Module für alle Schaltschrankfunktionen
Bild 04: Das MX-System ist modular aufgebaut und lässt sich mit einem breiten Spektrum an Funktionsmodulen an die jeweilige Applikation anpassen (Quelle: Beckhoff)
Die Baseplate ersetzt die Verdrahtung zwischen den Komponenten eines Schaltschranks und ist in dieser Form eine Neuheit in der Automatisierungstechnik. Die Funktionsmodule übernehmen die wesentlichen Eigenschaften der Bauteile, die in einem konventionellen Schaltschrank verbaut sind. Einen 1:1-Ersatz stellen sie aber nicht dar, da in einem Funktionsmodul immer mehrere Schaltschrankfunktionen kombiniert werden. Es handelt sich durchgehend um Module, bei denen u. a. Absicherungen für abgehende Leitungen sowie die Anschlussebene – über M8- und M12-Signalsteckverbinder bzw. für höhere Leistungen über die Steckverbinder der ECP/ENP-Serie von Beckhoff – integriert sind. Darüber hinaus bieten viele Leistungsmodule integrierte Eingänge für die zu einem Aktor gehörenden Sensoren. Diese und viele weitere Lösungen sind in enger Zusammenarbeit mit Leitkunden unterschiedlicher Branchen entstanden.
Die Hot-Swap-fähigen Funktionsmodule (Bild 4) decken alle an einer Maschine benötigten Funktionen ab und gliedern sich in die Produktbereiche PC, IO, Motion, Relais und System. Zugrunde liegt das bewährte Spektrum der PCund Ethercat-basierten Steuerungs- und Antriebstechnik von Beckhoff. Erweitert wurde dieses Portfolio um Funktionen zum direkten Schalten von ein- oder dreiphasigen AC-Aktoren wie Asynchronmotoren oder elektrischen Heizungen. Der Bereich Motion wurde um Frequenzumrichter erweitert. Ebenso neu für Beckhoff sind die Systemmodule, welche die benötigte Infrastruktur für die Steuerungsfunktionen zur Verfügung stellen. Beispiele sind Schaltnetzteile für DC 24 V und DC 48 V, USV-Module sowie Ethernet- Switches.
Darüber hinaus wurden Module mit hybridem Charakter entwickelt. Hierzu zählen Buskoppler mit integrierten DC-24-V-Netzteilen und Leistungseinspeisungen mit integrierten Hauptschaltern, DC-24-V-Netzteilen und Energiemesstechnik sowie Ethercat-P-Abgänge für den Anschluss von weiteren Baseplates oder den IP67-IO-Box-Modulen (Bild 5) von Beckhoff. Die verschiedenen Ethercat-P-Leistungsabgänge stellen durch die integrierten Sicherungsfunktionen die Einhaltung des normativ erforderlichen Leitungsschutzes sowohl der Schutzkleinspannungen als auch der Leistungsspannungen sicher.
Für den Fall, dass eine Funktion durch ein klassisches Schaltschrankgerät abgebildet werden muss, steht das Funktionsmodul Baseplate- Extension zur Verfügung. Dieses verlängert die Baseplate über die rechte Seite hinaus und bietet einen geschützten Einbauraum für IP20-Geräte. Hierbei werden sowohl die Spannungen des Daten- und des Leistungssteckverbinders sowie ein Ethercat-Anschluss zur Verfügung gestellt. Genau wie alle anderen Funktionsmodule zeichnen sich die Systemmodule dadurch aus, dass es sich um Teilnehmer des Ethercat-Netzwerks handelt. Dies ermöglicht Einstellbarkeit, Ist-Wert-Auswertung und detaillierte Diagnose direkt aus der Maschinensteuerung heraus.
Vorteile für den Maschinenbau
Durch das modulare MX-System reduzieren sich für den Maschinenbauer in der Konstruktionsphase der Planungsaufwand und die erforderliche Komponentenanzahl. Schaltplanumfang und Arbeitsaufwand liegen hier nach ersten Erfahrungen bei zum Teil nur noch 10 %, was sich auch in entsprechend reduzierten Gesamtkosten bemerkbar machen wird.
Maschinen und Anlagen lassen sich außerdem platzsparender und anwendungsspezifischer konzipieren. Der Maschinenbauer kann das kompakte MX-System direkt an der Maschine anbringen und somit auf einen separat platzierten Schaltschrank mit eigenen Leitungswegen verzichten. Dadurch verringert sich der Installationsaufwand, insbesondere in Verbindung mit vorkonfektionierten Leitungen. Hinzu kommt, dass die steckbare Installation nicht mehr unbedingt einen Elektriker erfordert, sondern auch von einem Mechaniker übernommen werden kann. Die heute unabdingbare Modularisierung einer Maschine wird durch das modular an der Maschine verteilbare MX-System ebenfalls konsequent und optimal unterstützt.
Ein weiterer wichtiger Aspekt aus Sicht des Maschinenbaus betrifft die Zertifizierung. Das MX-System ist ein Schaltschrankersatz, der die relevanten Schaltschranknormen einhält und im Gegensatz zum konventionellen Schaltschrank bereits IEC-, UL- sowie CSA-konform ist. Es stellt somit eine weltweit einheitliche Lösung dar. Der Maschinenbauer kann daher problemlos auf Lager fertigen und muss bei der Auslieferung nicht berücksichtigen, für welche Zielregion die Maschine vorgesehen ist.