Wat is IO-Link Wireless?
IO-Link Wireless is de draadloze uitbreiding van IO-Link (IEC 61131-9), vastgelegd in IEC 61139-3, waarmee sensoren en actuatoren via een 2,4 GHz-radioverbinding met een gegarandeerde cyclustijd van 5 ms procesdata, parameters en diagnose uitwisselen met een draadloze master. Het datamodel en de manier van werken blijven gelijk aan bekabeld IO-Link; alleen de fysieke laag is vervangen door radio. Naar de PLC toe gedraagt de draadloze master (W-Master) zich als een gewone IO-Link-master. Zo komt de laatste meter van de IO ook draadloos beschikbaar op plekken waar een kabel slijt, breekt of niet past.
🧠 Welk probleem lost IO-Link Wireless op?
Bekabeld IO-Link werkt met een ongeschermde 3- of 5-aderige kabel van maximaal 20 meter. Dat is goedkoop en robuust, zolang de sensor stilstaat. Op bewegende delen ontstaan problemen:
- Kabelbreuk en slijtage - kabels in sleepkettingen, op draaitafels of op robotarmen slijten en vormen een bekende oorzaak van ongeplande stilstand.
- Sleepringen en connectoren - roterende tafels hebben sleepringen nodig, die onderhoud vragen en storingsgevoelig zijn.
- Wisselgereedschap - grijpers en gereedschappen op een gereedschapswisselaar hebben connectoren die bij elke wissel mechanisch belast worden.
- Retrofit - in bestaande machines (brownfield) is extra bekabeling trekken duur en vaak onmogelijk zonder demontage.
Algemene draadloze technieken zoals Wifi, Bluetooth en Zigbee lossen dat niet op voor fabrieksautomatisering: ze zijn niet ontworpen voor een vaste, korte cyclustijd en hebben in een industriële omgeving een veel hogere kans op verloren pakketten. IO-Link Wireless is daarom specifiek ontworpen voor deterministische realtime-communicatie in de fabriekshal.
🔧 Hoe werkt IO-Link Wireless technisch?
IO-Link Wireless gebruikt een sterstructuur met één hop: elk draadloos apparaat (W-Device) praat rechtstreeks met de W-Master, zonder mesh of tussenstations. De belangrijkste mechanismen:
- Tracks via FDMA - een W-Master heeft tot vijf radiokanalen (tracks) die tegelijk op verschillende frequenties werken.
- Tijdslots via TDMA - binnen één track krijgt elk apparaat een eigen tijdslot. De master is de klokbron; de apparaten synchroniseren daarop, zodat er geen botsingen ontstaan.
- Drie pogingen per cyclus - een cyclus van 5 ms is verdeeld in drie subcycli van circa 1,66 ms. De eerste is de normale uitwisseling, de tweede en derde zijn herhalingen voor pakketten die niet aankwamen.
- Frequency hopping - de radio springt elke subcyclus volgens een pseudowillekeurig patroon naar een andere frequentie in kanalen van 1 MHz, met GFSK-modulatie.
- Adaptieve blocklisting - de master scant het spectrum en haalt kanalen waarop andere systemen actief zijn (bijvoorbeeld wifi) uit de hoptabel. Zo leeft IO-Link Wireless naast bestaande netwerken.
De fysieke laag is gebaseerd op die van Bluetooth Low Energy 4.2 (GFSK, 1 MHz-kanalen), maar de toegangsmethode en het protocol erboven zijn volledig eigen; een W-Device is dus geen Bluetooth-apparaat en praat niet met een smartphone.
| Kenmerk | Typische waarde |
|---|---|
| Norm | IEC 61139-3:2023 (uitbreiding op IEC 61131-9) |
| Frequentieband | 2,4 GHz ISM-band, kanalen van 1 MHz |
| Topologie | Ster, één hop, geen mesh |
| Cyclustijd | 5 ms gegarandeerd voor procesdata |
| Procesdata | Tot 32 bytes per apparaat per cyclus |
| Apparaten per W-Master | Tot 40 (5 tracks × 8 apparaten) |
| W-Masters per cel | Tot 3 naast elkaar, samen 120 apparaten |
| Pakketfoutkans | Kleiner dan 10⁻⁹ (opgave IO-Link-gemeenschap) |
| Bereik | Circa 10 meter, afhankelijk van omgeving en antenne |
| Roaming | Ondersteund: een apparaat kan van master wisselen |
De pakketfoutkans van minder dan één op een miljard wordt vergeleken met circa 10⁻³ voor wifi, Bluetooth en Zigbee in industriële omstandigheden. Die cijfers komen van de IO-Link-gemeenschap zelf; in de praktijk hangt de latency en betrouwbaarheid af van de radio-omgeving.
📚 Hoe is IO-Link Wireless gestandaardiseerd?
De specificatie is in 2018 afgerond door de IO-Link-gemeenschap, die valt onder PROFIBUS & PROFINET International. Die specificatie, IO-Link Wireless System Extensions, is sindsdien bijgewerkt; versie 1.1.3 hoort bij het specificatiepakket van 2024 en een volgende versie ligt ter review.
In november 2023 publiceerde IEC de internationale norm IEC 61139-3:2023 (Industrial networks - Single-drop digital communication interface - Part 3: Wireless extensions). Die norm beschrijft de fysieke laag, de datalinklaag en de applicatielaag voor W-Masters en W-Devices. De koppeling naar een veldbus valt er bewust buiten: dat blijft de taak van de master, net als bij bekabeld IO-Link. De norm is ook als Europese norm (EN IEC 61139-3:2023) overgenomen.
🔄 Wat is het verschil met IO-Link en andere draadloze protocollen?
| Kenmerk | IO-Link Wireless | IO-Link (bekabeld) | WirelessHART |
|---|---|---|---|
| Medium | Radio, 2,4 GHz | Kabel, max. 20 m | Radio, 2,4 GHz |
| Topologie | Ster, één hop | Punt-tot-punt | Mesh |
| Cyclustijd | 5 ms | Vanaf circa 0,4 ms (COM3) | Doorgaans seconden |
| Doelgebied | Fabrieksautomatisering | Fabrieks- en procesautomatisering | Procesautomatisering |
| Bewegende delen | Zeer geschikt | Kabelslijtage | Beperkt |
| Norm | IEC 61139-3 | IEC 61131-9 | IEC 62591 |
WirelessHART en ISA100.11a zijn bedoeld voor procesinstrumenten die eens per seconde of minder vaak een meetwaarde sturen over grotere afstanden. IO-Link Wireless richt zich op discrete sensoren en actuatoren in een machine, waar milliseconden tellen. Ten opzichte van 5G is IO-Link Wireless veel eenvoudiger: geen operator, geen netwerkinfrastructuur, maar een lokale cel rond één machine.
🏭 Waar wordt IO-Link Wireless toegepast?
- Roterende tafels en indexeertafels - sensoren op het draaiende deel zonder sleepring.
- Robotgrijpers en wisselgereedschap - een cobot of robot wisselt van grijper, het draadloze apparaat meldt zich direct weer bij de master.
- Mobiele platforms - AGV’s, AMR’s en shuttles die bij een station sensoren of actuatoren aansturen; roaming laat een apparaat van de ene naar de andere master overgaan.
- Retrofit - een draadloze bridge maakt een bekabeld IO-Link-apparaat draadloos zonder nieuwe kabelgoten.
- Moeilijk bereikbare zones - afgeschermde machinedelen, ovens met beweegbare onderdelen of plekken waar kabels door schoonmaak worden beschadigd.
Typische sectoren zijn assemblagelijnen, verpakkingsmachines en intralogistiek, bijvoorbeeld transportbanden en shuttlesystemen. Omdat parameters en diagnose meekomen, past IO-Link Wireless goed bij condition monitoring en voorspellend onderhoud in het kader van Industrie 4.0.
🛠️ Hoe pakt u een IO-Link Wireless-project aan?
- Inventariseer de bewegende punten - waar ontstaan nu kabelbreuk, sleepringonderhoud of connectorstoringen? Dat zijn de kandidaten met de snelste terugverdientijd.
- Doe een spectrumscan - meet welke 2,4 GHz-systemen (wifi, Bluetooth, draadloze handscanners) actief zijn en houd rekening met metalen afscherming.
- Kies master en uplink - kies een W-Master met de juiste uplink naar de PLC, bijvoorbeeld ProfiNET of IP, en plan de tracks: maximaal acht apparaten per track.
- Koppel de apparaten - W-Devices worden aan een master gekoppeld (pairing), bijvoorbeeld via hun unieke apparaat-ID. Leg die koppeling vast in de machinedocumentatie.
- Test onder productieomstandigheden - controleer foutstatistieken en herhalingen terwijl de machine draait, niet alleen bij stilstand.
- Borg veiligheid apart - IO-Link Wireless is geen veiligheidsprotocol. Noodstoppen en beveiligingen blijven onder functionele veiligheid vallen en worden met een gecertificeerde oplossing uitgevoerd.
In Nederland en de EU valt radioapparatuur onder de Radio Equipment Directive (RED, 2014/53/EU). Sinds 1 augustus 2025 gelden daarbij cybersecurity-eisen voor radioapparatuur die zelf met internet kan communiceren, wat vooral masters met een netwerkkoppeling raakt. Daarnaast vallen nieuwe producten met digitale elementen onder de Cyber Resilience Act: meldplichten vanaf 11 september 2026, volledige toepassing vanaf 11 december 2027.
🔐 Hoe beveiligt u IO-Link Wireless?
Frequency hopping, blocklisting en herhalingen maken de verbinding robuust tegen storing, maar dat is iets anders dan cyberbeveiliging. Een gerichte stoorzender kan de hele 2,4 GHz-band verstoren, en radiosignalen houden niet op bij de muur.
- Vraag naar beveiligingsfuncties - ga er niet van uit dat de radioverbinding versleuteld is. Vraag de leverancier welke versleuteling en authenticatie bij pairing de W-Master en W-Devices ondersteunen.
- Beperk het koppelen - laat pairing alleen toe tijdens inbedrijfname en beheer wie dat mag via toegangsbeheer op de engineeringtools.
- Segmenteer de master - plaats de W-Master in het machinesegment van het OT-netwerk en pas netwerksegmentatie toe volgens het Purdue Model; bredere segmentatie beperkt de impact van een gecompromitteerd apparaat.
- Ontwerp voor storing - de machine moet veilig stoppen als de draadloze verbinding wegvalt; dat hoort in de architectuur van de besturing.
❓ Veelgestelde vragen
Hoe snel is IO-Link Wireless?
IO-Link Wireless garandeert een cyclustijd van 5 ms voor procesdata, inclusief twee herhalingspogingen per cyclus. Dat is langzamer dan bekabeld IO-Link, dat vanaf circa 0,4 ms werkt, maar ruim voldoende voor de meeste discrete sensoren en actuatoren. Voor snelle motion control is IO-Link Wireless niet bedoeld.
Hoeveel apparaten kan een IO-Link Wireless-master aansturen?
Een IO-Link Wireless-master heeft tot vijf tracks met elk maximaal acht apparaten, dus tot 40 apparaten per master. Tot drie masters kunnen in dezelfde cel naast elkaar werken, wat samen 120 draadloze apparaten oplevert.
Stoort IO-Link Wireless met wifi?
IO-Link Wireless gebruikt dezelfde 2,4 GHz-band als wifi, maar springt voortdurend van frequentie en haalt bezette kanalen uit zijn hoptabel. Daardoor kan IO-Link Wireless naast wifi en Bluetooth bestaan. Een spectrumscan vooraf blijft verstandig, omdat een zwaar belaste band de marge verkleint.
Wat is het bereik van IO-Link Wireless?
Het bereik van IO-Link Wireless is circa 10 meter, wat past bij een cel rond één machine of productielijn. Metalen afscherming en antennepositie bepalen het werkelijke bereik. Voor grotere afstanden in de procesindustrie zijn mesh-protocollen zoals WirelessHART bedoeld.
Is IO-Link Wireless een internationale norm?
Ja, IO-Link Wireless is sinds november 2023 vastgelegd in IEC 61139-3, als uitbreiding op de IO-Link-norm IEC 61131-9. De onderliggende specificatie van de IO-Link-gemeenschap bestaat sinds 2018.
Kan ik IO-Link Wireless gebruiken voor een noodstop?
Nee, IO-Link Wireless is geen veiligheidsprotocol en is niet bedoeld voor noodstoppen of andere veiligheidsfuncties. Daarvoor zijn gecertificeerde oplossingen nodig die voldoen aan de eisen voor functionele veiligheid. IO-Link Wireless kan wel diagnose- en statusinformatie leveren naast zo’n veiligheidssysteem.
📌 Samengevat
IO-Link Wireless (IEC 61139-3) brengt het IO-Link-datamodel draadloos naar bewegende en moeilijk bekabelbare sensoren en actuatoren, met een gegarandeerde cyclustijd van 5 ms en tot 40 apparaten per master.
Het protocol combineert tracks, tijdslots, frequency hopping en herhalingen tot een deterministische radioverbinding voor industriële automatisering. Het vervangt kabels op robotgrijpers, draaitafels en mobiele platforms, maar niet de veiligheidstechniek en niet de basisregels van OT-security.