konfiguration die Anbindung von bereits genannten vierzig W-Devices über die dort gezeigten fünf Kanäle bzw. Spuren 295.
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Auf der Grundlage der erfindungsgemäßen seriellen Umkonfiguration des W-Masters 290, wobei die W-Devices nacheinander bzw. seriell aktiviert werden, können mit dem W-Master 290 im Falle von 29 verfügbaren unterschiedlichen Konfigurationen bis zu 40 × 29 = 1160 W-Devices in ein solches IO-Link-System eingebunden werden. Diese von der Anzahl der möglichen Konfigurationen des W-Masters 290 abhängige Anzahl der ansprechbaren W-Devices kann sich somit bei noch mehr verfügbaren Konfigurationen sogar noch entsprechend erhöhen.
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In der 3 ist das erfindungsgemäße Verfahren zum seriellen Betrieb eines hier betroffenen W-Masters 305, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mittels einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) 300, bei einer Vielzahl von W-Devices 310 - 320 anhand eines Ablauf- bzw. Sequenzdiagramms dargestellt.
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Die Vielzahl der W-Devices 310 - 320 unterteilt sich gemäß der 2B in Gruppen 295 von jeweils 40 W-Devices, d.h. vorliegend in die beiden explizit dargestellten Gruppen W-Devices (1 - 40) 310 und W-Devices (1121 - 1160) 315. Die nur gestrichelt dargestellten weiteren W-Devices (41 - 1120) 320 entsprechen den übrigen W-Devices, die bei 29 verfügbaren unterschiedlichen Konfigurationen mit dem W-Master 305 ansprechbar bzw. steuerbar sind.
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Die gesamte gezeigte Prozesssequenz beginnt zunächst mit einer ersten Konfiguration 325 des W-Masters 305 durch die SPS 300, um in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Konfiguration der ersten Gruppe 310 der W-Devices (1 - 40) zu aktivieren.
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Während einer danach in der SPS 300 ablaufenden ersten Prozessschleife 330, wird eine Kommunikations- bzw. Datenverbindung mit den zunächst angesprochenen W-Devices (1 - 40) hergestellt. Um dies sicherzustellen, erfolgt eine Warteschleife 331 von in diesem Ausführungsbeispiel 1 s. Am Ende der Prozessschleife 330 wird seitens der SPS 300 vom W-Master 305 der sich schließlich ergebende Kommunikationsstatus der betroffenen W-Devices (1 - 40) abgefragt 332.
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Sollte die Verbindung zu den zunächst angesprochenen W-Devices (1 - 40) 310 noch nicht hergestellt sein, wird die Prozessschleife 330 wiederholt.
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Während einer in der SPS 300 danach ablaufenden zweiten Prozessschleife 340 werden die in der ersten Prozessschleife 330 betroffenen W-Devices (1 - 40) 310 ausgelesen und für den weiteren Betrieb erforderliche Konfigurationswerte an diesen gesetzt. Dabei wird der entsprechende Prozessbefehl von der SPS 300 zunächst an den W-Master 305 gestellt 341 und von dem W-Master 305 an die vorliegend betroffenen W-Devices (1 - 40) weitergeleitet 342.
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Wie gestrichelt dargestellt 350 können weitere entsprechende Prozessschleifen für die weitere Konfiguration der ebenfalls nur gestrichelt dargestellten weiteren W-Devices (41 - 1120) 320 vorgesehen sein.
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In dem weiteren Prozessschritt 355 erfolgt eine erneute Konfiguration des W-Masters 305 durch die SPS 300, um in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Konfiguration der zweiten Gruppe 315 der W-Devices (1121 - 1160) zu aktivieren.
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Danach erfolgt eine weitere Prozessschleife 360, entsprechend der ersten Prozessschleife 330, in der wiederum eine Kommunikations- bzw. Datenverbindung mit den jetzt vorliegend betroffenen W-Devices (1121 - 1160) 315 hergestellt wird. Um dies sicherzustellen, erfolgt auch hier eine Warteschleife 361 von in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls 1 s. Am Ende dieser Prozessschleife 360 wird wiederum seitens der SPS 300 vom W-Master 305 der sich schließlich ergebende Kommunikationsstatus der vorliegend betroffenen W-Devices (1121 - 1160) 315 abgefragt 362.
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Sollte die Verbindung zu den jetzt vorliegend angesprochenen W-Devices (1121 - 1160) 315 noch nicht hergestellt sein, wird die Prozessschleife 360 wiederholt.
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Während einer in der SPS 300 danach ablaufenden noch weiteren Prozessschleife 365 werden, ähnlich der zweiten Prozessschleife 340, vorliegend die in der vorherigen Prozessschleife 360 betroffenen W-Devices (1121 - 1160) 315 ausgelesen und für ihren weiteren Betrieb erforderliche Konfigurationswerte an diesen gesetzt. Dabei wird wiederum der entsprechende Prozessbefehl von der SPS 300 zunächst an den W-Master 305 gestellt 366 und von dem W-Master 305 wiederum an die vorliegend betroffenen W-Devices (1121 - 1160) 315 weitergeleitet 367.
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Für das beschriebene Verfahren sowie die Einrichtung gibt es nun eine Vielzahl von möglichen Anwendungsfällen bzw. Einsatzgebieten.
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So kann mittels des Verfahrens bzw. der Einrichtung bei einem Hochregallager der Status einer Vielzahl von Fächern regelmäßig abgefragt werden. Dabei sollte der W-Master so zentral wie möglich in dem Hochregallager angeordnet werden, so dass er jede Raumrichtung maximal ausleuchten kann. Dadurch kann ein einziger W-Master den Status von bis zu 1.160 Fächern abfragen.
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Auch kann mittels des Verfahrens bzw. der Einrichtung an einer Vielzahl von zu überwachenden Geräten ein „Condition Monitoring“ durchgeführt werden. Da es sich beim Condition Monitoring häufig nicht um zeitkritische Daten handelt, kann mit dem beschriebenen Ansatz eine große Menge an Daten mit nur einem W-Master eingesammelt werden.
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Ferner kann mittels des Verfahrens bzw. der Einrichtung ein Industrieroboter mit einer Vielzahl von Wechselköpfen bzw. Werkzeugen betrieben werden. Ein solcher Roboter nutzt verschiedene Werkzeuge, wobei jedes Werkzeug verschiedene Sensoren bzw. Aktoren aufweist. Mit dem beschriebenen Ansatz kann für jedes Roboterwerkzeug eine eigene Konfiguration ablegt werden und diese dann im Betrieb des Roboters in den W-Master geladen werden.
