In der Werkshalle von morgen sind nur noch die Außenwände fest verbaut. Maschinen und Anlagen hingegen sind frei beweglich und kommunizieren im Industrial Internet of Things (IIoT) miteinander. Wichtige Voraussetzung hierfür: Eine dezentrale Versorgungs- und Dateninfrastruktur. Mit dem intelligenten Boden hat Bosch Rexroth ein entsprechendes System entwickelt, in dem Lösungen von Weidmüller zum Einsatz kommen.
Die Fabrik der Zukunft ersetzt starre Produktionslinien durch einen modularen Ansatz: Maschinen- und Anlagenteile sind mobil, funktionieren weitgehend selbständig und tauschen ihre Daten aus, um die Fertigungsprozesse fortlaufend zu verbessern. An die Stelle zentraler Steuerungsmechanismen treten intelligente Netzwerke. Damit das alles so zuverlässig, anwenderfreundlich und kostengünstig wie möglich funktioniert, hat Bosch Rexroth ein neues Bodensystem entwickelt: Dieses setzt sich aus einem Quadratmeter großen Platten mit jeweils eigener Steuerung zusammen. Darin kommen Lösungen von Weidmüller zum Einsatz, welche sowohl für die dezentrale und gleichzeitig modulare Versorgung und Automatisierung der einzelnen Platten sorgen als auch für die berührungslose Übertragung an die Verbraucher auf dem Boden. Das System ist als Doppelboden angelegt: Dieser bietet nicht nur Raum für die Verkabelung der Steuereinheiten, sondern auch für die Versorgung mit Kühlwasser, Druckluft oder Schmierstoffen.
Dezentrale Versorgungs- und Steuereinheiten
So sieht die Produktion in der Fabrik der Zukunft aus: Ein übergeordnetes System in der Produktionshalle oder in der Cloud wertet die anstehenden Auftragslose aus. Dann verschiebt und platziert es die Geräte und Maschinen entsprechend. Auch Ad-hoc-Veränderungen von Logistikwegen sind möglich. Die sich wandelnden Arbeitszonen werden durch Leuchtstreifen markiert, damit sich Bediener und Fahrzeuge stets sicher durch die Fabrik bewegen. Hierbei setzt Bosch Rexroth auf das FieldPower-Konzept von Weidmüller. Es bietet eine modulare und dezentrale Plug-and-Play-Bereitstellung der benötigten 400 V Versorgungs- und 24 V Steuerspannung. Außerdem bringt es die Intelligenz in den Boden: In den dezentralen Funktionseinheiten sind neben der Steuerungs- und Netzwerktechnik auch Wägezellen und eine Nährungssensorik integriert. Für seinen Einsatz unterhalb des Bodes erfüllt das FieldPower-Gehäusesystem Schutzklassen bis IP65.
Die Versorgung des intelligenten Bodens übernimmt ein dezentrales Plug-and-Play-Konzept, bestehend aus modularen FieldPower-Boxen und passenden Verkabelungslösungen von Weidmüller. (Bild: Weidmüller Interace GmbH & Co. KG)
Integriertes Smart Grid
Um Ausfälle in der Prozesskette zu vermeiden, muss die fehlerfreie und reibungslose Funktion des intelligenten Bodens sichergestellt sein. Mit dem redundanten Aufbau der 24 V Last- und Steuerspannung als Smart Grid bietet das FieldPower-System von Weidmüller maximale Ausfallsicherheit. Auch die Module für die Steuerungs- und Netzwerktechnik sind dezentral angeordnet.
Berührungslose Energieübertragung
Bewegen sich Geräte, Maschinen oder Fahrerlose Transportsysteme (FTS) auf dem Boden, werden sie durch berührungslose Übertragungseinheiten mit Strom und Daten versorgt. Dies bringt entscheidende Vorteile mit sich: Erstens müssen die Verbraucher nicht mehr an einem festen Platz stehen, wo ihre Versorgung sichergestellt ist. Stattdessen können sie flexibel angeordnet werden oder sich selbst bewegen. Zweitens verhindert die berührungslose Energieübertragung teure Produktionsausfälle, die durch den Geräteverschleiß entstehen. Denn defekte Kontakte sind ein häufiger der Grund für zeitintensive Reparaturen.
Für das modulare Ladekonzept im intelligenten Boden verwendet Bosch Rexroth deshalb FreeCon Contactless. Die Weidmüller-Lösung punktet mit der kompaktesten Bauweise auf dem Markt. Bis zu 240 Watt Strom werden hier über einen 10 Millimeter großen Luftspalt übertragen. Das sorgt für die doppelte Leistungsdichte bei einem maximalen Wirkungsgrad.
Maximale Flexibilität
Wie viel Flexibilität das Konzept des intelligenten Bodens von Bosch Rexroth bietet, zeigt sich am Einsatz des Weidmüller Werkzeugwagens: Durch das kontaktlose Übertragungssystem wird er mit Energie versorgt und kann an unterschiedlichen Stellen auf dem Shopfloor positioniert werden. Auf diese Weise ist der integrierte Thermotransferdrucker ohne gesonderten Stromanschluss immer sofort einsatzbereit. Der durchdachte Aufbau der Werkzeugeinsätze unterstützt die Organisation und Standardisierung von Arbeitsabläufen. Dadurch lassen sich erhebliche Effizienzsteigerungen bei Installations- und Verdrahtungsprozessen erzielen.
Individuelle Einsatzmöglichkeiten
Es ist auch möglich, den intelligenten Boden zunächst in Teilbereichen einer Produktion einzuführen: Falls nicht der komplette Raum eine berührungslose Energieübertragung benötigt, werden in Randbereichen oder auf definierten Wegen Kacheln ohne Funktionen verlegt. Das ermöglicht dem Anwender, schrittweise auf flexible Fertigungskonzepte umzustellen und so die Investitionskosten zu verringern.
Weitere Informationen unter www.weidmüller.com
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