Basiswissen Io-Link; Allgemein; Protokoll; Zykluszeit - Balluff BOS R254K-UUI-LH11-S4 Configuration Manual

BOS R254K-UUI-LH11-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 10).
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 10) 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

Kommunikationsparameter

Um eine stabile Kommunikationsverbindung zwischen
Master und Device aufbauen zu können, fragt der Master
zu Beginn der Kommunikation einige wichtige Kommunika-
tionsparameter des Geräts ab. Durch die Parameter
werden Einstellungen für die Kommunikation in den Modi
Preoperate und Operate beinflusst und das Gerät eindeu-
tig identifiziert.
Kommunikationsparameter werden in Kapitel 4 auf
Seite 28 beschrieben.
6 deutsch
2.5

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 15
...
Byte 0 Byte 1
7 0 7 0 7
Integer16 UInteger8
"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
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.
Der Prozessdatenstrom setzt sich aus verschiedenen
Prozessdatenobjekten zusammen, die nicht nur im Pro-
zessdatenstrom abgebildet sind, sondern auch dem
internen Informationsaustausch zwischen enthaltenen
Funktionen dienen. So können z. B. PdObjetcs verwendet
werden, um beliebige binäre Informationen in der Funktion
Logische Blöcke (Logic Blocks) miteinander zu verrechnen
oder um eine bestimmte Information am digitalen Ausgang
auszugeben. Daher ist diesen Einzelinformationen eine
eindeutige Objekt-ID zugeordnet, die an verschiedenen
Stellen genutzt werden kann.
Prozessdatenobjekte werden in den Funktionskapiteln
jeweils unter Process Data beschrieben.
n+3 n+4 memory address in the PLC
n = baseaddress
8 7 0 Bit offset
Byte 3 Byte 4
0 7 0 Byte stream
Bool
"BDC1_2"
PVinD 1
Data type: Bool
TypeLength: 2
Bit offset: 0