Das MX-System ermöglicht über den gesamten Lebenszyklus der Anlage hinweg deutliche Effizienzsteigerungen gegenüner herkömmlicher Schaltschranktechnik (Quelle: Beckhoff Automation)
Die Grundidee des MX-Systems ist es, die elektrischen und mechanischen Schnittstellen für alle elektronischen und elektromechanischen Bauteile zu standardisieren. Das Ergebnis der Umsetzung dieser Idee sind zwei Schnittstellen:
- Die Datenschnittstelle integriert jede Funktionseinheit in ein Ethercat-Netzwerk und versorgt sie zugleich mit DC 24 V und falls notwendig auch mit DC 48 V.
- Für den Niederspannungsbereich wurde eine zweite Schnittstelle als Standard festgelegt. Über diese wird die Netzspannung von bis zu AC 530 V sowie eine DC-Spannung von max. 848 V für den Antriebsverbund verteilt.
Durch diese Standardisierung lässt sich die gesamte Funktionalität des Schaltschranks als Backplane-System abbilden. Analog zu den Schnittstellen gibt es zwei verschiedene Backplanes, welche die beschriebenen Schnittstellen in Form von Steckverbindern als wesentliche Merkmale aufweisen. Verbaut werden die Backplanes in einem robusten Aluminiumgehäuse. Die Kombination aus Backplane und Gehäuse wird als Baseplate bezeichnet. Hinzu kommt ein vollumfängliches Spektrum an Funktionsmodulen aus den Bereichen IPC, Buskoppler, IO, Motion, Relais und System. Diese werden einfach auf die Baseplate gesteckt und verschraubt. Der Verbund aus Baseplate und Funktionsmodulen ergibt eine bauraumoptimierte IP67-geschützte Einheit, welche direkt an der Maschine montiert werden kann.
Vorteile für das Engineering
Die Systematik aus Baseplate und Funktionsmodulen ergibt einen Baukasten, mit dem sich unterschiedlichste Automatisierungsaufgaben lösen lassen. Von besonderem Vorteil ist dabei, dass die Funktionsmodule des MX-Systems einzelne Funktionen wie den Leitungsschutz für abgehende Leitungen integrieren. Dies erleichtert die Projektierung und reduziert die Anzahl der Bauteile deutlich. Sichtbar werden diese Vorteile durch die um bis zu 80 % reduzierte Seitenzahl der Schaltpläne und Stücklisten. Bereits in der Engineering-Phase erweist sich der geringe Bauraumbedarf des MX-Systems als ein weiterer Vorteil. Dies erleichtert die Abstimmung zwischen den Abteilungen, da in der Regel keine speziellen Einbauräume und Halter für das MX-System konstruiert werden müssen. Ein weiterer wichtiger Aspekt: Das MX-System entspricht den Anforderungen der relevanten Schaltschranknormen und ist im Gegensatz zum konventionellen Schaltschrank zugleich IEC-, UL- sowie CSA-konform. Es stellt somit eine weltweit einheitliche Lösung dar.
Vorteile für den Aufbau der Automatisierung
Das Prinzip, Funktionsmodule auf eine Baseplate zu stecken und mit Schrauben zu befestigen, revolutioniert nicht nur den Schaltschrankbau, vielmehr ersetzt es ihn in seiner heute bekannten Form vollständig. Die mechanische Bearbeitung des Schaltschranks und seiner Montageplatte entfällt ebenso wie die aufwendige manuelle Verdrahtung. Bemerkbar macht sich dies direkt in der für den Aufbau des MX-Systems erforderlichen Zeit. Inklusive der notwendigen Tests und Prüfungen lässt sich ein MX-System dadurch innerhalb von nur einer Stunde aufbauen. Bei einem vergleichbaren Schaltschrank beträgt die Aufbaudauer mindestens 24 Stunden. Dadurch begegnet das MX-System auch dem Fachkräftemangel, da einzelne Mitarbeiter deutlich kürzer an eine Aufgabe gebunden sind. Hinzu kommt, dass es nicht mehr zu Verdrahtungsfehlern kommt. Aus logistischer Sicht ergeben sich für den Schaltschrankbau ebenfalls Vorteile, da durch den vollständigen Entfall der mechanischen Bearbeitung die Montage wesentlich weniger Fläche benötigt. Auf Prozesse wie einen externen Schaltschrankbau kann vollständig verzichtet werden.
Vorteile in der Anlageninstallation
Das MX-System lässt sich, im Gegensatz zu herkömmlichen Lösungen, aufgrund seiner erheblichen Kompaktheit optisch und funktional in den Maschinenbauraum integrieren. Dadurch verkleinert sich der Maschinen-Footprint um ein Vielfaches. Durch die Möglichkeit, MX-Systeme kaskadiert aufzubauen, können modulare Maschinenkonzepte sehr einfach realisiert werden. Zudem ergeben sich deutlich kürzere Kabelwege bis zur Sensor- bzw. Aktorebene. Der Einsatz von vorkonfektionierten Leitungen verkürzt die Installationszeit und bietet eine hohe Sicherheit vor Fehlern beim Leitungsanschluss. Aufgrund der einfachen Steckbarkeit muss der Anschluss nicht durch spezielle Elektrofachkräfte erfolgen.
Vorteile für den Anwender
Für den Maschinenanwender ergeben sich deutliche Vorteile bei Service und Wartung: Das MX-System besteht aus durchgehend vernetzten Ethercat-Komponenten, sodass zu jeder Zeit eine umfangreiche Systemdiagnose möglich ist. Jedes Funktionsmodul verfügt neben klassischen Status-LEDs über eine eindeutige Seriennummer in Form eines Datamatrix-Codes. Dieser kann per Smartphone-App gescannt werden, wodurch sich das Smartphone mit der Steuerung verbindet und Diagnosedaten zum entsprechenden Funktionsmodul ausgibt. Auch ein eventueller Modulaustausch gestaltet sich sehr einfach, da die Module hot-swap-fähig sind und dadurch im laufenden Betrieb ein- und ausgesteckt werden können. Ebenso wie dem Hersteller der Maschine kommt auch dem Betreiber zugute, dass der MX-System-Baukasten die vollständige Vielfalt der Automatisierungstechnik mit wesentlich weniger Produkten abdeckt und somit auch weniger Baugruppen als Ersatzteile bevorratet werden müssen. MX-System-Module können durch das einfache Grundprinzip zudem sehr gut auch über den Lebenszyklus der Maschine hinaus wiederverwendet werden.