Basiswissen Io-Link; Allgemein; Protokoll; Zykluszeit - Balluff BOS R254K-UUI-LH10-S4 Bedienungsanleitung

BOS R254K-UUI-LH10-S4
Optoelektronische Sensoren
2

Basiswissen IO-Link

2.1

Allgemein

IO-Link integriert konventionelle und intelligente Sensoren
und Aktoren in Automatisierungssysteme und ist als
Kommunikationsstandard unterhalb der klassischen Feld-
busse vorgesehen. Die feldbusunabhängige Übertragung
nutzt bereits vorhandene Kommunikationssysteme (Feld-
busse oder Ethernet-basierte Systeme).
Die IO-Link-Devices, wie Sensoren und Aktoren, werden in
einer Punkt-zu-Punkt-Verbindung über ein Gateway, dem
IO-Link-Master, an das steuernde System angebunden.
Die IO-Link-Devices werden mit handelsüblichen unge-
schirmten Standard-Sensorkabeln angeschlossen.
Die Kommunikation basiert auf einem Standard-UART-
Protokoll mit einer 24-V-Pulsmodulation im Halb-Duplex-
Betrieb. Auf diese Weise ist eine klassische Drei-Leiter-
Physik möglich.
2.2

Protokoll

Bei der IO-Link-Kommunikation werden zyklisch fest
definierte Frames zwischen IO-Link-Master und IO-Link-
Device ausgetauscht. In diesem Protokoll werden sowohl
Prozess- als auch Bedarfsdaten, wie Parameter oder
Diagnosedaten, übertragen. Die Größe und Art des ver-
wendeten Frame-Typs und der verwendeten Zykluszeit
ergibt sich aus der Kombination von Master- und Device-
Eigenschaften (siehe Kommunikationseigenschaften in
Kapitel 3.2 auf Seite 9).
2.3

Zykluszeit

Die verwendete Zykluszeit (master cycle time) ergibt sich
aus der minimal möglichen Zykluszeit des IO-Link-Devices
(min cycle time, siehe Kapitel 3.2 auf Seite 9) und der
minimal möglichen Zykluszeit des IO-Link-Masters. Bei der
Wahl des IO-Link-Masters ist zu beachten, dass der
größere Wert die verwendete Zykluszeit bestimmt.
2.4

Prozessdatenstrom

Die Datenübertragung basiert auf der allgemeinen Profil-
spezifikation (IO-Link Common Profile 1.0, Beispiel siehe
Bild 2-1).
PDinput data stream (device view)
Transmission
direction
n n+1
("to master")
39 30 31 24
...
Byte 0 Byte 1
7 0 7 0
Integer16
"PDV2" "PDV1"
PVinD 3 PVinD 2
Data type: IntegerT Data type: UIntegerT
TypeLength: 16 TypeLength: 8
Bit offset: 24 Bit offset: 8
Example PDinput data stream
Bild 2-1: Beispiel für einen PDinput-Datenstrom
6 deutsch
n+3 n+4 memory address in the PLC
n = baseaddress
15 8 7 0 Bit offset
Byte 3 Byte 4
7 0 7 0 Byte stream
UInteger8 Bool
"BDC1_2"
PVinD 1
Data type: Bool
TypeLength: 2
Bit offset: 0
Das höchstwertige Byte (MSB, als Byte 0 bezeichnet) wird
zuerst übertragen und befindet sich in der SPS unter der
niedrigsten Speicheradresse. Das niedrigstwertige Byte
(LSB) wird zuletzt übertragen und hat die höchste Bytezahl
(in Bild 2-1 mit Byte 4 bezeichnet).
Für wortbasierte Datentypen (> 8 Bit) bedeutet das, dass
das Byte an der niedrigsten Adresse das höchstwertige
Byte und die höchste Adresse das niedrigstwertige Byte
darstellt.
In der IODD wird die Beschreibung des Datenstroms unter
Verwendung von Bitversatzdeskriptoren realisiert. Dieser
Bitversatz beginnt rechts beim niedrigstwertigen Byte.
Prozessdatenvariablen (in Bild 2-1: PDV1, PDV2) sind in
den meisten Fällen an Bytegrenzen ausgerichtet.
Binäre Informationen (BDC) werden in den meisten Fällen
in den niedrigstwertigen Byte übertragen.
2.5

Device Status

Der Device Status gibt den aktuellen Status des Geräts
oder der direkt verbundenen Peripherie an. Diese Funktio-
nalität ist Teil der IO-Link-Spezifikation.
Folgende Zustände werden vom Gerät ausgegeben:
– Device is operating properly. (Gerät funktioniert fehler-
frei)
Dieser Status gibt an, dass kein schwerwiegender
Fehler im Gerät aufgetreten ist und das Gerät ohne Ein-
schränkungen betrieben werden kann.
– Maintenance-Required (Wartung erforderlich)
Obwohl die Prozessdaten gültig sind, zeigen interne
Diagnosefunktionen, dass das Gerät bzw. die Einsatz-
umgebung des Geräts gewartet werden sollte.
– Out-of-Specification (Außerhalb der Spezifikation)
Obwohl die Prozessdaten gültig sind, zeigen interne
Diagnosefunktionen, dass das Gerät außerhalb der
angegeben Spezifikation arbeitet. Dies kann sowohl die
Messapplikation selbst als auch Umweltbedingungen
betreffen.
– Functional-Check (Funktionsprüfung)
Prozessdaten sind temporär ungültig, während ein
bewusster Eingriff am Gerät durchgeführt wird. Zum
Beispiel Parametriervorgänge oder Teach-in.
– Failure (Ausfall)
Das Gerät oder die angeschlossene Peripherie hat
einen schweren Fehler. Das Gerät kann die vorgese-
hene Funktion nicht erfüllen!
Weitere Informationen siehe Kapitel 6.1 auf Seite 81.
Die Erzeugung des Device Status basiert immer auf der
Ausgabe von Diagnosemeldungen. Für jede Diagnosemel-
dung (Event) wird ein Device Status angegeben. Dieser ist
jeweils in der Event-Übersichtsliste (siehe Kapitel 3.6 auf
Seite 23) bzw. in der Beschreibung der Funktionen zu
finden.