Gemeinsame Infrastrukturmodule
Standardisierung löst Probleme
Die zunehmend engere Verzahnung von Industrie und IT hat weitreichende Konsequenzen: Die Anforderungen im Tagesgeschäft werden immer ähnlicher, was zur Folge hat, dass auch die Produktlösungen gleiche Elemente aufweisen. Doch trotz dieser wachsenden Annäherung sind auch weiterhin individuelle Konfigurationen notwendig. Die Lösung dafür ist eine gemeinsame modulare Basis mit standardisierten Systemen, die den Anforderungen von IT und Industrie gerecht werden.Dass IT und Industrie immer weiter zusammenrücken, lässt nicht erst seit gestern beobachten. Darüber hinaus lassen sich ähnliche Entwicklungsprozesse und ergo gemeinsame Trends identifizieren. Diese Prozesse fanden zeitversetzt statt. So stammen beispielsweise skalierbare und modulare Lösungen - ohne die eine effiziente industrielle Produktion heute gar nicht möglich wäre - ursprünglich aus dem IT-Bereich. Dort waren sie nötig, um die Kapazität der Rechenzentren bei Bedarf effizient und schnell erweitern zu können. Daher werden in Zukunft auch die Trends in die gleiche Richtung gehen. Verfügbarkeit und Performance, Energieeffizienz und Automatisierung sowie der autarke Betrieb sind die nächsten zentralen Themen.
Der Ursprung für die ähnliche Entwicklung und die zukünftigen Herausforderungen liegt in der ähnlichen Infrastruktur von IT und Industrie: Sowohl für Maschine und Steuerung als auch für Computer und Server ist eine besondere Sicherheit gefragt. Dies umfasst Gehäuse beziehungsweise Schränke, Stromversorgung, Klimatisierung und Überwachung. Unterschiede gibt es nur bei den jeweiligen technischen Ausführungen, also etwa bei Abmessungen und Leistungen. Bei der Integration der IT in Automatisierungsprozesse stellt sich dem Anwender die Frage, welche Lösungen der Markt anbietet, um die Anforderungen von IT und Industrie zu erfüllen. Nur eine gemeinsame modulare Basis reduziert die Lagerhaltung, vereinfacht die Bereitstellung und senkt die Kosten. Hinzu kommen Skalierbarkeit und Investitionssicherheit. Kann die darüber hinaus ein einziger Lieferant bereitstellen, ist das häufig ein weiterer Vorteil.
Schaltschrank- und IT-Rack-System
Welche Möglichkeiten flexible Systeme in ähnlichen Infrastrukturen bieten, zeigen beispielhaft die Entwicklungen bei Rittal. Dort hat die IT längst Einzug in die Automatisierung gehalten. Ein typisches Beispiel ist der Umgang mit den unterschiedlichen Anforderungen an Schaltschränke und Racks. Während die Industrie mit Montageplatten arbeitet und 400 bis 600 mm tiefe Steuerungskomponenten einsetzt, nutzt der IT-Bereich die 19-Zoll-Technik und Server-Schränke bis zu einer Tiefe von 1.200 mm. Die Schaltschrank- und IT-Rack-Systemplattform TS 8 bedient beide Bereiche und steht nach Aussagen des Herstellers wie kein anderes Produkt für eine branchenübergreifende Systemarchitektur. Sie reicht von Anwendungen der Energieverteilung und der industriellen Automatisierung über die Gebäudeinstallation und die Netzwerktechnik bis hin zum kompletten RZ.
Je größer die Anzahl der elektronischen Komponenten in Schaltschränken und Racks und je höher die Verlustleistung, desto mehr Wärme ist abzuführen. Die Verlustleistung der Geräte in der IT liegt zwischen 0,5 bis 10 kW, während sich Industriekomponenten eher um 1 bis 2 kW bewegen. Im IT-Bereich hat sich daher schon seit Längerem die zentrale Wasser-Kältemittelkühlung gegen die übliche dezentrale Luft-Kompressorkühlung durchgesetzt. Denn aufgrund der hohen Wärmekapazität des Wassers lassen sich deutlich höhere Wärmemengen transportieren als mit dem Medium Luft. Aber auch in der Industrie geht der Trend durch ständig steigende Verlustleistungen in Richtung Wasserkühlung. Typische Einsatzgebiete sind der Maschinen- und Anlagenbau sowie Schaltanlagenbauer.
Wasserkühlung in Modulbauweise
Die so genannten Chiller mit Wasser-Kältemittelkühlung kommen sowohl alleinstehend in der Prozess- und Maschinenkühlung, als auch in Kombination mit Luft-Wasser-Wärmetauschern zum Einsatz. Nachteilig war bislang, dass sie nicht in vollem Leistungsumfang standardisiert zur Verfügung standen, sondern überwiegend kundenspezifisch zu fertigen. Mit der Entwicklung der Rückkühlerserie Toptherm Chiller in Modulbauweise will Rittal eine Lösung mit wenigen Komponenten bieten. Das Basismodul ist dabei ebenfalls das flexible TS-8-Schaltschranksystem. Hinzu kommen Wasser- und Kältemodule sowie ein Elektromodul mit integrierter Steuerung. Mit nur zwei Baugrößen stehen dem Anwender durch Kombination der Gehäuse sieben unterschiedliche Kälteleistungen von 8 bis 40 kW als Standard zur Verfügung. Darüber hinaus offeriert der Hersteller eine flexible Montage, eine variable Luftführung sowie unterschiedliche Lösungen für Tür-, Sockel- und Dach-Wärmetauscher.
Eine der zentralen Herausforderungen in IT und Industrie ist die Bereitstellung einer ausfallsicheren Stromversorgung. In der Regel kommt die Versorgung der im Schaltschrank oder Rack verbauten Komponenten aus dem öffentlichen Netz. Fällt der Strom aus, springt die Netzersatzanlage (NEA) ein. Um den Zeitraum der Umschaltung zu überbrücken, ist eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) vorgesehen. Auch für diese Versorgungskette bietet Rittal Lösungen. Angefangen mit dem System Ri4Power, zu dem eine modulare Niederspannungsschaltanlage und Installationsverteiler im Anreihsystem TS 8 gehören, bis hin zur Energieunterverteilung. Damit stehen das Stromschienensystem Riline60 sowie schaltbare Steckdosenleisten (PSM/PDM) ebenso zur Verfügung wie die hauseigenen USV-Systeme.
Die unterbrechungsfreien Stromversorgungen der PMC-Familie umfassen einphasige Systeme mit einem Leistungsbereich von 1 bis 12 kVA sowie dreiphasige von 10 bis 960 kW. Sie verfügen über einen Wirkungsgrad von 95 Prozent. Die Neuentwicklungen PMC 40 und PMC 120 sind in den Tiefen 800 und 1.000 Millimeter lieferbar und für IT und Industrie konzipiert, beispielsweise zur Absicherung von Maschinensteuerungen oder Roboterstraßen.
USV für IT und Industrie
Die Version PMC 40 ist auch in einem einzigen USV-Rack mit integrierten Leistungsmodulen und Batterien erhältlich. Maximal drei USV-Module und vier Batteriepakte passen in einen Schrank. Der Leistungsbereich ist von 10 bis 40 kW redundant skalierbar, und die Maximalleistung liegt bei 60 kW. Ihre Autonomiezeiten hängen von der Anzahl und Leistung der eingesetzten Batteriemodule ab und variieren zwischen fünf und 26 Minuten. Optional gibt es die PMC 40 mit USV-Monitoring über eine SNMP-Überwachungskarte. Die zweite Neuentwicklung PMC 120 ist von 10 bis 120 kW skalierbar. Die höchste Ausbaustufe sieht sechs USV-Module zu 20 kW vor. Die Autonomiezeiten liegen zwischen sieben und 28 Minuten, und die Einsatzgebiete reichen von Prozesssteuerungen über die Leittechnik und den Anlagenbau bis hin zu Werkzeug- und Verpackungsmaschinen. Eine weitere Möglichkeit der unterbrechungsfreien Stromversorgung für IT und Industrie bieten Brennstoffzellen. Rittal gehört nach eigenem Bekunden zu den wenigen Unternehmen, die Entwicklung und Einsatz erfolgreich vorantreiben. Brennstoffzellen sind autark, effizient und umweltfreundlich. Sie gewinnen zudem aufgrund ihrer langen Autonomiezeit, dem flexiblen Aufbau und der geringen Wartung mehr und mehr an Bedeutung. Dies zeige sich auch in der ersten Großserienfertigung am Standort Burbach - ein vom Land Nordrhein-Westfalen gefördertes Projekt.
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