Eaton SmartWire-DT steuert Transportsystem im Karosseriebau

Autor / Redakteur: William Oomen / Sariana Kunze

Konventionelle Schaltgeräte sind, dank SmartWire-DT, schnell in ein Automatisierungssystem eingebunden. Der Verdrahtungsaufwand reduziert sich so durchaus um 60 Prozent. Eine Automobilfabrik in China hat es vorgemacht.

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Ein Blick in die Automobilproduktion in China: Auch in dortigen Fabriken nutzt man SmartWire-DT zum Steuern von Transportsystemen im Karosseriebau. (Bilder: Eaton)
Ein Blick in die Automobilproduktion in China: Auch in dortigen Fabriken nutzt man SmartWire-DT zum Steuern von Transportsystemen im Karosseriebau. (Bilder: Eaton)

Ein deutscher international agierender Premium-Automobilhersteller errichtete unlängst in China eine neue Produktionsstraße. Für die Beförderung der Karosserien zu mehreren Schweißstationen galt es, ein Transportsystem zu entwickeln und in die Automatisierungsstruktur des Werks einzubinden. Die Karosserieproduktion erfordert ein Höchstmaß an Präzision sowohl bei der Herstellung der Karosserieteile als auch beim Zusammenfügen der Teile an den jeweiligen Schweißstationen. In enger Zusammenarbeit mit der Eaton Corporation in Shanghai wurde eine optimale Lösung für das Projekt entwickelt.

Transportanlage muss zentral gesteuert werden

Die besondere Herausforderung an die Automatisierung der Produktionsstraße im Bereich Karosseriebau lag in der weitläufigen Anordnung und der Vielzahl der zu verarbeitenden Signale der einzelnen Schweißstationen.

Um einen bestmöglichen Produktionsablauf zu gewährleisten, müssen sowohl alle Motorantriebe der Transportanlage als auch alle Sensoren der jeweiligen Schweißstationen zentral erfasst und entsprechend gesteuert werden. Zudem muss das Transportsystem mit dem komplexen Regelungsalgorithmus der Qualitätskontrolle der Schweißstationen abgestimmt werden. Weitere Forderungen: Die Motorstarter sind als Direktstarter oder Wendestarter mit einem Motorschutz für Überlast und Kurzschluss auszuführen. Für die Steuerung von über 1200 verschiedenen Antriebsmotoren sind Leistungsschütze und Motorschutzschalter im Leistungsbereich von 0,55 bis 11 kW erforderlich. Alle Statusinformationen wie Rückmeldung der Leistungsschütze und Ausgelöst-Meldungen von Motorschutzschaltern gilt es, zentral zu erfassen.

Abgelehnt wurden schließlich konventionelle Lösungen, da sie einen hohen Installationsaufwand erfordern und nur geringe Flexibilität bei Anlagenmodifikationen bieten. Selbst mit Remote I/Os würde sich die Projektierung, Installation und Inbetriebnahme als zu aufwendig gestalten. Gefragt war also eine hochgradig innovative Lösung, die jede Kundenforderung uneingeschränkt aufgreift.

SmartWire-DT reduziert Verdrahtungsaufwand um 60 Prozent

Zum Einsatz kamen Eaton Leistungsschütze DIL und Motorschutzschalter PKZ. Für PKZ verfügbar sind vielfältige approbierte Zusatzausrüstungen für den sicheren und rationellen Steuerungsbau aus dem xStart Sortiment, denn die Applikation erforderte Hilfsschalter mit unterschiedlicher Kontaktbestückung für Verriegelung oder Signalisierung. Der Motorstarteraufbau erfolgte in Kombistecktechnik, bietet somit zwei getrennte Kontaktsysteme inklusive sichtbarer Trennstrecke und eine eindeutige Zuordnung von Schutzorgan PKZ und Schaltorgan DIL, die auch nachträglich einzeln austauschbar sind.

Mit dem innovativen Kommunikations- und Verbindungssystem für Schaltgeräte SmartWire-DT konnte den Automatisierungsanforderungen, das heißt der Anbindung der Direkt- und Wendestarterkombination an Profibus DP, in hocheffizientem Maße entsprochen werden. Der besondere Nutzen von SmartWire-DT besteht darin, dass sich einerseits konventionelle Schaltgeräte, wie Leistungsschütze DIL, ins System einbinden lassen und sich andererseits der Verdrahtungsaufwand um mehr als 60 Prozent reduzieren lässt.

Integration in vorhandene Strukturen ist ganz einfach

Um Motorstarter systemfähig zu machen, gilt es lediglich SmartWire-DT Kommunikations-Module auf die Schütze aufzustecken, hier im Projekt rund 1800 Module. Die Ausdehnung des SmartWire-DT-Strangs im oder außerhalb des Schaltschranks kann bis zu 600 m betragen und verbindet bis zu 99 Teilnehmer wie Motorstarter, Meldegeräte usw. SmartWire-DT erfordert außerdem keine zusätzlichen E/A-Baugruppen.

Die Integration in die vorhandene Automatisierungsstruktur mit S7-400 und Profibus DP gestaltete sich denkbar einfach: Jeder SmartWire-DT Strang beginnt mit einem Gateway, in diesem Fall Profibus DP (alternativ CANopen- oder Ethernet IP-Gateway). Die Adressierung der Teilnehmer erfolgt am Gateway per Knopfdruck und zwar in der Reihenfolge der angeschlossenen Teilnehmer. Sie werden mit dem ersten Adressaufruf aktiviert. Das weiträumige Transportsystem benötigte 155 SmartWire-DT Gateways und etwa 720 m SmartWire-DT Kabel.

Die Projektierung, Installation und Inbetriebnahme des Transportsystems mit SmartWire-DT erwies sich als außerordentlich erfolgreich, sodass bereits Ende 2010 die Pkw-Produktion begann. In einer weiteren Ausbaustufe wird über ein Power-Management-Konzept mit SmartWire-DT nachgedacht: An SmartWire-DT lassen sich auch Eaton Leistungsschalter anschalten und Statusmeldungen - wie Ein/Aus, Ausgelöst-Meldungen und Lastwarnungen - zentral erfassen. Und Leistungsschalter mit Fernantrieb schalten in der Standby-Funktion jeden nicht benötigten Energieverbraucher zuverlässig ab. Ferner erfasst ein Eaton XMC-Messmodul essentielle Energieverbrauchsdaten und stellt sie über SmartWire-DT bereit.

Der vor Ort verantwortliche Projektleiter des Automobilherstellers zeigte sich mit der SmartWire-DT Lösung von Eaton sehr zufrieden. Zum einen konnte das Unternehmen die Installationszeit maßgeblich reduzieren, zum anderen bietet SmartWire-DT deutlich mehr Transparenz bei geringeren Investitionskosten. Über das SmartWire-DT Netzwerk greift der Kfz-Produzent heute auf die Diagnosedaten jedes einzelnen Teilnehmers zu, wodurch sich die Anlagenverfügbarkeit signifikant erhöht. Aufgrund der durchweg positiven Erfahrungen, denkt der Automobilbauer darüber nach, SmartWire-DT auch im Bereich Power-Management einzusetzen.

Hannover Messe: Halle 11, Stand C63/C69

* William Oomen, Segment Manager Automotive, Electrical Sector EMEA

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