Einkaufsführer: Induktive Sensoren mit IO-Link

Der IO-Link erlaubt die Kommunikation der Prozesssteuerung mit Sensoren und Aktoren. Geräte werden erkannt, parametrisiert und diagnostiziert. Dazu zählt unter anderem die Abfrage des zyklischen Gerätestatus mithilfe der Prozessdaten. Informationen wie die Seriennummer oder Prozessparameter wie Em­pfindlichkeiten, Schaltverzögerungen oder Kennlinien sind über das IO-Link-Protokoll les- und schreibbar und können über die speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) noch im ­laufenden Betrieb angepasst werden. Dabei ist IO-Link eine Punkt-zu-Punkt-Kommunikation zwischen einem Master und einem Gerät – ähnlich einer USB-Schnittstelle.

IOS-Link: Multitalente induktive Sensoren

Der IO-Link-Master ist in der Regel in Kombination mit der SPS das Gateway zu Feldbussen wie Profibus, Profinet, EtherCAT. Die IO-Link-Technologie ersetzt Parallelverdrahtung und analoge Signalführung. Sie ermöglicht die Abfrage von Temperatur, Spannungsversorgung, Funktionszustand und Schaltzyklen des Sensors – auch per Ferndiagnose. Zudem kann per IO-Link die Ausgangsfunktion des Schalters als Schließer oder Öffner gesteuert werden.

Für die Wahl eines geeigneten induktiven Näherungsschalters mit IO-Link-Schnittstelle gelten die gleichen Kriterien wie für „normale“ Induktivsensoren zur Positions- und Anwesenheitsabfrage. Im Wesentlichen sind dies: Material des Erfassungsziels, Bauraum, Schaltabstand, Umgebungsbedingungen und Kosten.

Metallische Teile entziehen induktiven Sensoren Energie

Klassische induktive Sensoren erfassen ausschließlich metallische Teile, denn diese entziehen dem vom Sensor erzeugten hochfrequenten Magnetfeld Energie. Objekte aus ferromagnetischen Metallen wie Stahl, Nickel oder Kobalt absorbieren am meisten Energie. Die erzielbaren Schaltabstände sind daher für diese Metalle am größten. Gut leitende, nicht ferromagnetische Metalle wie Aluminium entziehen dem Feld weniger Energie. Dadurch fallen die Schaltabstände im Vergleich zu Stahl um circa 25 bis 45 % geringer aus.

Der Schaltabstand wird jedoch nicht nur von dem Material vorgegeben. Auch die Einsatzbedingungen spielen eine Rolle. Geht von dem zu detektierenden Ziel eine Gefahr für den Sensor aus, beispielsweise in Form fliegender Metallspäne in Werkzeugmaschinen, empfiehlt sich ein Sensor mit einem möglichst großen Schaltabstand, um ihn so weit wie möglich von der Gefahrenquelle platzieren zu können. Alternativ kommt ein robuster Ganzmetallsensor mit kleinerem Schaltabstand in Frage, der dann näher am Zielobjekt installiert werden kann.

Bild: Induktivsensoren – Contrinex

Ganzmetallsensoren sind auch dann die richtige Wahl, wenn die Umgebungsbedingungen besonders rau sind. Sie sind staub- und wasserdicht, resistent gegen Salzwasser, UV-Strahlung sowie mechanische und chemische Belastungen, in hohem Maße druckfest und unempfindlich gegen Erschütterungen. Ihr höherer Preis amortisiert sich schnell durch die wesentlich längere Lebensspanne.

Ein weiteres Kriterium ist die Frage nach der Bündigkeit. Einige Sensoren lassen sich bündig in Metall einbauen. Damit steigt der Schutz des Sensors, der Schaltabstand sinkt jedoch durch die Wechselwirkung mit der metallischen Umgebung. Nicht-bündig einbaubare Sensoren besitzen dagegen einen größeren Schaltabstand, sind dafür jedoch exponierter gegenüber möglichen mechanischen Angriffen.

Induktive Sensoren mit IO-Link vom Spezialisten

Der Sensorikspezialist Contrinex rüstet nicht nur komplexe Induktivsensoren, sondern auch seine Standardbaureihen mit IO-Link-Schnittstelle aus. Damit kann der Anwender entscheiden, ob er die Vorteile des IO-Links nutzt oder den Standardausgang verwendet. Am Gerät ändert das nichts und Mehrkosten entstehen durch IO-Link auch nicht. Bereits mit IO-Link erhältlich sind PNP-schaltende, klassische Induktivsensoren mit gängigen Schaltabständen von 0,6 mm bis 30 mm in den Baugrößen mit Durchmesser von 3 mm bis M 30 und in quaderförmigen Bauformen von 8 mm x 8 mm bis 40 mm x 40 mm.

Ebenfalls bereits lieferbar sind PNP-schaltende induktive ­Ganzmetallsensoren der Baugröße M12 und die quaderförmigen Sensoren. Ihr einteiliges Gehäuse aus V2A-Edelstahl ist in hohem Maße druckfest, korrosionsbeständig und im Bereich der aktiven Fläche beständig gegenüber mechanischen und chemischen ­Beanspruchungen. Ganzmetallsensoren zeichnen sich durch einen großen Schaltabstand auf Stahl und Aluminium aus – bei der Baugröße M12 und einem bündigen Einbau beträgt dieser beispielsweise sechs Millimeter. IO-Link-fähige Ganzmetallsensoren besitzen die Schutzklasse IP68 und IP69K.

Autoren: Oliver Schleicher, Geschäftsführer von Contrinex Deutschland, und Kathrin Irmer

Checkliste für den Einkauf des passenden Induktivsensors mit IO-Link-Funktion

	Welches Material gilt es zu erfassen? Kunststoff, Metall oder Keramik?
	Wie groß ist die Entfernung zwischen Sensor und zu erfassendem Ziel? Wie groß also muss der Schaltabstand des Sensors sein?
	Wie viel Bauraum steht zur Verfügung? Wie groß bzw. klein muss der Sensor sein?
	Welchen mechanischen und/oder chemischen Belastungen ist der Sensor ausgesetzt?
	Welchen Temperaturen muss der Sensor standhalten?
	Muss der Sensor hohem bzw. sehr hohem Druck standhalten?
	Benötigen Sie einen NPN- oder PNP-schaltenden Sensor?
	Welchem Zweck dient der Sensor?
	Soll der Sensor bündig oder nichtbündig eingebaut werden?
	Wird er in Metall eingebaut oder in einen anderen nichtleitenden Werkstoff?
	Ist eine hermetisch abgedichtete Kabelausführung erforderlich oder ein Metallsteckverbinder?
	Ist IO-Link erforderlich oder nicht?

Einkaufsführer in Zusammenarbeit mit Contrinex:

Contrinex ist ein international tätiger Sensorhersteller mit Stammsitz in der Schweiz. Als Visionär in Sachen Innovation und technischem Fortschritt setzt Contrinex permanent neue Maßstäbe in der Sensorwelt, wie die smarte Integration der Positionssensorik in die Industrie 4.0-Applikationswelt. Mit über 40-jähriger Erfahrung und modernsten Fertigungsmethoden bietet Contrinex seinen Kunden eine breite Produktpalette. Die Premiumprodukte überzeugen bei Applikationen in extremen Umweltbedingungen oder beengten Platzverhältnissen. Gleichzeitig findet sich das Können auch in Standardprodukten, die dadurch weit über den Marktstandards liegen sowie zuverlässig und einfach zu handhaben sind. Weitere Informationen zum Thema finden Sie unter: www.contrinex.de