Beckhoff MX-System: Die schaltschranklose Maschine wird Wirklichkeit

Die Vision einer schaltschranklosen Zukunft verfolgten Hans Beckhoff und sein Entwicklerteam schon länger. Seit Einführung der Feldbus-Box-Module wurde immer wieder über das Thema schaltschranklose Maschine nachgedacht und auch mit Kunden darüber „philosophiert“. Nun ist es als MX-System Realität geworden. Wobei das M den modularen Aufbau und das X die Vielfältigkeit symbolisieren, die hinter bzw. in diesem neu geschaffenen Automatisierungsbaukasten stecken, der – wenn es nach den Vorstellungen von Beckhoff Automation geht – letztendlich nicht nur den Schaltschrankbau revolutionieren soll.

Das MX-System ist modular aufgebaut und lässt sich mit einem breiten Spektrum an Funktionsmodulen optimal an die jeweilige Applikation anpassen.

Das MX-System ist modular aufgebaut und lässt sich mit einem breiten Spektrum an Funktionsmodulen optimal an die jeweilige Applikation anpassen.

Hans Beckhoff
geschäftsführender Inhaber von Beckhoff Automation

„Mit dem MX-System erfinden wir die ganze Hardware der Automatisierungstechnik neu. Alle Aspekte einer Automatisierungslösung wurden berücksichtigt und so steht heute ein Baukasten zur Verfügung, der den modularen, normkonformen Aufbau der Schaltschrankfunktion in wenigen Minuten statt Tagen ermöglicht.“

Hans Beckhoff setzte sich bereits bei der Firmengründung das Ziel, nicht nur in regelmäßigen Intervallen evolutionäre Weiterentwicklungen präsentieren zu wollen, sondern darüber hinaus auch noch alle fünf bis sieben Jahre mit einer echten Revolution auf den Markt zu drängen. Nun, Ende November 2021 war es wieder einmal so weit: Beckhoff präsentierte eine Lösung, mit der man erneut Automatisierungsgeschichte schreiben will. „Wir haben unser gesamtes Know-how, das in den Bereichen Industrie-PCs, I/O-Bausteine, Antriebstechnik sowie Software vorhanden ist, mit unserem Wissen über Schaltschrankbau, Kommunikation und eine praxisgerechte Automatisierung kombiniert. Als Ergebnis kam das MX-System heraus, das 40 Jahre Firmenhistorie in einem Produkt widerspiegelt“, beschreibt der geschäftsführende Inhaber von Beckhoff Automation eine flexible, bauraumoptimierte und intelligente Lösung, die letztendlich den konventionellen Schaltschrank ersetzen soll.

Eine ausreichend lange Entwicklungszeit sei laut Hans Beckhoff notwendig – vor allem, wenn man einen umfassenden Hardware-Baukasten von Grund auf neu entwickelt: „Einspeisung, Leistungsabgänge, Antriebstechnik, Netzteile, I/O, Safety, eine normgerechte Absicherung und natürlich PC-basierte Intelligenz wurden und werden für das MX-System maßgeschneidert“, betont er und Daniel Siegenbrink, Produktmanager MX-System bei Beckhoff Automation, fügt ergänzend hinzu: „Wir wollten von Anfang an einen vollwertigen Ersatz des Schaltschranks bieten und diesen nicht nur ergänzen, wie wir es schon seit vielen Jahren mit unseren EtherCAT-IP67-Modulen können. Daran wurde seit vielen Jahren kontinuierlich gearbeitet.“

So seien beispielsweise neue Leistungshalbleiter und Prozessoren mit wesentlich geringeren Verlustleistungen, der Ausbau von EtherCAT, EtherCAT FSoE und EtherCAT P zu immer umfangreicheren Produkten oder auch die Entwicklung der Servoverstärkerbaureihe AX8000 und das darauf aufbauende dezentrale Servoantriebskonzept AMP8000 wichtige Teile des Fundaments für das MX-System gewesen. Außerdem habe man sich mit jeder neuen EtherCAT-Klemme der Umsetzung einer einstigen Zukunftsvision – der schaltschranklosen Maschine – Schritt für Schritt angenähert. „Letztendlich ist das MX-System für den Markt ein revolutionäres Produkt, welches sich aber sehr evolutionär entwickelt hat“, erklärt Daniel Siegenbrink. Wertvolle Inputs und Erfahrungen von Anwendern sowie vom Beckhoff-eigenen Schaltschrankbau flossen bei der konkreten Ausgestaltung dieser Lösung ebenfalls ein.

Das MX-System ergibt mit der robusten Baseplate und aufgesteckten Funktionsmodulen aus den Bereichen IPC, I/O, Motion, Relay und System eine hochflexible und schaltschranklose Automatisierungslösung in Schutzart IP67.

Das MX-System ergibt mit der robusten Baseplate und aufgesteckten Funktionsmodulen aus den Bereichen IPC, I/O, Motion, Relay und System eine hochflexible und schaltschranklose Automatisierungslösung in Schutzart IP67.

Steckbare Systemlösung

Eine robuste, aus einem Aluminiumprofil bestehende Baseplate in Schutzart IP67 bildet als Rückwand die Basis des MX-Systems. Sie bietet standardisierte Steckverbindungen, auf die die verschiedenen Funktionsmodule des MX-Systems einfach aufgesteckt und mithilfe von in den Modulen befindlichen, unverlierbaren Inbus-Schrauben festgeschraubt werden können. Die Größe einer Baseplate basiert auf der Anzahl der benötigten Steckverbinder (Slots) und der Anzahl ihrer Reihen. In jeder Reihe ist eine eigene Backplane verbaut. Diese kann entweder EtherCAT sowie 24 V DC und 48 V DC oder 400 V AC und 600 V DC verteilen. Somit ist die Baseplate nahezu beliebig an die jeweiligen Anforderungen einer Maschine anpassbar. Dadurch, dass jedes auf der MX-Baseplate aufgesteckte Funktionsmodul auch ein EtherCAT-Gerät ist, liegt grundsätzlich für das gesamte MX-System eine umfassende Diagnose vor. Des Weiteren verfügt die MX-Baseplate über ein komplettes Housekeeping-System, welches Umweltparameter wie die Temperatur dauerhaft überwacht.

„Jeder Schaltschrank ist vom Prinzip her gleich aufgebaut. Es gibt immer eine Energieeinspeisung, einen Hauptschalter, Netzteile, die Steuerung inklusive I/O-Ebene und Feldbus sowie die Antriebstechnik. Dazu kommt die Energieverteilung, das heißt das Schalten von 400 V bzw. der Direktstart von Motoren oder die Versorgung von Fremdaggregaten“, beschreibt Daniel Siegenbrink. Diese immer wieder auftauchenden Blöcke habe man normiert und mit dem MX-System in einem einheitlichen „Baseplate-Konzept“ umgesetzt, bei dem alle erforderlichen Signale, Leistungsspannungen und Kommunikationskanäle integriert sind. Insgesamt werde mit dem MX-System die gesamte Automatisierungswelt von digitalen, analogen und Safety-I/Os über Netzteile für eine 600-V-Antriebszwischenkreisspannung und andere Leistungsendstufen bis hin zu steckbaren Industrie-PCs abgebildet. „Mit dem entsprechenden Funktionsmodul kann man z. B. einen Antrieb einfach auf einen Steckplatz der Baseplate aufstecken und festschrauben. Er wird dann automatisch mit EtherCAT, also der Kommunikation, mit den entsprechenden Steuerspannungen und mit den Leistungsspannungen versorgt. Mehr braucht es nicht. Eine Minute und der Antrieb ist komplett eingebaut“, macht Hans Beckhoff neugierig auf eine neue, schnelle Art des Schaltschrankbaus. Für den Motoranschluss steht auf der Modulvorderseite die bewährte One Cable Technology (OCT) zur Verfügung.

„Durch das MX-System haben wir auch die Instandhaltung wesentlich vereinfacht. Eine entsprechende Smartphone-App sowie die Möglichkeit, die Module einfach ohne Verdrahtungsaufwand auszutauschen, wird gerade in kleineren produzierenden Unternehmen, die vielfach an einem Mangel an Fachpersonal leiden, dazu führen, dass die Maschinen eine höhere Verfügbarkeit aufweisen“, spricht Daniel Siegenbrink abschließend einen weiteren Vorteil der jüngsten Revolution aus dem Hause Beckhoff Automation an.

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