Der modulare Anlagenbau gewinnt immer mehr an Bedeutung in der Automatisierungstechnik. Eine flexible Anpassung an neue Anforderungen und eine schnelle Adaptierung und Nachrüstung bestehender Maschinen, ist heutzutage der Standard. Dies ist jedoch nicht der einzige Trend in der Industrie. Auch die Dezentralisierung von Komponenten in kleinere Schaltschränke bis hin zu einem völlig schaltschranklosen System wird immer stärker verfolgt. In fahrerlosen Transportsystemen (FTS) ist es aufgrund der Gesamtgröße des Fahrzeugs schwierig, überhaupt alle erforderlichen Komponenten und Funktionen unterzubringen. Durch die stark wachsende Anzahl von komplexen Sensorsystemen und Kameras wird der ohnehin schon begrenzte Platz noch weiter reduziert. Insbesondere moderne 3D-Kameras und Laserscanner benötigen eine sichere und zuverlässige Stromversorgung, ebenso wie eine stabile Anbindung an die Kommunikationsinfrastruktur. Ein Ausfall oder ein unzuverlässiger Betrieb dieser Systeme würde zum sofortigen Stopp der Produktion oder der Materialzulieferung führen und einen Produktionsausfall verursachen. Wie lassen sich diese Herausforderungen unter dem Aspekt der immer weiter voranschreitenden Digitalisierung bewältigen?
Raus aus dem Schaltschrank
Die Dezentralisierung der einzelnen Automatisierungskomponenten hat sich als eine echte Alternative zur klassischen Schaltschrankvernetzung etabliert. Zunehmend werden Komponenten mit einer hohen Schutzart IP65/67 oder höher angeboten und ermöglichen so völlig neue Anlagenkonzepte. Einen zentralen Dreh- und Angelpunkt nehmen dabei Industrial-Ethernet-Switche ein, die in modernen Anlagen das Rückgrat für die Datenkommunikation bilden. Aber nicht nur für die Übertragung von Daten sind Switche geeignet, sondern auch für die Stromversorgung der Endteilnehmer über Power over Ethernet (PoE). Die Übertragung von Daten und die gleichzeitige Versorgung mit Energie über das Ethernet-Kabel bietet viele Vorteile. Bei der Vernetzung von Kamerasystemen und diverser Sensoren, die den PoE-Standard unterstützen, können Platz und Kosten für eine zusätzliche Verkabelung und Netzteile gespart werden. Durch die Dezentralisierung werden die benötigten Kabellängen optimiert und der Installationsaufwand reduziert. Durch die kürzeren Kabel lassen sich Leitungsverluste reduzieren und die Effizienz der gesamten Anwendung steigern.
Erhöhte Flexibilität und modulare Bauweise
Es ist zum Teil sehr schwierig, bestehende Maschinen mit neuen komplexen Funktionen nachzurüsten, die zusätzliche Komponenten und Verkabelung erfordern. Mit dem Einzug der Industrie 4.0 und der zunehmenden Informationstransparenz wird dies aber immer weiter in den Fokus rücken. Durch die Reduzierung des Platzbedarfs für die Verkabelung und Platzierung der Switche im Feld, gestaltet sich die Modernisierung deutlich einfacher. Kompakte Ethernet-Switche mit kleiner Portzahl sammeln die Daten dezentral direkt an den Sensoren ein und versorgen diese auch mit Strom. Das nachzurüstende System lässt sich Dank der modularen Bauweise separat testen und kann später deutlich einfacher integriert und auf weitere Maschinen adaptiert werden.
Kostenersparnis
Schaltschränke können auf das wesentliche reduziert werden und in einigen Fällen kann man sogar komplett auf sie verzichten. Auch für die Verkabelung und Stromversorgung gilt dieses Prinzip. So lassen sich nicht nur die Materialkosten durch Einsparung von Kabellänge und zusätzliche Netzteile senken, sondern auch der Aufwand für die Installation der Komponenten und Verlegung der Kabel wird reduziert.
