Industrie 4.0

Fieldpower von Weidmüller ermöglicht dezentrale Automatisierung

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Die Umsetzung von Industrie 4.0 in der Produktion wirkt sich vor allem auf die Art und Weise aus, wie Produktionssysteme eingerichtet und gesteuert werden. Der Trend geht zu Modularisierung und Dezentralisierung. Wichtige Funktionen sind nicht mehr wie früher üblich zentral gebündelt, sondern wandern in die Geräte- und Feldebene und befinden sich dort, wo sie in der Produktion gebraucht werden. Einen zentralen Steuerungspunkt wird es daher zukünftig immer seltener geben. Herausfordernd daran ist, dass zunehmend komplexe und spezielle Verfahren und Applikationen in den dezentralen Modulen Platz finden müssen. Im Interview spricht Ulrich Trapp, Experte für Modularisierung und Dezentralisierung bei Weidmüller GmbH & Co. KG, über die Flexibilisierung in der Produktion und die Möglichkeiten von Fieldpower.

KEM Konstruktion: Herr Trapp, Smart Grids sind seit längerem ein Thema in der Energieversorgung. Das Thema scheint aber langsam auch in der Industrie anzukommen. Welche Auswirkungen hat das auf die industrielle Produktion der Zukunft?

Ulrich Trapp (Weidmüller): Viele Funktionen sind heute und zukünftig nicht mehr im Maschinenschaltschrank angesiedelt, sondern im jeweiligen Maschinenmodul zu finden. Hieraus ergibt sich ein wichtiger Vorteil: Systeme und Anlagen, die sich flexibel ergänzen lassen, sind in Zeiten sich schnell ändernder Anforderungen wesentlich zukunftssicherer. Da heute niemand genau sagen kann, wie die Anlagen in Zukunft aussehen werden, nimmt die Flexibilität in der Anlagenplanung eine völlig neue Bedeutung ein. Nehmen wir zum Beispiel die Automobilindustrie: Die Industrie ist im größten Umbruch ihrer Geschichte – auch in Bezug auf ihre Produktionssysteme. Digitalisierung, das permanente Ramp-up neuer Modelle und neue Antriebsstränge erhöhen die Komplexität und verlangen nach einer Neuaufstellung der Produktionssysteme – modulare und flexible Produktion lauten hier die Stichworte. Diese Flexibilität ist nur mit dezentralen Lösungen möglich.

KEM Konstruktion: Klingt, als hätten Sie bereits die Lösungen für die Herausforderung?

Trapp: Wir bei Weidmüller beschäftigen uns schon länger damit, zentrale Funktionen auf die Geräte- und Feldebene zu verlagern. Mit unserem Fieldpower-System sind unsere Kunden in der Lage, ihre Produktionsanlagen flexibel zu gestalten. Auch bestehende Systeme sollen ohne zeit- und kostenintensive Neuentwicklungen dezentral erweitert werden. Bestehende Komponenten können jederzeit angepasst oder um zusätzliche Module ergänzt werden. Hier spielt unser Fieldpower-System seine Stärken aus, mit dessen Hilfe sich ein breiter Funktionsumfang abdecken lässt. Gleichzeitig bietet das System gerade mit Hinblick auf die zukünftige Versorgungssicherheit in der Produktion noch viele weitere Vorteile.

KEM Konstruktion: Können Sie diese genauer erklären?

Trapp: Zukünftig nimmt der Aspekt der Versorgungssicherheit einen größeren Stellenwert ein. 24 V sind in Produktionssystemen essentiell für den störungsfreien Betrieb jeder Komponente. Bei der Verkabelung werden diese 24 V derzeit aber noch häufig über ein zentrales Netzschaltgerät erzeugt, wodurch in den weiter entfernt liegenden Bereichen häufig nur noch 18 V ankommen. Mit dem neuen Smart Factory Grid bietet Weidmüller die 24-V-Versorgungssicherheit ohne nennenswerten Spannungsfall für eine Vielzahl von Verbrauchern. Der besondere Vorteil ist neben der Spannungsstabilität auch die hohe Verfügbarkeit der 24 V. Diese ist sogar dann sichergestellt, wenn eine Stromversorgung ausfallen sollte. Redundanz wird normalerweise teuer erkauft durch Verdoppelung der Stromversorgungen. Im Smart Factory Grid braucht es nur eine zusätzliche Stromversorgung.

KEM Konstruktion: Wie funktioniert das im Detail?

Trapp: Die dezentralen Stromversorgungen speisen die Energie in ein gemeinsames, beliebig strukturiertes DC-Netz. In der Produktionsumgebung werden dezentrale Abgangsboxen mit selektiver Lastüberwachung mit dem DC-Netz verbunden. Sie stellen die Verfügbarkeit von 24 V für einzelne Verbraucher und Verbraucher-Gruppen sicher. Nur mit Hilfe unserer High-End-Stromversorgungen PROtop in Fieldpower sind solche Topologien möglich. Konventionelle Schaltnetzgeräte lassen sich weder parallel schalten noch sind diese ausreichend überlastfähig. Im Gegensatz dazu bieten die neuen Fieldpower-Stromversorgungsboxen nicht nur den Lastausgleich und die überragenden Stromreserven, sie entkoppeln sie sich im Fehlerfall eigenständig und rückwirkungsfrei von DC-Netz, das von den anderen Protop sicher versorgt wird. Das Smart Factory Grid ist einfach an aktuelle und zukünftige Anforderungen adaptierbar. Beispielsweise durch optionale Kommunikationsschnittstellen für aktive Überwachung und Steuerung des Systems oder für den Wechsel von Wechselstrom zu Gleichstrom in der Industrie – Stichwort DC-Industrie. So erhalten unsere Fieldpower-Systeme neben Komponenten zur Energie- und Datenverteilung auch kommunikative DC/DC-Konverter. ge

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Ulrich Trapp, Experte für Modularisierung und Dezentralisierung
Bild: Weidmüller

„Flexibilität ist nur durch dezentrale Lösungen möglich.“

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