Es ist höchste Zeit, sich den Herausforderungen der Produktionswelt von morgen zu stellen und die richtigen Antworten zu finden auf Fragen zur Digitalisierung, zu Industrie 4.0, zum Thema Künstliche Intelligenz und auf den Fachkräftemangel. Flexibilität und Time-to-Market gewinnen in der Fertigung zunehmend an Bedeutung und prägen die Anlagenplanung zusammen mit Fragen zur Energieeffizienz, CO2-Reduktion und Nachhaltigkeit. Deshalb steht jetzt Vieles, das in Fertigungsprozessen bisher Standard war, auf dem Prüfstand.
Vage Fernziele haben sich zu konkreten Zielvorgaben entwickelt: Modulare, standardisierte und digital unterstützte Planung, einfachere und schnellere Installation und Inbetriebnahme, mehr Flexibilität in der Fertigung bei gleichzeitig kürzeren Durchlaufzeiten sowie effizientere Service- und Wartungsprozesse. Und das alles hochgradig digitalisiert, damit Anwender jederzeit und von jedem Ort auf Prozess- und Maschinendaten zugreifen können. Hierzu bedarf es intelligenter Lösungen und eines durchdachten Installationskonzeptes. Außerdem kommen mit steigendem Automatisierungs- und Digitalisierungsgrad Schaltschränke bereits heute an ihre Grenzen. Als direkte Folge steigen Installations- und Inbetriebnahmezeiten weiter an. Hinzu kommt, dass etwa 50 % der Installationskosten auf die Verdrahtung entfallen – der mit Abstand größte Kostenfaktor bei der Installation von Schaltschränken. Deshalb gilt ab sofort: Raus ins Feld, dezentralisieren, modularisieren, Technologien zusammenfassen, Energie effizienter nutzen, Komplexität reduzieren und vereinfachen. Kurzum: Smarte Lösungen finden.
Durch den Einzug neuer Technologien ist das Potenzial dezentraler Automatisierungsstrukturen in der Fabrik massiv gewachsen. Wo es vor nicht allzu langer Zeit noch eines Schaltschranks inklusive Klimatisierung bedurfte, lassen sich heute dezentrale Anwendungen sehr kompakt umsetzen und direkt an die Maschine verlagern. Der Automatisierungsspezialist Murrelektronik hat das Potenzial solcher Technologien nebst Installationskonzept bereits frühzeitig erkannt und sein Produktportfolio auf dezentrale Automatisierungslösungen ausgerichtet. Mit der Ableitung dieses Gedankens auf die Steuerungsebene hat der schwäbische Mittelständler mit Vario-X eine flexible und dezentrale Plattform entwickelt.
Leistungsfähig, robust, smart
Vario-X ist eine modulare und flexible Automatisierungsplattform, mit der sich sämtliche Automatisierungsfunktionen erstmals bedarfsgenau und dezentral – also ohne Schaltschrank-Architektur – realisieren lassen. Es besteht aus der gleichnamigen Plattform mit einem begleitenden Installationskonzept. Vario-X bringt Sensorik und Aktorik ins direkte Maschinenumfeld und gewährleistet eine nahtlose Integration von dezentralen Servoantrieben für ein zuverlässiges Spannungs-, Signal- und Datenmanagement. Dabei punktet es durch robuste, wasser- und staubdichte Gehäuse in IP65, in dem Spannungsversorgung, Steuerung, Switches, Sicherheitstechnik und IO-Module verbaut sind. Sie lassen sich modulartig nebeneinander in eine robuste Backplane mit integrierten item Maschinenbauprofilen einrasten. So kann die gesamte Station ohne weiteren Schutz einfach an Profilsystemen befestigt werden. Das Herzstück bildet der Industrie-PC Vario-CTRL 1.000. Mit einem leistungsfähigen Quadcore-Prozessor und Hypervisor lassen sich alle denkbaren Anforderungen hinsichtlich Security und IoT abdecken. Für überlagerte Prozesse im Sinne eines Edge-Gateways steht zudem ausreichend Rechenleistung zur Verfügung, etwa für Predictive Maintenance, Condition Monitoring oder Augmented Reality. Der Controller kommuniziert innerhalb des Systems sowie mit der Antriebstechnik und externen Teilnehmern in Echtzeit über EtherCat. Optionales W-LAN, 5G und Bluetooth sowie OPC-UA und MQTT sorgen für grenzenlose IoT-Kommunikation in der Fabrik der Zukunft.
Einfach installiert
Die Installation und Verkabelung der Sensorik und Aktorik erfolgt nach dem Plug-and-Play-Prinzip mit vorkonfektionierten M12- und MQ15-Steckern fehlerfrei, sicher und in kürzester Zeit – ohne Spezialwissen. Damit entfallen auch die zeitraubenden und teuren Installationsarbeiten am Schaltschrank wie Abisolieren, Setzen von Ader-Endhülsen und Anklemmen. Einzelne IO-Module lassen sich auch ganz ohne Backplane direkt an der Sensorik/Aktorik installieren, um Signale direkt dort einzusammeln. Das entschlackt die Maschinenanbauten und verschlankt die Kabelarchitektur enorm. Damit gewährleistet Vario-X modulare und transparente Prozesse und erreicht im Ergebnis eine höhere Wertschöpfung in allen Unternehmensbereichen. Allein dank des durchgängigen Installationskonzepts verkürzt Vario-X die Maschineninstallation um rund 40 %.
Pro Elektrifizierung
Auch können ständig steigende Ansprüche beim Thema Energieeffizienz in Produktion und Fertigung dynamisch begleitet werden. Denn mit Vario-X lassen sich Anlagenteile, die bisher mit Pneumatik bewegt wurden, ganz einfach elektrifizieren. Mit einem Wirkungsgrad von nur zehn bis 20 Prozent verpufft beim Energieträger Luft viel Energie durch unzählige Leckagen im System und ineffiziente Aktorik. Das 48V-System bietet hingegen genügend Power, um nahezu alle Anwendungsfelder abzudecken. Und sollten einzelne Applikationen mehr Leistung benötigen, können auch stärkere Antriebslösungen über die Ethercat-Kommunikation an Vario-X angebunden werden. Ein weiterer energetisch bedeutender Vorteil ist die Rückspeisefähigkeit, die bei der Entwicklung von Vario-X von Anfang an mitbedacht wurde. Klassische 24- oder 48-V-Netzteile sind meist gar nicht darauf ausgelegt. Dezentrale Lösungen bestechen außerdem durch ihre Anpassungsfähigkeit, beispielsweise bei der Umsetzung der Elektroplanung. Bei zentralen Anwendungen tauchen noch vielfach Probleme auf, was zu Komplikationen und Verzögerungen bei der Installation führt. Mit Vario-X stellt der Anwender zunächst das System zusammen; die Elektroplanung folgt erst im Anschluss exakt nach der realisierten Lösung.
Vom Sensor bis in die Cloud
Vario-X bedeutet aber nicht nur Backplanes, Steuerungen, Kabel & Co. Eine Maschinenanlage, die damit automatisiert ist, bietet optional auch einen digitalen Zwilling: Ein bewegliches 1:1-Abbild der realen Anlage, das alle Funktionen und Parameter des späteren Systems beinhaltet – und das bereits in der Projektphase, bevor auch nur das erste mechanische Bauteil bestellt oder montiert wurde. Hinzu kommt, dass der digitale Zwilling die Maschinenanlage im laufenden Betrieb überwacht. Das liefert wertvolle Hinweise über die mechanischen und thermischen Einflüsse, denen die Maschine ausgesetzt ist. Für den Anwender eröffnet dies gänzlich neue Möglichkeiten bis hin zu innovativen Geschäftsmodellen.
Weitere Informationen zur Vario-X-Plattform
Hier finden Sie mehr über:
