Olaf Prein, Leiter der Global Business Unit Automation bei Murrelektronik: „Durch Industrie 4.0 und den zunehmenden Automatisierungsgrad gibt es nur den einen Weg: Raus aus dem Schaltschrank und hin zu modularen Einheiten. Dies ermöglichen wir nun durchgängig mit Vario-X“ (Quelle: VDE VERLAG)
Es fing mit einer Anfrage aus der Automobilindustrie an. Dort halten pneumatische Spanner die Karosserieteile bei der Verarbeitung fest und in Position. Diese Spanner, von denen es in einer Automobilfertigungsstraße etwa 10 000 bis 15 000 Stück gibt, sind jedoch unpräzise und das Umstellen auf andere Materialstärken ist aufwendig und langwierig. Zudem ist die Pneumatik mit großen Verlusten behaftet. Sie hat nur einen Wirkungsgrad von rund 20 %. Bei der Suche nach einer Alternative kam für Murrelektronik [1] nur ein Konzept auf Basis elektrischer Antriebstechnik in Frage, welche gegenüber der Pneumatik wesentlich effizienter und genauer ist, da sie sich steuern lässt.
Eine weitere Vorgabe aus der Automotiveindustrie war die Vorgabe eines sicheren Spannungsbereichs. „Somit mussten wir bei den Antrieben sowie den Netzteilen nach Lösungen für DC 48 V suchen. Dies war nicht so einfach, aber es ist uns zusammen mit Partnern gelungen“, berichtet Olaf Prein, als Leiter der Global Business Unit Automation bei Murrelektronik, federführend bei diesem Projekt und führt weiter aus „Durch unsere langjährige Erfahrung in der Verbindungs- und Installationstechnik sowie basierend auf zahlreichen Kundengesprächen kamen wir schnell zu dem Schluss, dass der Ersatz der Pneumatik durch elektrische Antriebs- und Steuerungstechnik allein, nicht der Schlüssel zum Erfolg sein kann. So entstand die Idee, ein dezentrales, gesamtheitliches Konzept zu entwickeln, was die Automatisierung sowie die Installation vereinfacht.“
In enger Zusammenarbeit mit Key-Kunden entstand so innerhalb von nur 18 Monaten Vario-X. Mit der modularen und flexiblen Automatisierungsplattform lassen sich sämtliche Automatisierungsfunktionen komplett dezentral, also ohne Schaltschrank-Architektur, realisieren.
Offen und flexibel erweiterbar
Herzstück von Vario-X sind robuste, wasser- und staubdichte Gehäuse in Schutzart IP67, die die Spannungsversorgung, Steuerung, Switches, Sicherheitstechnik und IO-Module beinhalten. Die einzelnen Gehäuse lassen sich einfach nebeneinander in eine nicht minder robuste Backplane mit integrierten Maschinenbauprofilen einrasten und dort festschrauben. So kann die gesamte Station ohne weiteren Schutz einfach an allen gängigen Profilsystemen befestigt werden und hält im Extremfall sogar Trittbelastungen stand. „Gerade im internationalen Umfeld ist Robustheit und Stabilität ein Muss für dezentrale Konzepte“, weißt O. Prein auf die hohe Widerstandsfähigkeit hin.
Der mit einer Multicore-CPU ausgestattete Vario-XController ist allen Anforderungen gewachsen. Als offene Steuerungsplattform lässt er sich in alle übergeordneten Industrial-Ethernet-Netzwerke einbinden. Der Controller kommuniziert innerhalb des Systems sowie mit der Antriebstechnik und externen Teilnehmern in Echtzeit über Ethercat. „Ein Hypervisor erlaubt die Aufteilung der CPUKerne für unterschiedliche Aufgaben. Ein im Controller integrierter Condition-Monitoring-Sensor gibt Aufschluss über Vibration, Luftfeuchtigkeit, Schock, Temperatur, Licht etc. und schafft so die Basis für Zustandsüberwachung und predictive maintenance des Systems. Des Weiteren können HMI-Systeme angeschlossen und Diagnosefunktionen wahrgenommen werden. W-LAN, 5G und Bluetooth sowie OPC UA und MQTT sorgen für grenzenlose IoT Kommunikation in der Fabrik der Zukunft“, berichtet O. Prein stolz über die Flexibilität und Leistungsfähigkeit der Steuerung.