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Das Smart Grid im Boden

27. November 2019, 13:30 Uhr   |  Günter Herkommer

Das Smart Grid im Boden
© Computer&AUTOMATION

Christian Deppermann, Weidmüller: „Für den modularen Aufbau des Bodens wird jede Platte autark versorgt und gesteuert. Zusätzliches Sensoren können unter anderem das Gewicht von auf dem Boden fahrenden AGVs erfassen.“

Wenn Besucher in diesem Jahr mit gesenktem Blick über den Weidmüller-Stand gehen, so ist das kein Ausdruck von Desinteresse. Im Gegenteil: Die Aufmerksamkeit ist auf ein besonderes Exponat gerichtet – das Konzept eines intelligenten Bodens für die Fabrik der Zukunft.

Nach Überzeugung vieler Experten sind in der Werkshalle von morgen nur noch die Außenwände fest verbaut. Statt starrer Produktionslinien sind Maschinen und Anlagen frei beweglich und kommunizieren im IIoT miteinander, um die Fertigungsprozesse fortlaufend zu verbessern. Und an die Stelle zentraler Steuerungsmechanismen treten intelligente Netzwerke.

Eine wichtige Voraussetzung zur Umsetzung dieser Vision ist eine dezentrale Versorgungs- und Dateninfrastruktur. Mit dem intelligenten Boden hat Bosch Rexroth ein entsprechendes System entwickelt, welches sich aus Platten in der Größe von einem Quadratmeter mit jeweils eigener Steuerung zusammensetzt. Zwölf Quadratmeter davon hat Weidmüller zur diesjährigen SPS auf dem eigenen Messestand verlegt. Der Anlass hierfür: Die Komponenten und Lösungen der Detmolder sorgen bei dem Boden sowohl für die dezentrale und gleichzeitig modulare Versorgung und Automatisierung der einzelnen Platten als auch für die berührungslose Übertragung an die Verbraucher auf dem Boden. Wie Christian Deppermann, Key Account Manager bei Weidmüller, erklärt, ist das System als Doppelboden angelegt: „Dieser bietet nicht nur Raum für die Verkabelung der Steuereinheiten, sondern auch für die Versorgung mit Kühlwasser, Druckluft oder Schmierstoffen.”

Konkret sehe die Produktion in der Fabrik der Zukunft so 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.

Die hierfür notwendige, modulare und dezentrale Plug-and-Play-Bereitstellung der benötigten 400-Volt-Versorgungs- und 24-Volt-Steuerspannung hat Rexroth konkret auf der Basis des FieldPower-Konzept von Weidmüller realisiert. Dieses bringe außerdem die Intelligenz in den Boden: In den dezentralen Funktionseinheiten sind neben der Steuerungs- und Netzwerktechnik auch Wägezellen und eine Nährungssensorik integriert.

Bewegen sich Geräte, Maschinen oder Fahrerlose Transportsysteme (FTS) auf dem Boden, werden sie durch berührungslose Übertragungseinheiten mit Strom und Daten versorgt. Die entscheidenden Vorteile dabei – so Deppermann: „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 häufig der Grund für zeitintensive Reparaturen.“ Beim verwendeten FreeCon Contactless-System von Weidmüller werden bis zu 240 Watt über einen 5 mm großen Luftspalt übertragen. Das sorge für besonders hohe Leistungsdichte gegenüber vergleichbaren Lösungen im Markt bei einem Wirkungsgrad von bis zu 93 %.

Deppermann zufolge 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. Gemeinsam mit Bosch Rexroth arbeiten wir jetzt daran, den intelligenten Boden serienreif zu machen“.

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