Global zertifiziertes Produktportfolio und umfangreiche Beratung

Drucktaster und Leuchtmelder Sirius ACT- gleiches Schutzziel, unterschiedliche Kategorien

Beim Einbau von Geräten in Gehäuseöffnungen müssen diese eine für die Umgebung ausreichende Schutzart aufweisen. Dabei geht es primär um den Schutz gegen direktes Berühren, Eindringen von Fremdkörpern und Flüssigkeiten. Was nach IEC-Normen mit IP (International Protection) angegeben wird, wird beispielsweise in den nordamerikanischen Normen mit den NEMA (National Electrical Manufacturers Association) Enclosure Types bezeichnet. Ziel der Angaben ist das Gleiche – es geht um den Schutz der elektrischen Ausrüstung in Hinblick auf die Umgebungs- und Betriebsbedingungen. Bei den Befehls- und Meldegeräten Sirius ACT werden deswegen sowohl die IP-Schutzarten als auch die NEMA Enclosure Types in den technischen Daten angegeben.

Sirius 3RA2 Verbraucherabzweige für den weltweiten Einsatz (Bild: Siemens AG)

Sirius 3RA2 Verbraucherabzweige für den weltweiten Einsatz (Bild: Siemens AG)

Schutzleiter – metrisches vs. angloamerikanisches Maßsystem

Werden Schutzleiter benötigt, so muss neben der Farbgebung und der entsprechenden Zulassung der Leitung für den Einsatzbereich auch der Querschnitt gemäß den jeweils gültigen Normen berücksichtigt werden. Hier können nicht nur die Maßeinheiten, sondern auch die Regeln für die Dimensionierung des Querschnitts gemäß den einschlägigen IEC-Normen im Vergleich zu nordamerikanischen Normen unterschiedlich sein. In IEC-Normen wird dieser in metrischen Einheiten (Quadratmillimetern mm²) angegeben. In den einschlägigen US-Normen sind die Angaben vorzugsweise in American Wire Gauge (AWG) und kcmil vorgegeben. Da das metrische Einheitensystem und die Größen in AWG/kcmil nicht eins zu eins konvertierbar sind, gilt es hier, den kleinsten gemeinsamen Nenner zu finden. Zur Verdeutlichung: 14 AWG entsprechen 2,1mm², der nächst kleinere Normenquerschnitt 16 AWG entspricht 1,3mm². Wird nun laut-IEC Normen z.B. ein Mindestquerschnitt von 1,5mm² und laut AWG beim gleichen Produkt ein Wert von 14 AWG verlangt, empfiehlt es sich für den Konstrukteur, die mit 2,5mm² nächsthöhere Größe im metrischen System zu verwenden. Damit entspricht die Leitungsauslegung den Vorgaben beider Normen bzw. übererfüllt sie in diesem Fall sogar.

Grenzen der Standardisierung

Letztlich verdeutlicht gerade das letzte Beispiel, dass es stets hilfreich ist, Schnittmengen der verschiedenen Normen zu suchen und anzuwenden, um eine möglichst hohe Standardisierung zu erreichen. Da sich die Normen der unterschiedlichen Märkte zum Teil angeglichen haben (beispielsweise NPFA79 und IEC60204-1), wird dies in manchen Bereichen einfacher. Jedoch stößt der mögliche Umfang der Standardisierung auch an Grenzen. Bei Komponenten wie Steckdosen, Fehlerstromschutzschalter für den Personenschutz (FI) oder Schmelzsicherungen sind die konstruktiven Anforderungen in den unterschiedlichen Normen so gravierend unterschiedlich, dass dem Hersteller eine gleichzeitige Zertifizierung für unterschiedliche Märkte nicht möglich ist. In diesen Fällen ist und bleibt es notwendig, marktspezifische Anpassungen an der Konstruktion der elektrischen Ausrüstung vorzunehmen.

Standardisierung im Schaltschrank – mit dem richtigen Partner erreichbar

Obwohl eine Standardisierung und somit ein globales Schaltschrankkonzept anspruchsvoll ist, kann beides in weiten Teilen sinnvoll umgesetzt werden. Da sich der Aufwand für Schaltschrank-, Maschinen- und Anlagenbauer durch ein standardisiertes Engineering reduzieren lässt, ist auch eine schnellere Markteinführung möglich. Zusätzlich wird die Lagerhaltung bei einem global zertifizierten Produktportfolio anstelle von lokalen Produktvarianten vereinfacht, was zu mehr Flexibilität sowie zu leichterer Handhabung und Produktauswahl führt. Mit dem kostenlosen TIA Selection Tool (Totally Integrated Automation) bietet Siemens zudem fundierte Unterstützung bei der Produktauswahl, Auslegung und Bestellung. Ähnlich hilfreich sind andere Siemens-Tools wie z.B. Simaris Therm zur Wärmeberechnung oder der CAx-Downloadmanager mit dem sich schnell und bequem alle weltweiten Zulassungen, Zertifikate und weitere notwendige Dokumente für die Anlagendokumentation downloaden lassen. Unter www.siemens.de/schaltschrank finden Sie entsprechendes Experten Know-How, hilfreiche Engineering-Tools und selbstverständlich auch alles zu Produkten und Systemen von Siemens. Somit werden Schaltschrank-, Maschinen- und Anlagenbauer durch jahrzehntelange weltweite Erfahrung professionell auf ihrem Weg zu erfolgreichem internationalem Wachstum begleitet.

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Ob Serienfertigung oder Unikate: Zum klassischen Schaltschrankbau gehört eine Vielzahl manueller Arbeitsschritte. Das macht den Prozess insgesamt zeitaufwendig und teuer. Die Lösung: Eine Produktivitätssteigerung bei gleichzeitig höherer Flexibilität und Transparenz verspricht die durchgängige Digitalisierung entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Vollständig digitalisierte Prozessabläufe erhöhen die Effizienz in Fertigung und Planung um fast 40 Prozent.

Der digitale Zwilling entsteht in der Aufbauplanung mit Eplan Pro Panel. (Bild: Unitechnik Systems GmbH)

Ziel sollte es im Schaltschrankbau daher sein, die verschiedenen Prozesse miteinander zu vernetzen und die entstehenden Daten für alle Arbeitsschritte zentral zu verwalten. Medienbrüche, wie sie bei der Neueingabe von Daten in andere Systeme oder durch die Übergabe von Schaltplänen in Papierform entstehen, sind zu vermeiden. Im Ergebnis profitieren Fertigungsunternehmen von deutlich effizienteren Abläufen. Sind die einzelnen Arbeitsschritte von der Elektrokonstruktion im CAD-System über die Aufbauplanung bis hin zur mechanischen Fertigung, Verdrahtung und zur abschließenden Prüfung eng im digitalen Datenaustausch verzahnt, lässt sich der Aufwand für Arbeitsgänge wie das manuelle Übertragen von Stücklistendaten minimieren. Einen weiteren vermeidbaren Mehraufwand stellen manuelle Mehrfacheingaben von schon aus der Konstruktion vorhandenen Informationen dar. Diese binden nicht nur Arbeitszeit, sondern erhöhen zusätzlich die Fehleranfälligkeit. Sind die einzelnen Prozessschritte untereinander nicht vernetzt, müssen Änderungen am ursprünglichen Auftrag zudem in mehreren Systemen umgesetzt werden.

Der digitale Zwilling begleitet den gesamten Fertigungsablauf und senkt die Fehler – anfälligkeit. Bei der abschließenden Funktionskontrolle spielt er ebenfalls eine wichtige Rolle. (Bild: Unitechnik Systems GmbH)

Einen hohen Mehrwert für die Vernetzung der Arbeitsschritte im Schaltschrankbau bringt der digitale Zwilling. Das Modell entsteht in der Elektrokonstruktion und bei der Aufbauplanung. Anschließend begleitet der Zwilling den gesamten Produktionsprozess und versorgt die einzelnen Abteilungen mit den jeweils erforderlichen Informationen. Die Besonderheit: Kunde, Schaltanlagenbauer und deren Zulieferer arbeiten mit dem gleichen Modell. „Die Gerätehersteller, z.B. Siemens, Schneider oder SEW, liefern Eplan-Makros, in denen alle Eigenschaften ihrer Produkte abgebildet sind. Unsere Elektrokonstrukteure fügen diese Geräte in ihren Schaltplan ein und erzeugen so eine logische Version des Modells“, erläutert Mathias Terstegen, Fertigungsleiter Schaltanlagenbau bei der Unitechnik Systems GmbH. Der Aufbauplaner bringt das Modell anschließend in eine physische Form, indem er die Geräte im virtuellen Schaltschrank anordnet. Das fertige Modell beinhaltet alle Maße und zeigt die einzelnen Geräte im Inneren in realistischer 3D-Darstellung. Ebenfalls enthalten sind die gesamte Verdrahtung mit allen Drahtwegen, Kabelkanälen und Hutschienen (Position und Länge) sowie sämtliche Bohrungen und Ausschnitte. Die haptische Darstellung vereinfacht viele Tätigkeiten, da einzelne Positionen im Gewerk leichter erkannt werden. Im Ergebnis ist die Fertigung weniger zeitaufwendig und die Fehleranfälligkeit sinkt maßgeblich.

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Die aktuelle Entwicklung unserer Gesellschaft ist geprägt durch komplexe Systeme, integrale Prozessen und deren Verknüpfungen in der physisch-realen wie auch digital-virtuellen Welt. Deren Handlungsräume nehmen direkten Einfluss auf die Produktionswelt und sind unter dem Stichwort Industrie 4.0 weltweit subsummiert. Im persönlichen wie auch im beruflichen Umfeld wachsen so Produkte, Dienstleistungen, Produktionsanlagen wie auch Objekte mit eingebetteter Software zu intelligenten und verteilten Systemen zusammen und verlangen unsere „cyberphysische“ Aufmerksamkeit. Wie können wir diesen Anforderungen gerecht werden? Was beschreibt die DNS des Mitarbeiters der Zukunft für produzierende Unternehmen?‣ weiterlesen

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Es scheinen goldene Zeiten anzubrechen: Überall wird von neuen Geschäftsmodellen gesprochen. Sie versprechen erweiterte Geschäftsfelder für traditionelle Elektrobetriebe ebenso, wie einen profitablen Business Plan für eine Unternehmensgründung. Auch müssen sie herhalten als Hoffnungsträger bei drohenden Arbeitsplatzverlusten, die angesichts fortschreitender Automatisierung in Produktionsbetrieben befürchtet werden. Aber wie genau können diese Modelle aussehen? Und wer kann diese Dienstleistungen erbringen? Wer braucht sie? Wir geben eine Antwort.

In modernen Schaltschränken, wie den Smart Panels von Schneider Electric, arbeiten Mess-, Steuerungs- und Softwarekomponenten intelligent zusammen. (Bild: Schneider Electric GmbH)

Neue Geschäftsmodelle werden meist in einem Atemzug mit dem gegenwärtigen Fortschreiten der Digitalisierung genannt. Zu Recht. Die Digitalisierung ist in fast allen Bereichen des privaten wie professionellen Alltags eingekehrt. Selbstverständlich werden heute Waren online gekauft und der Lieferprozess wird in nahezu Echtzeit vom Kunden verfolgt. Per Streamingdienst schauen wir Filme und hören Musik oder Podcasts – jederzeit und in unbegrenzter Auswahl. Maschinen an unserem Arbeitsplatz schlagen rechtzeitig Alarm, wenn eine Wartung ansteht und der Produktionsausfall wird durch Predictive Maintenance vermieden. Alles Errungenschaften, die nur aufgrund von intelligenter Vernetzung der digitalisierten Prozesse möglich geworden sind.

Ein weiteres Schlagwort im Zusammenhang mit neuen Geschäftsmodellen ist ‚Ökosystem‘ oder auch ‚Eco-System‘. Hierunter subsummieren sich Dienstleistungen, die in einem Verbund von verschiedenen Anbietern eine Leistung für den Kunden anbieten, die das einzelne Unternehmen so nicht erbringen kann. Entscheidend ist hier die Orchestrierung in der Supply Chain. Das heißt, die Wertschöpfung findet vertikal statt: Unternehmen schließen sich über digitale Plattformen wie Exchange von Schneider Electric zusammen, um spezifische Kundenprobleme zu lösen. Hierfür stellt die Businessplattform Technologieressourcen wie Analysen oder Datensätze zur Verfügung, erlaubt den Zugang zu privaten und öffentlichen User-Gruppen und bietet damit einen digitalen Marktplatz – eine Art App-Store für die Industrie. Zentraler Gedanke ist es hier, den geschäftlichen Austausch unter den Partnern zu fördern, Dienstleistungen transparent zu machen und fehlendes Know-how projektbezogen oder langfristig ins eigene Boot zu holen. Dass es sich bei dieser Art von Kooperationen und Kollaborationen nicht um Ausnahmen für bestimmte Branchen oder Unternehmensgrößen handelt, bestätigt eine kürzlich erschienene Studie von Crisp-Research: 80 Prozent der befragten Unternehmen gaben an, dass sie bereits in digitalen Eco-Systemen vernetzt sind oder sich eigene Kooperations-Netzwerke aufbauen.

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Schaltgeräte haben den Schritt in das Zeitalter des Industrial Internet of Things (IIOT) bereits vollzogen. Dies machte auf der zurückliegenden Hannover Messe unter anderem das Angebot am ABB-Stand deutlich. Der SCHALTSCHRANKBAU unterhielt sich auf der weltgrößten Industriemesse mit Giampiero Frisio, Leiter der Business Line Smart Power, unter anderem über die Möglichkeiten, wie Anlagenbauer unter Nutzung der modernen Hard- und Softwarelösungen ihre Zukunftsfähigkeit sichern können.

Die Kompaktleistungsschalter der Tmax XT-Baureihe wurde 2018 in den Markt eingeführt und in diesem Jahr mit dem SCHALTSCHRANKBAU Innovation Award ausgezeichnet. (Bild: ABB)

Giampiero Frisio: In jeder elektrischen Energieverteilung hatten Leistungsschalter schon immer eine zentrale Bedeutung, da sie Menschenleben und die Funktionstüchtigkeit der Anlage schützen. Was ihre neue Rolle anbelangt, so verwende ich in diesem Zusammenhang gerne eine Analogie aus dem Consumer-Bereich: Das Mobiltelefon ist seit seiner Geburtsstunde ein wichtiges Hilfsmittel, um mit anderen Menschen in Kontakt zu treten. Seit es smart geworden ist, hat das Mobiltelefon zahlreiche andere Funktionen gleich mit übernommen und damit viele andere Geräte obsolet gemacht. Um Fotos zu schießen, benötige ich heute keine Kamera mehr, um meine E-Mails abzurufen, muss ich keinen Computer mehr einschalten, oder zum Musikhören muss ich keinen MP3-Player mehr bei mir tragen. Genau diesen Schritt haben wir mit der Einführung unseres ersten intelligenten Leistungsschalters, dem Emax 2, vollzogen: Wir haben ein sehr wichtiges zu einem smarten Gerät gemacht und darin Funktionen implementiert, die ursprünglich von anderen Anlagenkomponenten erledigt wurden. So haben wir z.B. unsere Leistungsschalter ertüchtigt, Mess-, Lastmanagement- oder Gateway-Funktionen zu übernehmen, die Datenqualität zu messen oder die Aufgaben einer einfachen SPS ausführen zu können. Diesen Weg werden wir zukünftig weiter beschreiten.

Frisio: Definitiv. Im ersten Schritt war es uns wichtig, das Handling der Hardware so einfach wie möglich zu gestalten sowie zahlreiche Funktionen in die Leistungsschalter einzubetten. Um diese auch nutzen zu können, sind wir nun dabei, gewissermaßen unseren App Store, den ABB Ability Marketplace, aufzubauen. Sollte der Kunde eines Schaltschrankbauers also bei der Bestellung z. B. vergessen haben, dass er gerne die Datenqualität seiner Anlage überwachen möchte, so kann er diese Funktion mit dem Kauf einer bestimmten App bequem nachrüsten.

Im Maschinen- und Anlagenbau sowie der Automobilindustrie werden Schaltschranklösungen mit Automatisierungstechnik zur Steuerung, Überwachung und Diagnose der jeweiligen Applikation benötigt, um einen effizienten und stabilen Produktionsablauf sicherzustellen. Da die Anforderungen der Anwender und die Einsatzbereiche meist spezifisch sind, müssen die Lösungen individuell designt und entwickelt werden, was einige Nachteile mit sich bringt. Wie es anders gehen kann, zeigt das modulare Baukastensystem Smart Production Cabinet von Phoenix Contact.

Smart Production Cabinet: kompakt, intelligent und durch Nutzung der PLCnext Technology zur Umsetzung der Anforderungen von Industrie 4.0 geeignet (Bild: Phoenix Contact Deutschland GmbH & Co. KG)

Auf der einen Seite erweist sich eine an die jeweiligen Rahmenbedingungen adaptierte Lösung als optimal. Andererseits fällt für deren Planung und Umsetzung ein erheblicher Zeitaufwand an. Darüber hinaus entstehen hohe Kosten, weil solch individuelle Konzepte nur in geringen Stückzahlen oder sogar als Unikat hergestellt werden können. Anbieter und Käufer profitieren also nicht von den aus Mengeneffekten resultierenden niedrigeren Preisen. Vor diesem Hintergrund hat Phoenix Contact eine standardisierte Schaltschranklösung konzipiert, die den Ansprüchen unterschiedlichster Applikationen gerecht wird. Denn das modulare Baukastensystem erlaubt einen hohen Individualisierungsgrad. Die Nutzung innovativer Technologien – wie der offenen Steuerungsplattform PLCnext Technology oder der netzwerk- und steuerungsunabhängigen SafetyBridge Technology – sorgt dafür, dass die Lösung selbst die besonderen Anforderungen aktueller Trendthemen wie Industrie 4.0 erfüllt.

Vor allem in Zügen gelten spezielle Anforderungen an die Sicherheit – und das schon im kleinsten Detail. Emka hat daher einen neuen Sicherheitsvorreiber mit Markierung und Öffnungsindikator entwickelt. Das Thema Brandschutz adressiert der Anbieter mit der Optimierung seiner bewährten EPDM-Dichtungen.

Der neue Sicherheitsvorreiber mit federndem Öffnungsindikator und Rot-Grün-Markierung. (Bild: Emka Beschlagteile GmbH & Co. KG)

Die Bestimmungen zum Brandschutz nach DIN EN45545 spielen für die Bahnbranche eine große Rolle. Seit ihrer Einführung sind viele Anwender auf der Suche nach EPDM-Dichtungen, die den teuren Silikonprofilen im Bereich Sicherheit in nichts nachstehen. Bereits auf der InnoTrans 2018 stellte Emka seinen Bahnkunden ein komplettes System aus Verschlüssen, Scharnieren, Dichtungen und Zubehör vor, das diese Norm erfüllt. Denn das Unternehmen hat seine bewährten EPDM-Mischungen zu hochbelastbaren Dichtungen mit geprüftem Brandschutz geformt. Die Dichtungen für den Innen- und Außenbereich sind eingebunden in ein durchdachtes Verschlussprogramm für die Bahnbranche. Sämtliche Metallkomponenten wie Verschlüsse und Scharniere sind dabei in hitzebeständigem Edelstahl ausgeführt, um ebenfalls einen erhöhten Brandschutz zu gewährleisten.

Die neuen, komplett rüttelsicher konstruierten Sicherheitsvorreiber zeichnen sich durch einen speziellen, federnden Öffnungsindikator aus: Das Innengehäuse fährt im geöffneten Zustand heraus und zeigt zusätzlich mittels farblicher Markierung an, dass die installierte Klappe bzw. Tür nicht mehr verschlossen ist. So kann der Bahnangestellte schon von Weitem und auf einen Blick erkennen, ob hier gegebenenfalls sein Eingreifen gefordert ist. Der Sicherheitsvorreiber mit hochwertiger, mattgestrahlter Oberfläche ist dazu nach DIN EN61373 rüttel- und vibrationssicher – gerade im Bahnbereich ist dies eine wichtige Anforderung. Er ist passend für Stangenschlösser und Zungen ohne Nase und ermöglicht damit auch eine Mehr-Punktverriegelung.

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