模块化实现所有控制柜功能，无需防护外壳

如果我们回顾一下过去几十年控制柜技术的发展，我们就会发现，控制柜的基本结构基本没有变化，它所需组件以及布线的复杂性一直居高不下。倍福针对此痛点问题研发出的 MX-System 是一款采用模块化设计、可插拔的自动化套件，通过它可以实现灵活、高效的无控制柜解决方案。在接下来的访谈中，MX-System 产品经理 Marvin Düsterhus 和 Friedrich Klasing 博士将为您详细介绍 MX-System 的所有技术细节，包括最近新推出的 3 排式底板。

MX-System 于 2021 年首次面世，它不仅能够缩小传统设备控制柜的体积，甚至能够完全取代它。自那时起，客户的反应和接受度出现了哪些变化？

Marvin Düsterhus：自首次面世至今，实际上这期间已经发生了很多事情。迄今为止，我们已经评估了 70 多项实际应用，并成功地将其转化为相应的 MX-System。我们收到来自各个领域的咨询，包括试验台、包装机械以及酿酒厂自动化系统。此外，这些应用中采用的控制柜解决方案也总是各不相同。这表明，配备我们的 MX-System 的无控制柜设备可以满足任何应用需求。通过 MX-System，不仅可以在现场 1:1 地更换控制柜，还可以将整个控制技术分解成更小的单元，以模块化和分布式方式实现控制技术。我们的客户现在也已经意识到这一点，几乎没有人再质疑自动化技术的未来将是无控制柜的。正如 MX-System 所展示的那样，无控制柜自动化技术为客户应对现在以及将来所面临的挑战提供了解决方案。这些挑战主要包括整个设备的完全模块化、组件和流程的标准化、解决技术人员日益短缺的问题以及确保设备维护的便捷性。

Dr. Friedrich Klasing：MX-System 不再仅仅是实施自动化解决方案的另一种方式，而是助力企业在激烈的市场竞争中立于不败之地的关键。实际上，自工业革命开始以来，整台设备或其部件的模块化一直是机械设计的基本原则，因为它在维修和维护方面具有明显的优势。从计算机编程的早期开始，软件和电子元器件等硬件也采用了类似的模块化方法；然而，作为机械和电气纽带的控制柜依旧难以模块化。现在，MX-System 完美地解决了这一问题，控制柜可以根据设备设计方案采用全模块化设计或分布式设计，从而为维修、维护和操作带来相应的优势。由于 MX-System 符合各项国际标准（IEC、UL、CSA 等），全球各个行业的用户对它的兴趣与日俱增。在与客户的对话中，我们感受到了新的、创新的设备设计方案是如何被打造出来的，而使用传统方法是不可能实现这些方案的，或者需要花费相当大的额外成本才能实现。随着客户对 MX-System 了解的增多，需求也明显增加，这为明年的批量生产提供了动力。

自首次面世以来，MX-System 产品范围不断扩大。到目前为止，最重要的开发步骤或新产品是什么？

Marvin Düsterhus：许多设备在控制柜中安装了额外的 VPN 路由器，但这不在我们自己产品组合中。在开发解决方案时，我们提出了基础设施模块的构想，它实际上是一个与我们的底板连接的空壳，具备外部连接的条件。这使得来自第三方制造商的各种设备可以无缝地集成到我们的生态系统中，节省空间。电源模块产品系列也得到了扩充，尤其是 48 V 直流电源模块，我们现在可提供高达 40 A 的高性能型号。这些电源是专为 ATRO 和 XTS 开发的，但也适用于标准的 48 V 直流组件。另一项创新是集成气动元件。我们提供的电气接口模块可直接插接常见的气动阀，然后一起安装在底板上。这是一种极具成本效益且节省空间的解决方案，尤其适用于分布式应用或阀门数量有限的应用，例如机器人的末端执行器。另一个重要的进展就是我们将在 2023 年的 SPS 展会上推出的尺寸 3 底板和功能模块。

Friedrich Klasing 博士：倍福与 Festo 和 SMC 合作开发的气动模块是成功整合其他制造商技术的典范。MX-System 与气动技术的结合为所有参与方创造了附加值。未来，这些功能上的扩展及其带来的相应附加值将继续丰富 MX-System 的功能范围。MX-System 可为机械制造业中的很多领域带来便利，其文档也将在这方面发挥重要作用。因此在内容编制和准备方面，我们采取了全新的方法。谁以及何时需要什么信息？我们在编制文档时会时刻谨记这个关键问题。倍福的诊断 APP 是 MX-System 不可或缺的组成部分。虽然它对于设备使用 MX-System 的可行性来说并不是唯一的决定性因素，但它将对设备在现场的处理方式产生持久的影响。技术服务人员可以通过该 APP 访问以前无法访问的信息，从而提高服务质量，同时缩短部署时间。此外，它还可以与 MX-System 的功能结合使用，减少停机时间并提高生产效率。该 APP 的潜力还远远没有挖掘出来，我们目前正在研究如何让远程技术人员访问。与其他制造商的 APP 相比，倍福诊断 APP 的另一

倍福在 2023 年 SPS 展会上发布的新型尺寸 3 组件有何特点？它们在多大程度上扩大了 MX-System 的应用范围？

Marvin Düsterhus：底板的核心部分增加了一排数据插槽，同时仍可兼容现有的各种尺寸的功能模块。除了尺寸变化之外，底板本身并没有增加任何新的技术特性，但它提供了新的可能性：插槽数量增加后，同样的宽度可以容纳更多的功能模块。此外，额外增加的一排让我们可以使用新的 3 排式功能模块。由于采用了更大的散热片，现在不仅可以实现 32 A 的馈电，还可以实现高达 125 A 的馈电，并且可切换更大的负载。在尺寸 3 中，伺服驱动器每个通道可提供高达 28 A 的额定电流，变频器可驱动最大功率为 15 kW 的电机。

Friedrich Klasing 博士：重点不是集成新功能，而是扩展性能。尤其是更高的功率等级显著拓宽了 MX-System 的应用范围。以前，对于需要大功率输入的设备，只能采用与模块化 MX-System 混用的方式，因此应用范围非常有限。在这种情况下，3 排式底板可以取代以前所需的配电柜，因此在配置更多、更大型的设备时完全无需使用控制柜，充分发挥分布式控制技术的优势。在设备的拓扑结构中，3 排式底板可作为 1 排式底板和 2 排式底板的上一层级，作为星形和菊花链组合拓扑结构的中心点。MX-System 的主要优势是能够为日益增长的设备模块化需求提供最佳支持。在这种情况下，扩展底板产品系列有何重要性？

MX-System 的主要优势是能够为日益增长的设备模块化需求提供最佳支持。在这种情况下，扩展底板产品系列有何重要性？

Friedrich Klasing 博士：控制柜的机械和电气部分将始终妨碍整台设备的完全模块化，因为它总是会在不同的设备部件之间产生依赖关系，或很难/无法集成到设备区域。多样化的底板让制造商能够更轻松地根据不同的设备模块定制所需的 MX-System，从而提高了解决方案的整体灵活性，因为模块和组件的更换或添加将会变得更容易。随着底板产品系列的扩大以及性能的相应提升，可以实现更多无需控制柜的设备。除了通常较大的模块化设备之外，对于 24 V 直流电组件数量较多的小型单体设备而言，使用 3 排式底板也比使用两个或更多 1 排或 2 排式底板更具成本效益。

能否列举几个具体的数字说明模块化设计带来的简化程度以及可能节省的设备占地面积？

Marvin Düsterhus：这始终取决于具体应用，因为控制柜并不都是一样的。它们在尺寸、安装位置和方向等方面会存在很多差异。总体而言，与传统控制柜相比，MX-System 在高度和宽度方面减少了约三分之二所需的（螺钉固定）安装空间。MX-System 的模块化单元体积较小，更容易集成到设备设计方案中，从而减小整体占地面积。我可以举一个汽车行业的具体例子。例如，我们的一个客户有一台带 50 多个伺服轴的机床，它的整个机械部分已经完全模块化。设备模块中包含很多分布式 I/O 模块和一些分布式驱动器；但在设备的侧面仍有一个 7 米长的控制柜。一方面，控制柜会对操作人员接近设备造成不方便，另一方面，设备模块的所有线路都必须在控制柜中布线。改用 MX-System 后，控制柜就完全不需要了。在这种情况下，我们使用了一个带 125 A 供电的 3 排式底板，采用星型拓扑结构为另外 6 个用作设备模块分站点的 MX-System 供电。由于 MX-System 可以在不增加占地面积的情况下集成到设备模块中，因此在取消控制柜后，设备的占地面积减少了约 10%。

MX-System 除了结构紧凑之外，其级联能力也是实现设备模块化的一个决定性因素。在扩展的底板的应用范围方面，它提供了哪些具体的应用优势？

Friedrich Klasing 博士：级联或采用菊花链结构连接多个 MX-System 只是用多个 MX-System 取代传统控制柜的一种可能的拓扑结构。除了通过一根电缆级联多个 MX-System 之外，还可以像集线器一样使用 MX-System 站点。这意味着多个 MX-System 站点可以通过一个（中央）底板并联或串联以为其供电和传输 EtherCAT 信号。无论多个 MX-System 是采用级联方式还是采用星型拓扑结构连接，电源都会是个限制因素。这正是 3 排式模块的用武之地，因为它们可以实现高达 125 A AC 的电源输入。此外，使用中央直流母线模块产生 600 V 中间电路直流电压，在尺寸 3 模块中也比在尺寸 2 模块中更容易实现。

MX-System 的优势

面向未来的模块化设计：

• 市场需求：随着终端客户越来越重视生产流程的灵活性，对模块化设备和系统的需求也不断增加。
• 分布式：MX-System 作为一种可直接部署在设备上的分布式解决方案，为模块化设计提供了绝佳支持。
• 灵活性：MX-System 可以用高度灵活的方式级联，并可与现有的控制柜和 IP67 级现场组件结合使用。

显著提高机械制造效率：

• 工程设计：MX-System 功能模块简化了项目规划，显著减少了组件数量，并减少了 80% 的工作量。
• 市场拓展：MX-System 符合 CE、UL CSA 和 IEC 认证，因此也是可以满足全球各项标准的解决方案。
• 安装简单：功能模块的简单插接和拧紧取代了复杂的机械操作，避免了接线错误。
• 解决电气专业人员短缺问题：低工程投入和快速装配（例如，工作时间只需 1 小时，而不是 24 小时），减轻了电气专业人员的工作负担，非电气专业人员也可完成组装工作。
• 维修方便：故障诊断更容易，部件更换更方便。

提高最终用户的生产效率：

• 优化空间利用： 无需控制柜，显著减少了设备占地面积，增加了可用的生产空间。
• 灵活性：模块化设备便于调试和集成到现有的生产设施中。
• 维修方便：EtherCAT 和热插拔的 MX-System 组件提供最佳的诊断选项，并可实现最快速的更换。
• 库存管理：功能强大、可重复使用的模块最大限度地减少了备件库存。