Modulares Baukastensystem zur Automatisierung dezentraler Maschinen und Anlagen
Industrie-4.0-Anforderungen wirtschaftlich umsetzen
Im Maschinen- und Anlagenbau sowie der Automobilindustrie werden Schaltschranklösungen mit Automatisierungstechnik zur Steuerung, Überwachung und Diagnose der jeweiligen Applikation benötigt, um einen effizienten und stabilen Produktionsablauf sicherzustellen. Da die Anforderungen der Anwender und die Einsatzbereiche meist spezifisch sind, müssen die Lösungen individuell designt und entwickelt werden, was einige Nachteile mit sich bringt. Wie es anders gehen kann, zeigt das modulare Baukastensystem Smart Production Cabinet von Phoenix Contact.
Bild: Phoenix Contact Deutschland GmbH & Co. KGAuf der einen Seite erweist sich eine an die jeweiligen Rahmenbedingungen adaptierte Lösung als optimal. Andererseits fällt für deren Planung und Umsetzung ein erheblicher Zeitaufwand an. Darüber hinaus entstehen hohe Kosten, weil solch individuelle Konzepte nur in geringen Stückzahlen oder sogar als Unikat hergestellt werden können. Anbieter und Käufer profitieren also nicht von den aus Mengeneffekten resultierenden niedrigeren Preisen. Vor diesem Hintergrund hat Phoenix Contact eine standardisierte Schaltschranklösung konzipiert, die den Ansprüchen unterschiedlichster Applikationen gerecht wird. Denn das modulare Baukastensystem erlaubt einen hohen Individualisierungsgrad. Die Nutzung innovativer Technologien - wie der offenen Steuerungsplattform PLCnext Technology oder der netzwerk- und steuerungsunabhängigen SafetyBridge Technology - sorgt dafür, dass die Lösung selbst die besonderen Anforderungen aktueller Trendthemen wie Industrie 4.0 erfüllt.
Bild: Phoenix Contact Deutschland GmbH & Co. KGEinfache Ergänzung um weitere Produkte und Funktionen
Beim Smart Production Cabinet (SPC) handelt es sich um eine standardisierte und flexibel erweiterbare Steuerungslösung zur Automatisierung dezentraler Maschinen und Anlagen. Das vorgefertigte System ist als intelligentes, umfangreiches Konzept mit aufeinander abgestimmten Hard- und Softwarepaketen realisiert. Als Grundgerüst erhält der Anwender ein kompaktes IP54-Gehäuse mit einem eingelassenen 7"-Webpanel. Die bereits konfigurierte Hardware setzt sich aus einem Profinet-fähigen PLCnext Controller AXC F 2152, einem Standard-I/O-Modul mit acht Ein- und Ausgängen, zwei Safety-Eingangsmodulen, einem Safety-Ausgangsmodul sowie einer Stromversorgung zusammen. Ergänzt werden die Geräte durch ein umfassendes Softwarepaket mit Bibliotheken für Diagnose-, Grund-, Melde- und Safety-Funktionen. Hinzu kommt eine vorkonfigurierte Visualisierung, die eine einfache Bedienung ermöglicht und sich problemlos erweitern lässt. Der Anwender kann das so ausgestattete Smart Production Cabinet über den E-Shop von Phoenix Contact bestellen, um seine eigene Lösung daraus zu bauen. Alternativ ergänzt er den Schaltschrank um weitere Produkte und Funktionen, oder er fordert Unterstützung durch die Experten von Phoenix Contact an.
Kabelgebundene und funkbasierte Übertragung der Daten
Der in die Lösung integrierte PLCnext Controller lässt sich ohne zusätzliches Gateway an die Proficloud von Phoenix Contact anbinden. Somit kann der Anwender jederzeit und von jedem Standort auf die Anlagendaten zugreifen. Die Steuerung erlaubt zudem die einfache Einbindung des Smart Production Cabinet in bestehende Profinet-Anlagen, da der PLCnext Controller die Funktion sowohl eines Profinet Controllers als auch Profinet Devices übernimmt. Neben dem Datenaustausch über die kabelgebundenen Übertragungsstandards Profinet und OPC UA ist der Einbau eines dem neusten IEEE 802.11n-Standard entsprechenden WLAN-Moduls in den Schaltschrank möglich. Auf diese Weise lassen sich über das Smart Production Cabinet ebenfalls mobile Einheiten, wie fahrerlose Transportsysteme (FTS), ansteuern oder Kommunikationsverbindungen zwischen verschiedenen in unabhängigen Netzwerken installierten SPCs aufbauen. Optional kann der Anwender den Schaltschrank um ein Security-Modul zur Konfiguration erweitern. Der Security-Router FL mGuard schützt die Anlage durch eine intelligente Firewall vor unbefugten Zugriffen von außerhalb des Unternehmens. Ferner stellt das Gerät einen VPN-Zugang zur Verfügung, über den eine gesicherte Verbindung zur Wartung der Maschine oder Anlage durch den jeweiligen Hersteller initiiert werden kann.
Bild: Phoenix Contact Deutschland GmbH & Co. KGNetzwerk- und steuerungsunabhängige Umsetzung von Safety-Anwendungen
Damit sich auch Applikationen mit funktionalen Sicherheitsanforderungen umsetzen lassen, unterstützen die standardmäßig installierten sicheren I/O-Module die SafetyBridge Technology. Mit dieser netzwerk- und steuerungsunabhängigen Technologie sind sogar bei dezentralen Steuerungslösungen Funktionen wie Zwei-Hand-Start oder Not-Halt realisierbar. Der optional zu bestellende 4-in-1-Motorstarter Contactron bietet einen weiteren Mehrwert. Das Gerät kombiniert das Starten, Wenden, Schützen und den Not-Halt der Motoren unterschiedlicher Transportsysteme - wie Förderbändern, Elektrohängebahnen und anderen logistischen Systemen - in einem Gerät, was Platz und Kosten spart. Bei den aufgeführten Funktionen zur funktionalen Sicherheit, drahtlosen Kommunikation, Absicherung vor unbefugten Zugriffen und Motorsteuerung handelt es sich um vorkonfigurierte Bestandteile. Das bedeutet, dass die entsprechenden Komponenten ganz ohne oder mit nur wenigen programmiertechnischen Anpassungen in der Bibliothek nutzbar sind. Dem Anwender steht es natürlich weiterhin frei, selbst Anpassungen durchzuführen oder gemeinsam mit den Experten von Phoenix Contact eine Individualisierung vorzunehmen.
Schnelle Erweiterung durch Apps und Funktionsbausteine
Weil Anlagen nie statisch sind, sondern sich immer in ihrer physischen und virtuellen Struktur verändern, muss die im Smart Production Cabinet verwendete Software ebenfalls stets an die aktuellen Bedürfnisse adaptiert werden können. Die PLCnext Technology erlaubt daher den Zugriff auf den zugehörigen PLCnext Store. Dabei geht es um eine Plattform für fertige Softwarebausteine oder komplette -lösungen für die industrielle Automatisierungstechnik. Im PLCnext Store werden Software-Applikationen (Apps) bereitgestellt, mit denen sich die Lösung einfach und schnell funktional erweitern lässt. Der Anwender kann zwischen verschiedenen Apps sowie einzelnen Funktionsbausteinen wählen. Sogar ohne umfassende Programmierkenntnisse ist es auf diese Weise möglich, eigenständig Ergänzungen am Smart Production Cabinet umzusetzen. Mit der PLCnext Technology könnte der Anwender auch eigene Bausteine oder Funktionen entweder in der klassischen IEC61131-Programmierung oder in Hochsprache - wie C# - erstellen.
Vielfältige Einsatzmöglichkeiten in der Industrie
Das Smart Production Cabinet lässt sich in allen Branchen mit Fertigungs- und Fördertechnikanlagen einsetzen, in denen eine dezentrale Lösung zur Steuerung, Überwachung und Diagnose benötigt wird. Dabei kann es sich ebenfalls um Teilbereiche der Produktions-, Montage- und Förderanlagen handeln. Aufgrund des offenen Konzepts eignet sich die Schaltschranklösung insbesondere für die Automobilindustrie, den Maschinen- und Anlagenbau oder die Logistik. Als typische Anwendungsszenarien seien Stanz-/Biege-, Schweiß- oder ähnliche Montage- und Fertigungsmaschinen genannt. Logistische Einheiten wie Elektrohängebahnen, Förderbänder, Rollenbahnen oder Kleinlager lassen sich ebenso mit dem Smart Production Cabinet betreiben. Die Schaltschranklösung vereint sämtliche Vorteile eines standardisierten und trotzdem individualisierbaren Ansatzes. Der Anwender bestellt ein fertiges Produkt aus dem E-Shop und hat dennoch die Möglichkeit, dieses entweder selbst oder mit Unterstützung der Experten von Phoenix Contact auf die besonderen Bedürfnisse seiner Applikation anzupassen. Außerdem erhält er eine bewährte Lösung mit zahlreichen Referenzen, die sich durch die im PLCnext Store erwerbbaren Apps und Funktionsbausteine ohne Programmieraufwand erweitern lässt. Da die verwendeten Steuerungen auf der zukunftsfähigen PLCnext Technology basieren, kann der Anwender zwischen in den klassischen IEC61131- oder modernen Programmiersprachen generierten Apps/Bausteinen wählen. Darüber hinaus ist eine einfache Anbindung der PLCnext Controller an die Proficloud möglich, um eine vorausschauende Wartung oder Big-Data-Analysen durchzuführen. Mit dem Smart Production Cabinet ist die Applikation somit bestens auf Industrie 4.0 und die mit dem Zukunftsprojekt einhergehenden Herausforderungen vorbereitet.
Im Maschinen- und Anlagenbau sowie der Automobilindustrie werden Schaltschranklösungen mit Automatisierungstechnik zur Steuerung, Überwachung und Diagnose der jeweiligen Applikation benötigt, um einen effizienten und stabilen Produktionsablauf sicherzustellen. Da die Anforderungen der Anwender und die Einsatzbereiche meist spezifisch sind, müssen die Lösungen individuell designt und entwickelt werden, was einige Nachteile mit sich bringt. Wie es anders gehen kann, zeigt das modulare Baukastensystem Smart Production Cabinet von Phoenix Contact.
Bild: Phoenix Contact Deutschland GmbH & Co. KGAuf der einen Seite erweist sich eine an die jeweiligen Rahmenbedingungen adaptierte Lösung als optimal. Andererseits fällt für deren Planung und Umsetzung ein erheblicher Zeitaufwand an. Darüber hinaus entstehen hohe Kosten, weil solch individuelle Konzepte nur in geringen Stückzahlen oder sogar als Unikat hergestellt werden können. Anbieter und Käufer profitieren also nicht von den aus Mengeneffekten resultierenden niedrigeren Preisen. Vor diesem Hintergrund hat Phoenix Contact eine standardisierte Schaltschranklösung konzipiert, die den Ansprüchen unterschiedlichster Applikationen gerecht wird. Denn das modulare Baukastensystem erlaubt einen hohen Individualisierungsgrad. Die Nutzung innovativer Technologien - wie der offenen Steuerungsplattform PLCnext Technology oder der netzwerk- und steuerungsunabhängigen SafetyBridge Technology - sorgt dafür, dass die Lösung selbst die besonderen Anforderungen aktueller Trendthemen wie Industrie 4.0 erfüllt.
Phoenix Contact Deutschland GmbH
Dieser Artikel erschien in SCHALTSCHRANKBAU 4 2019 - 04.07.19.Für weitere Artikel besuchen Sie www.schaltschrankbau-magazin.de
