倍福 MX 系統：自動化新構件取代傳統控制柜！

倍福最新推出的 MX 系統是對傳統控制柜結構的一次顛覆性革命。在這次采訪中，總裁 Hans Beckhoff 和 MX 系統產品經理 Daniel Siegenbrink 對此做出解釋并說明如何用 MX 系統取代傳統控制柜。

Beckhoff 一直是技術創新的代名詞。你們在自動化領域的下一步是什么？

Hans Beckhoff：沒錯，在自動化領域的技術變革中，我們做出了應有的貢獻。我特別喜歡的幾次革命包括：基于 PC 的控制技術理念、用作分布式 I/O 的總線端子模塊、以及現已成為全球標準的 EtherCAT 通信協議。總而言之，倍福經過 40 多年的發展，已經在如何從根本上改進自動化技術方面積累了非常豐富的經驗。此外，倍福不僅是一家自動化企業，也是一個成功的控制柜制造商，有約 250 名員工專門從事控制柜的制造工作。現在，我們正在將這些技術和實踐方面的專業知識轉化為具有創新意義的新產品系列，我們認為，它們將越來越深入地改變著自動化技術與市場的面貌。 

Hans Beckhoff 總裁：“我們的 MX 系統能夠徹底改變整個控制柜和機械工程行業。”

新產品系列具體是指什么？

Hans Beckhoff：如前所述，我們在控制柜制造方面擁有豐富的實踐經驗。我們將這些經驗與我們在其它產品領域（包括工業 PC、I/O 和通信技術、驅動技術以及軟件）的專業知識進行融合，打造出一個統一的自動化套件，用標準化的模塊完全取代了傳統的、需要接線的控制柜。控制柜或設備上所需的所有技術系統和功能都整合在同一個系統中，我們稱之為 MX 系統。

Daniel Siegenbrink：一般來說，每個控制柜的結構都相同，總是有一個電源、主開關、供電單元、包含 I/O 層和現場總線的控制系統，以及驅動產品。此外，還有配電設備，用于切換 400 V 電源，直接啟動電機，或給外部裝置供電。我們已經將這些重復出現的模塊標準化，并通過 MX 系統的形式以統一的方案加以實施。

MX 系統的詳細結構是什么樣的？

Hans Beckhoff：基本要求是提供 IP67 防護等級的極為堅固的機械解決方案，以便能夠以實用和穩固的方式將所有自動化模塊直接整合在設備上。我們為此實施了底板解決方案。首先，解決方案包含了底板本身，它由一個機械上非常穩定的鋁型材加工而成，集成了所有必要的信號、電源和通信通道。底板上定義了各種用于數據傳輸和處理以及供電的插槽，可以用來插接各個功能模塊。這是實現模塊化控制柜系統的基礎，由于底板和模塊都采用穩健設計，因此可以直接安裝在設備上，無需額外的保護外殼，因此，不再需要使用手動組裝的中央控制柜。

控制柜的功能具體如何實施呢？

Hans Beckhoff：比如說，通過相應的功能模塊，可以簡單地將驅動器插接到底板上的槽中，然后用堅固的內六角螺釘擰緊到位。然后，它將自動提供 EtherCAT 通信功能，并提供相應的控制電壓和電源電壓。就這樣，僅需一分鐘，驅動器就完全安裝好了！當然也可以使用我們成熟的單電纜技術（OCT）實現模塊與電機的連接。其它模塊的結構也是如此，例如，供電時需要使用符合 UL 標準的電源模塊，它配備主斷路器和供電單元。總而言之，MX 系統涵蓋了所有可能的自動化場景，包括數字量、模擬量和安全 I/O、用于驅動的 600 V 直流母線供電、其它功率等級，以及可插拔式工業 PC。使用 MX 系統組裝控制柜的速度如此之快，確實令人驚奇!我們的標準構件中沒有涵蓋到的個別需要定制的特殊功能，也可由 MX 系統提供支持。任何功能都可以通過帶有相應 MX 系統接口的擴展單元或通過由 EtherCAT 連接的獨立控制箱進行集成。

產品經理 Daniel Siegenbrink：“MX 系統極大地減少了工作量，尤其是在控制柜的制造和維護方面。它同時還簡化了機械設計，并且在機械工程領域提供了優化的模塊化設計支持。”

Daniel Siegenbrink：我們實際上整合了設備所需的所有功能。可以熱插拔的模塊被分為 PC、I/O 和運動控制等產品領域以及新的繼電器和系統部分。這也包括一些新產品，如變頻器、繼電器、接觸器、混合電機啟動器和功率輸出單元。

Hans Beckhoff：不言而喻，基于 PC 和 EtherCAT 的控制和驅動技術的廣泛性讓我們能夠利用成熟的技術，因此讓我們獲益匪淺。盡管如此，我們實際上已經為 MX 系統重新設計了整個倍福產品系列，并從性能和控制角度考慮，讓這些產品都采用可插拔設計。而且，我們從一開始就與很多在各個行業中處于領先地位的客戶合作，到現在已經有三年多的時間，目的是著眼于客戶的實際應用，有針對性地進行開發。這為我們的系統規范提供了巨大幫助。

說到規范，用于使用 MX 系統的框架參數是什么？

Hans Beckhoff：MX 系統的最大連接負載為 63 A，典型電壓范圍為單相 110...230 V 和三相 380...530 V。允許的溫度范圍為 0...50°，純被動散熱。

Daniel Siegenbrink：以下參數適用于各個插槽：數據插槽提供 EtherCAT 通信，提供 24 或 48 V DC 供電，電流最高 20 A，而電源插槽提供 400 V AC 和 600 V DC 供電，電流最大 35 A。通過并行使用兩個電源插槽，我們還可以為一個模塊提供最大 63 A 的電流。在實際應用中，另一個重要的方面是認證。MX 系統是符合相關控制柜標準的控制柜替代解決方案。但不僅僅只是如此，與傳統控制柜不同，它是一個符合 CE、UL CSA 和 IEC 認證的統一解決方案。這意味著設備制造商可以真正實現按庫存生產，只需在交付當天決定將設備運往全球何處。

還可以為設備和系統制造商帶來哪些優勢？

Hans Beckhoff：新的模塊化系統的優勢早在設計階段就已顯現。這是因為控制柜的復雜性顯著降低，所有單獨的電線連接、單獨的電線標記和后續的控制柜制造工作都大大減少。有了 MX 系統，模塊只需插在底板上，作為電氣控制柜的終端，可以說是類似于氣動閥島。一些有機會體驗 MX 系統的客戶告訴我們，300 頁的電路圖減少到只有 30 頁，相關的工作量也減少了 90%，通過減少大量工作繼而降低成本。

Daniel Siegenbrink：可以這么說，現在我們的客戶在考慮選擇緊湊的模塊時，往往會使用控制柜作為整體的控制單元。這不僅需要大量的布線工作，設備的模塊化設計也沒有完全體現。而在我們的系統中，這完全不是問題，因為控制柜不再是一個體積龐大的整體，而以模塊化的方式沿著設備均勻分布。

Hans Beckhoff：另一個決定性的因素是最小化的空間需求。設備制造商可以將結構緊湊的 MX 系統直接安裝在設備機身上，從而無需單獨的控制柜以及相應的電纜敷設。這樣可以顯著簡化安裝過程，特別是使用預裝電纜時。這也意味著可插拔式安裝不再一定要由電工進行，也可以由機械作業人員完成。

MX 系統對控制柜制造本身意味著什么？

Daniel Siegenbrink：控制柜制造通常非常復雜，涉及到大量組件和工藝步驟，容易出錯，空間需求也較高。在這里，使用我們的可插拔技術不僅可以簡化電路圖，而且還可以減少布線工作。分析還表明，在某些情況下，需要的組件不到 10%，從而省去了大量控制柜制造工作。

堅固耐用的底板插接工業 PC、I/O、運動控制、繼電器和系統相關的功能模塊，即構成 MX 系統 — 防護等級高達 IP67、高度靈活的去電柜自動化解決方案。

Hans Beckhoff：最小化設備設計和控制柜制造的工作。根據我們的估算，例如，以前需要花費 24 小時才能完成的控制柜組裝，現在基于模塊化的安裝僅需一小時左右。更重要的是，控制柜的質量也會得到質的提升。最后，復雜的單獨布線被簡單、無差錯的插拔功能所取代。工業預制模塊的使用幫助擺脫了以前繁瑣的人工流程，進一步節約了成本。此外，MX 系統還能夠幫助很多設備制造商簡化他們的物流，因為這種易于安裝的技術免除了制造控制柜的外在需求。

MX 系統可為最終用戶帶來哪些益處？

Hans Beckhoff：我們相信，我們的 MX 系統將產生巨大的社會和經濟效益，尤其是對于設備的最終用戶。各個自動化功能被封裝在單個模塊中，因此可以在模塊層面對電氣故障簡單地進行診斷。以往在出現類似故障時，通常需要電工打開控制柜，借助測量設備檢查電壓或者接觸器等來排查。但有了 MX 系統后，不再需要這樣，因為已經沒有控制柜，實際功能已被遷移到模塊中。因此，現場維護工程師只需使用狀態指示燈、智能手機和倍福設備診斷系統確定模塊的狀態，然后決定是否需要更換模塊、連接現場設備的電纜或現場設備本身。

Daniel Siegenbrink：很多公司往往缺乏合適的現場維護人員對日益復雜的控制技術進行維護或維修。從這個角度來看，模塊更換方便，以及全面的診斷方案對最終用戶來說也非常重要。與傳統的控制柜不同，MX 系統中僅使用聯網的組件。借助新推出的倍福設備診斷系統，可以隨時查詢每個單獨的保險絲、電源或主開關模塊的狀態 — 僅作為 EtherCAT 網絡中的一臺設備。

能否請你更詳細地介紹一下上述診斷方案？

Daniel Siegenbrink：一方面，這包括眾所周知的各種 EtherCAT 診斷選項。此外，在每個模塊的正面有一個 DataMatrix 碼作為唯一的序列號。該二維碼可以通過智能手機 APP 掃描，實現手機與控制器的交互并獲取相應的診斷數據，如模塊狀態及錯誤寄存器。這樣，智能手機成為一個“萬用表和示波器”，不僅僅只是取代傳統的測量設備。維修或服務人員無需測量硬件即可準確了解某個功能或模塊的狀態。

Hans Beckhoff：在此基礎上，我們推出了倍福設備診斷解決方案，即每個倍福智能產品都有這樣一個唯一的序列號，可以通過 DataMatrix 碼從外部讀取，或通過 EtherCAT 通信系統從內部讀取。

倍福希望通過全新的 MX 系統吸引哪些客戶

Hans Beckhoff：我們相信，我們可以通過我們的新系統實現幾乎所有的自動化任務！MX 系統的設計是為了像傳統的控制柜本身一樣，滿足盡可能廣泛的應用需求，我們最終想用它完全取代控制柜。當然，MX 系統非常適合用于機械工程領域，但該系統也可以為過程技術、測量技術、樓宇自動化等領域的用戶帶來顯著優勢。只要涉及到電氣化和智能化，MX 系統就可以為用戶提供巨大的競爭優勢！