Beckhoff MX-System заменит шкафы управления

Система MX-System от Beckhoff – это революция в автоматизации, которая может заменить традиционные шкафы управления.

В интервью Ханса Бекхоффа (Гендиректора и владельца компании Beckhoff) и Даниэля Зигенбринка (продакт-менеджера по MX-System) эти господа объясняют на чем основано данное утверждение и как можно заменить обычные шкафы управления.

— Имя Beckhoff всегда было синонимом технических инноваций. Чего следует ожидать в качестве следующего этапа развития автоматизации?

Ханс Бекхофф: «Все верно, мы уже совершили несколько революций в области автоматизации. В частности, я могу назвать принцип технологии управления на базе ПК, модули и системы ввода/вывода, а также протокол обмена данными EtherCAT, который стал международным стандартом. За более чем 40-летнюю историю компании Beckhoff мы накопили обширный опыт в области фундаментального улучшения технологии автоматизации. Более того, компания Beckhoff – это не только специалист по автоматизации, но успешный производитель шкафов управления. Теперь наши технические знания и производственный опыт воплотились в новой линейке продуктов, которые, как мы верим, смогут изменить облик автоматизации».

— Так что же нам ожидать от новой линейки продуктов?

Ханс Бекхофф: «Как уже упоминалось, у нас есть практический опыт в области конструирования шкафов управления. Мы сочетали этот опыт с нашими техническими знаниями в других продуктовых направлениях, которые охватывают промышленные ПК, модули ввода/вывода и технологию передачи данных, приводную технику и программное обеспечение. Полученное в результате унифицированное модульное решение для автоматизации позволяет полностью заменить традиционные шкафы управления с прокладкой кабелей на стандартизированные модули. Все технические системы и функции, необходимые в шкафах управления или станках, объединены в единую систему – MX-System».

Даниэль Зигенбринк: «В основном, шкафы управления конструируются по единому принципу и включают источник электропитания, главный выключатель, блоки питания, контроллеры, уровень ввода/вывода и полевые шины, а также приводную технику. Также существует распределение питания – переключение 400 В, прямой запуск двигателей или электропитание внешних модулей. Эти повторяющиеся блоки мы стандартизировали и реализовали в универсальной концепции MX-System».

— Расскажите более подробно о MX-System?

Ханс Бекхофф: «Базовым требованием являлось создание чрезвычайно прочного механического решения степени защиты IP67, позволяющего практично и надежно разместить все модули автоматизации внутри станка или установки. Это побудило нас реализовать то, что мы называем концепцией платы-основания. В первую очередь решение включает саму плату-основание, которая состоит из механически устойчивого алюминиевого профиля и интегрирует все необходимые сигналы, напряжение питания и каналы передачи данных. Плата-основание оснащена разнообразными слотами данных и питания, предназначенными для подключения функциональных модулей. Это и есть основа модульной системы шкафа управления, которая благодаря прочной конструкции платы-основания и модулей подходит для монтажа внутри станка и не требует использования защитных кожухов. Следовательно, центральный устанавливаемый вручную шкаф управления больше не нужен».

— Как конкретно это позволит реализовать функции шкафа управления?

Ханс Бекхофф: «Например, с помощью соответствующего функционального модуля привод можно легко вставить в слот платы-основания и зафиксировать, затянув до отказа крепежные винты. Затем автоматически подключается EtherCAT, т. е. обеспечивается обмен данными с соответствующими напряжениями управления и электропитания. Вот и все! Одна минута и привод установлен! Для подключения двигателя в передней части модуля доступна испытанная технология однокабельного подключения OCT (One Cable Technology). Другие модули сконструированы аналогично, например, для электроснабжения используется модуль питания, соответствующий международному стандарту UL, с главным выключателем и встроенным блоком питания. MX-System охватывает все возможные среды автоматизации – от цифровых, аналоговых и ПАЗ-входов/выходов, источников питания для привода 600 В (DC-link) и других выходных каскадов до встраиваемых промышленных ПК. Скорость создания шкафа управления с помощью MX-System впечатляет! Поддерживаются специальные функции, соответствующие требованиям заказчика, которые не входят в стандартный диапазон. Любые функции можно интегрировать внутри пустых корпусов с соответствующими интерфейсами MX-System или посредством отдельных блоков управления, подключенных по сети EtherCAT».

Даниэль Зигенбринк: «Мы охватываем все функции, необходимые для станков или установок. Модули – обращаю внимание, заменяемые в горячем режиме – подразделяются на промышленные ПК, устройства ввода/вывода и приводную технику, а также реле и системные сегменты. Включены такие новые продукты, как преобразователи частоты, реле, контакторы, гибридные пускатели двигателя и выходы питания».

Ханс Бекхофф: «Мы используем преимущества широкого спектра наших технологий управления на базе ПК и сети EtherCAT, а также приводной техники, поскольку можем основываться на испытанных технологиях. Тем не менее, вся линейка продукции Beckhoff для MX-System была практически изобретена заново и является подключаемой как с точки зрения производительности, так и управления. Чтобы обеспечить целевой подход к нашим разработкам с учетом практического применения мы с самого начала работали с различными ведущими заказчиками. Это оказало существенную помощь при техническом описании системы».

— Говоря о техническом описании, какие параметры использования MX-System?

Ханс Бекхофф: «MX-System разработана для максимальной токовой нагрузки 63 A и напряжения в диапазоне от 110 до 230 В для однофазной сети и от 380 до 530 В для трехфазной сети. Допустимый температурный диапазон составляет от 0 до 50° при полностью пассивном охлаждении».

Даниэль Зигенбринк: «Следующие параметры применяются к отдельным слотам: слот данных обеспечивает обмен данными по протоколу EtherCAT, а также напряжение 24 или 48 В постоянного тока и силу тока до 20 A, а слот источника питания обеспечивает напряжение 400 В переменного тока и 600 В постоянного тока при максимальной силе тока 35 A. При одновременном использовании двух слотов источника питания обеспечивается сила тока до 63 A для одного модуля. Еще один важный аспект практического применения – это наличие сертификатов. MX-System является заменой шкафов управления и отвечает требованиям соответствующих стандартов. В отличие от общепринятых шкафов управления она предлагает унифицированное решение для CE, UL CSA и IEC. Следовательно, машиностроители могут фактически производить на складе и решать в какой регион мира отправлять оборудование только в день поставки».

— А какие еще преимущества вы предлагаете для производителей станков и систем?

Ханс Бекхофф: «Преимущества новой системы были очевидны еще на этапе проектирования. Значительно снижается сложность шкафов управления с отдельными проводными соединениями, индивидуальной маркировкой проводов, трудоемкостью проектирования и последующего конструирования. Благодаря MX-System, модули подключаются к плате-основанию как клемма шкафа управления, скажем так, аналогично пневмоострову. По словам некоторых заказчиков, у которых была возможность испытать нашу систему, это означает, например, что 300 страниц схем электрических соединений сокращается до 30 страниц, а также на 90% снижаются связанные трудозатраты. Наглядная экономия, способствующая сокращению расходов».

Даниэль Зигенбринк: «Сегодня заказчики думают о компактности станочных модулей, однако им приходится рассматривать шкаф управления как блок более высокого уровня. Это не только требует большого количества кабельных работ, но и не позволяет полностью реализовать модульность модели устройства. Данная проблема решается с помощью нашей системы, поскольку шкаф управления теперь не является большим монолитным блоком, а распределяется модульно по станку».

Ханс Бекхофф: «Минимизация занимаемой площади имеет важное значение. Установив компактную MX-System непосредственно внутри станка, машиностроители смогут отказаться от отдельно размещаемого шкафа управления с собственными кабельными коммуникациями. Также упрощается процесс монтажа, особенно при использовании предварительно собранных кабелей. При этом подключение может выполнять не только инженер-электрик, но и механик».

— Что означает MX-System для конструкции шкафов управления?

Даниэль Зигенбринк: «Конструирование шкафов управления обычно представляет собой сложный процесс, включающий большое количество компонентов и последовательностей технологических операций. Кроме того, существует некоторая уязвимость перед ошибками и высокими требованиям к пространственным размерам, влияющая на расчет. Наши встраиваемые технологии упрощают схему электрических соединений и уменьшает затраты на прокладку проводов. Исследования показали, что в некоторых случаях требуется менее 10% компонентов. Следовательно, значительно сокращаются усилия при конструировании шкафов управления».

Ханс Бекхофф: «При проектировании как машин, так и шкафов управления уменьшается объем работ. По нашим оценкам, при использовании модульного решения затрачиваемые ранее 24 часа на сборку шкафа управления сокращаются приблизительно до одного часа. Кроме того, повышается качество шкафов управления. Сложная индивидуальная прокладка проводов заменяется простым и безошибочным подключением встраиваемых модулей. Дополнительная экономия средств была достигнута за счет отказа от прежнего ручного единичного производства в пользу заводского изготовления промышленных модулей. Машиностроители смогут упростить собственную логистику, поскольку данная легко устанавливаемая технология позволяет отказаться от конструкции внешних шкафов управления».

— Какие преимущества получат конечные пользователи от использования MX-System?

Ханс Бекхофф: «Мы верим, что наше решение MX-System предоставит множество преимуществ, особенно для конечных пользователей станков или установок. Инкапсулируя отдельные функции автоматизации в одном модуле, выполняется простое выявление повреждений в электрической цепи на модульном уровне. Как правило, в случае таких неисправностей только электротехническому персоналу позволяется открывать шкаф управления для проверки напряжения или контактора с помощью измерительного устройства. С MX-System в этом нет необходимости, поскольку самого шкафа управления больше не существует, а фактические функции перенесены в модули. Инженеру по техническому обслуживанию требуется только определить состояние модуля – посредством светодиодных индикаторов состояния, смартфона или Beckhoff Device Diagnostics – а затем решить, необходимо ли заменить модуль, кабель к полевому устройству или само полевое устройство».

Даниэль Зигенбринк: «Во многих компаниях существует нехватка подходящих сервисных инженеров, которые могут выполнить техническое обслуживание или ремонт все более сложных технических средств управления. Поэтому взаимозаменяемость модулей и комплексная диагностика важны для конечного пользователя. Тем более что, в отличие от классических шкафов управления, MX-System использует только сетевые компоненты. С помощью Beckhoff Device Diagnostic System (системы диагностики устройств Beckhoff), которую мы недавно представили, можно в любое время запросить состояние каждого отдельного предохранителя, источника питания или главного коммутатора – как устройство в сети EtherCAT».

— Можете ли вы рассказать более подробно об упомянутой ранее концепции диагностики?

Даниэль Зигенбринк: «Она включает расширенные диагностические возможности EtherCAT, с которыми пользователи уже знакомы, и дополнена уникальным серийным номером для каждого модуля, который размещен с передней стороны в виде DataMatrix-кода. Код сканируется с помощью приложения для смартфона, которое подключается к контроллеру, а затем отображает соответствующие диагностические данные, такие как состояние модуля или накопитель неисправностей. Таким образом, смартфоны становятся «универсальным цифровым вольтметров и осциллографом» и простой заменой классических измерительных устройств. Сервисный инженер или специалист по техническому обслуживанию получает точную информацию о состоянии функций или узлов без необходимости оценки оборудования».

Ханс Бекхофф: «В рамках этой концепции мы представляем Beckhoff Device Diagnostics, в которой каждому интеллектуальному продукту Beckhoff присваивается уникальный серийный номер, который считывается извне как DataMatrix-код или внутренне посредством EtherCAT».

— Каких заказчиков Beckhoff может заинтересовать новое решение MX-System?

Ханс Бекхофф: «Мы верим, что с помощью нашей новой системы возможно решить практически любую задачу автоматизации. MX-System разработана для максимально широкого диапазона областей применения, также как и традиционные шкафы управления, которые мы в перспективе хотим заменить. Система оптимально подойдет не только для машиностроения, но для управления технологическими процессами, измерительных технологий, автоматизации зданий и много другого. MX-System обеспечит значительные преимущества в любом сценарии, включающем электроэнергию и интеллектуальную обработку».

Дополнительная информация о Beckhoff MX-System — https://www.beckhoff.com/ru-ru/products/mx-system/

Информация о компании Beckhoff