Schaltschranklose Installationstechnik Dezentrale Automatisierungskonzepte geben Kostenfressern Kontra

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Bei der Installation im Engineering lauern zahlreiche Kostenfresser. Systemorientierte Konzepte, die auf schaltschranklose und dezentrale Installationstechnik setzen, sind effizient und bieten erhebliches Einsparpotenzial.

Es gibt immer noch viele Maschinen, bei denen die gesamte Steuerungstechnik im Schaltschrank platziert wird, und über eine große Reihenklemmen-Ebene die Sensorik und Aktorik im Feld angebunden wird. Viele Einzelkomponenten, deren Kompatibilität mit einer Fehleranfälligkeit des Systems einhergehen, ziehen einen kostenintensiven und von Maschine zu Maschine wiederkehrenden Montage- und Inbetriebnahme-Aufwand mit sich. Standardisierte Steckverbindungen müssen, sofern vorhanden, aufwändig manuell konfektioniert werden.

Der Wandel im Maschinenbau lässt sich jedoch nicht aufhalten, die Dezentralisierung mit ihren Vorteilen setzt sich immer mehr durch. Die althergebrachten Konzepte sind teuer, ineffizient und fehleranfällig. Ein Ausweg ist der systemische Ansatz, der die Installationstechnik zum inkrementellen Teil macht, tief integriert ist und die Automatisierung als Gesamtsystem betrachtet.

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Einfaches und überzeugendes Konzept

Der Grundgedanke dezentraler Automatisierungskonzepte ist so einfach wie überzeugend: Zunächst wurden die I/O-Systeme dezentralisiert, mittlerweile wird die Stromversorgung zusammen mit weiteren Standard-Komponenten wie Sicherungen oder Schaltungen aus dem zentralen Schaltschrank herausgelöst und in kleinere, dezentrale Gehäuse gepackt. Je nach Schutzart dieser Gehäuse widerstehen sie dort Umwelteinflüssen wie Staub, Wasser oder mechanischen Belastungen. Diese kompakten Einheiten werden dann direkt an der Produktionsmaschine platziert.

Gleiches gilt für die Industrie-PCs, die die Kommunikation und Steuerung der kompletten Anlage oder von einzelnen modular einsetzbaren Maschinenteilen übernehmen.

Ein weiterer Pluspunkt ist die einfache Montage: Installation und Verkabelung von Sensorik und Aktorik erfolgen im Idealfall nach dem Plug-and-Play-Prinzip mit vorkonfektionierten Steckern. Damit entfallen auch die zeitraubenden und aufwändigen Installationsarbeiten am Schaltschrank, beispielsweise Abisolieren, Setzen von Ader-Endhülsen und das eigentliche Anklemmen.

Das befreit Produktions- und Fertigungshallen von Maschinenanbauten und verschlankt die Kabelarchitektur deutlich. Die Installation dezentraler Automatisierungskonzepte ist im laufenden Betrieb möglich.

IO-Link als wichtiger Baustein

Die IO-Ebene wird bevorzugt direkt in unmittelbare Prozessnähe zu Sensorik und Aktorik gerückt, wodurch sich die Baugröße des Schaltschrankes markant reduziert. Der weltweite Kommunikationsstandard IO-Link ist als standardisierte Schnittstelle ein wichtiger Baustein, um die Dezentralisierung voranzutreiben und die Baugröße zu reduzieren. Die Devices sprechen und teilen ihren Zustand mit. Außer den reinen Prozessdaten (I/Os) liefern sie auch zusätzliche weitere Daten wie die Diagnosedaten zu den jeweiligen Ports und dem gesamten Modul. So ermöglichen sie Predictive Maintenance, indem Anlagenbetreiber Anomalien erkennen und über die Datenanalyse ihre Prozesse optimieren können. Mit dem Kommunikationsstandard IO-Link kann jeder Master mit jedem Device auf der Welt sprechen.

Neue Automatisierungsplattform

Dezentral und ohne Schaltschrank automatisieren

Vorteile für Maschinen- und Anlagenbetreiber

Die konsequente Ausrichtung auf systemorientierte Konzepte sowie schaltschranklose und dezentrale Installationstechnik bietet Maschinen- und Anlagenbetreibern außer Kosteneinsparungen zahlreiche weitere Vorteile:

• Standardisierung,

• einfacher Tausch von Komponenten,

• kürzere Durchlaufzeiten von der Konstruktion zur Inbetriebnahme,

• Senkung der Installationskosten,

• aufwändig verdrahtete und raumgreifende Schaltschränke werden obsolet,

• neue Möglichkeiten bei Service und Wartung,

• Produktivität wird erhöht,

• Zukunftssicherheit dank moderner Technologien,

• kompakte Bauweisen und optimale Diagnose,

• Synergien und Prozesseinsparungen in allen Bereichen,

• Erweiterungen lassen sich ohne Mehraufwand realisieren und Änderungen durch die Multifunktionalität der IO-Link-Master im Handumdrehen integrieren,

• dezentrale Installationstechnik hilft dabei, die Nachhaltigkeitsziele im Rahmen einer Net-Zero-Industry zu erreichen.

Alle Beteiligten, die im Unternehmen Kosten verantworten – sei es Einkauf, Konstruktion, Elektroinstallation oder Inbetriebnahme –, tragen mit ganzheitlichen Systemansätzen und gezielt eingesetzter Installationstechnik dazu bei, die Gesamtkosten für die elektrische Anbindung von Maschinen zu reduzieren.

Der Systemgedanke bietet zahlreiche Chancen und Potenziale. Diese mit Kunden zu erkennen und sichtbar zu machen, erhöht die Maschinenverfügbarkeit, oft in Verbindung mit einer vereinfachten Installationstechnik und smarter Diagnose-Funktionalität. Es gilt, diese Systemperspektive einzunehmen und die Probe aufs Exempel zu machen, wo sich Kosten einsparen lassen. So gewinnt man auf jeden Fall das Verständnis, die Installationstechnik der eigenen Elektrokonstrukteure und Inbetriebnehmer zu hinterfragen, und eigenverantwortlich künftige Projekte zu optimieren.

Was bringt die Zukunft?

Pneumatik wird künftig immer mehr durch mechatronische Elemente ersetzt, die sich beispielsweise auch über IO-Link ansteuern lassen.

Im Fokus bleibt die Beschaffung von Bauteilen – die aktuell eine Herausforderung ist, und es mittelfristig auch bleiben wird. Statt auf Single Sourcing setzen immer mehr Kunden auf Dual oder Multiple Sourcing. Umso wichtiger ist es, angesichts dieser Entwicklungen und Rahmenbedingungen, die Standardisierung voranzutreiben, weil Anwender weltweit dann Bauteile von verschiedenen Herstellern nutzen können. (in)

* Wolfgang Wiedemann, Director Application, Consulting, Training & Technologie, Murrelektronik GmbH

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