Beckhoff bietet „Schranklose Automatisierung“ mit Plug

Dec 21, 2023

Von PR-Redakteur | 13. September 2022

Das MX-System von Beckhoff ist ein flexibles, platzsparendes und intelligentes Automatisierungshardwaresystem, das herkömmliche Schaltschränke vollständig ersetzen kann und so völlig neue Effizienzniveaus in der Anlagenautomatisierung schafft. Installationsvorgänge für Steuerungssysteme, die normalerweise 24 Stunden oder länger dauerten, können jetzt in nur einer Stunde abgeschlossen werden.

Als modularer Schaltschrankersatz, der bei Bedarf auch dezentral an der Maschine montiert werden kann, spart das MX-System Engineering-, Montage-, Installations- und Wartungsaufwand. Dies fördert hocheffiziente Prozesse für Hersteller und Betreiber von Maschinen und Anlagen – von der Planung, dem Aufbau und der Installation des MX-Systems bis hin zur Wartung der mit MX-System ausgestatteten Maschinen.

Das MX-System steigert die Effizienz gegenüber herkömmlicher Schaltschranktechnik deutlich über den gesamten Lebenszyklus einer Maschine.

Das Grundkonzept des MX-Systems besteht darin, die elektrischen und mechanischen Schnittstellen aller elektronischen und elektromechanischen Komponenten zu standardisieren. Durch diesen neuartigen Ansatz ergeben sich zwei Schnittstellen:

Die Datenschnittstelle bindet jedes Funktionsmodul in ein EtherCAT-Netzwerk ein und versorgt es gleichzeitig mit 24 V DC und bei Bedarf auch mit 48 V DC.

Für den Niederspannungsbereich ist eine zweite Schnittstelle als Standard definiert. Diese Schnittstellen verteilen die Netzspannung von bis zu 480 V AC und eine Gleichspannung von bis zu 600 V für das Antriebssystem.

Durch diese Standardisierung können sämtliche Funktionalitäten, die traditionell in einem Schaltschrank zu finden sind, in einem Backplane-System abgebildet werden. Ebenso wie die Schnittstellen gibt es zwei unterschiedliche Backplane-Typen, die als wesentliche Merkmale die beschriebenen Schnittstellen in Form von Steckverbindern aufweisen. Die Backplanes verfügen über robuste Aluminiumgehäuse für maximale Haltbarkeit. Die Kombination aus Rückwandplatine und Gehäuse wird als Grundplatte bezeichnet.

Darüber hinaus gibt es ein umfassendes Spektrum an Funktionsmodulen aus den Bereichen IPCs, Buskoppler, I/O, Motion, Relais und Systemstromversorgung. Diese werden einfach auf die Grundplatte gesteckt und verschraubt. Durch die Kombination aus Grundplatte und Funktionsmodulen entsteht ein IP67-geschütztes Automatisierungssystem, das die Platzausnutzung optimiert und direkt an der Maschine montiert werden kann.

Vorteile des MX-Systems für Ingenieure Die Systemarchitektur einer Grundplatte in Kombination mit Funktionsmodulen ergibt eine hochmodulare Lösung, mit der sich vielfältige Automatisierungsaufgaben ohne Gehäuse lösen lassen. Ein besonderer Vorteil besteht darin, dass die MX-System-Funktionsmodule einzelne Funktionen integrieren, beispielsweise den Leitungsschutz für abgehende Leitungen. Dies erleichtert die Projektplanung und reduziert die Anzahl der Komponenten deutlich. Durch diese Vorteile kann die Seitenanzahl in Schaltplänen und Stücklisten um bis zu 80 % reduziert werden.

Bereits in der Engineering-Phase ergeben sich durch den geringen Bauraumbedarf des MX-Systems weitere Vorteile durch eine bessere Zusammenarbeit zwischen den Abteilungen. So ist es in der Regel nicht erforderlich, spezielle Einbauräume und Halterungen für das System zu konzipieren. Darüber hinaus erfüllt das MX-System die Anforderungen wichtiger Schaltschranknormen und ist im Gegensatz zu herkömmlichen Schränken auch IEC-, UL- und CSA-konform und somit eine weltweit standardisierte Lösung.

Vorteile für den Aufbau eines Automatisierungssystems Das Prinzip, Funktionsmodule auf eine Grundplatte zu stecken und mit Schrauben zu befestigen, revolutioniert nicht nur den Schaltschrankbau, sondern ersetzt ihn in der heute bekannten Form vollständig. Durch diesen Ansatz entfällt die mechanische Montage des Schaltschranks und einer eigenen Montageplatte sowie die aufwändige manuelle Verkabelung. Durch diese Vorteile kann ein MX-System innerhalb von nur einer Stunde aufgebaut werden, inklusive der notwendigen Tests und Kontrollen. Bei einem vergleichbaren Schaltschrank würde die Gesamtaufbauzeit mindestens 24 Stunden betragen. Damit trägt das MX-System auch dem anhaltenden Fachkräftemangel Rechnung, da der einzelne Mitarbeiter deutlich weniger Zeit für die Erledigung einer Aufgabe benötigt.

Auch aus logistischer Sicht ergeben sich klare Vorteile für den Schaltschrankbau. Durch den Wegfall mechanischer Arbeitsschritte benötigen Montageaufgaben deutlich weniger Platz. Prozesse wie der externe Schaltschrankbau können komplett eingespart werden und Verdrahtungsfehler treten nicht mehr auf.

Vorteile bei der Maschineninstallation Durch die im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen deutlich kompaktere Bauweise integriert sich das MX-System optisch und funktional in den Maschineneinbauraum. Dadurch verringert sich der Platzbedarf der Maschine um ein Vielfaches. Die Möglichkeit der Kaskadierung von MX-System-Installationen ermöglicht modulare Maschinenkonzepte. Hinzu kommen deutlich kürzere Kabelwege bis zur Sensor- bzw. Aktorebene. Der Einsatz vorkonfektionierter Kabel verkürzt die Installationszeit zusätzlich und bietet einen hohen Schutz vor Fehlern beim Kabelanschluss. Aufgrund des einfachen Plug-and-Produce-Ansatzes der Module müssen die Anschlüsse nicht von speziell ausgebildeten Elektrikern vorgenommen werden.

Vorteile für den Endanwender der Maschine Für den Endanwender der Maschine ergeben sich klare Vorteile bei Service und Wartung: Das MX-System besteht aus durchgängig über EtherCAT vernetzten Komponenten, sodass eine umfassende Systemdiagnose jederzeit verfügbar ist. Zusätzlich zu den klassischen Status-LEDs verfügt jedes Funktionsmodul über eine eindeutige Seriennummer in Form eines DataMatrix-Codes. Dieser Code kann über eine Smartphone-App gescannt werden, die das Smartphone mit der Steuerung verbindet, um Diagnosedaten zum entsprechenden Funktionsmodul abzurufen.

Auch der Austausch der MX-System-Module ist sehr einfach, da die Module hot-swap-fähig sind und im laufenden Betrieb ein- und ausgesteckt werden können. Ebenso wie der Hersteller der Maschine profitieren auch Betreiber davon, dass das modulare MX-System das komplette Spektrum der Automatisierungstechnik mit deutlich weniger Teilen und damit weniger Baugruppen als Ersatzteile abdeckt. Durch ihr einfaches Grundprinzip sind MX-System-Module auch über den Lebenszyklus der Maschine hinaus sehr einfach wiederverwendbar.

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