Softwarelösungen für die Industrie

Digitaler Schaltanlagenbau – von der Planung bis zur Bestellung

Gegenüber dem konventionellen Vorgehen bietet eine stärkere Integration digitaler Werkzeuge enormes Potenzial für den Schaltanlagenbau. In virtueller Form als digitaler Zwilling hinterlegt, lassen sich Arbeitsabläufe nicht nur ressourcenschonend, sondern mit Blick auf Zeit und Kosten auch effizienter gestalten. Zuvor unerschlossene Daten werden innovativ miteinander verknüpft und systematisch genutzt. Arbeitsschritte wie die Netzberechnung, Elektrokonstruktion oder Aufbauplanung können so deutlich optimiert werden. Welche Vorzüge der Einsatz intelligenter Softwarelösungen bereits für die anfänglichen Prozessphasen hat, beleuchtet dieser erste von drei Beiträgen zur Digitalisierung im Schaltanlagenbau.

Wenn es darum geht, komplexe Aufgaben zu lösen oder die Planung zu optimieren, kommen smarte Softwarelösungen inzwischen in fast allen Lebens- und Arbeitsbereichen zum Einsatz. Auch die Industrie, etwa der Schaltanlagen- und Steuerungsbau, bildet hier keine Ausnahme. Digitale Werkzeuge, die über verschiedene Arbeitsschritte hinweg eingesetzt werden, optimieren durch Zeit- und Kostenersparnis den gesamten Prozess der Wertschöpfung. Im Kontext der digitalen Transformation des Schaltanlagenbaus lohnt es sich daher, einmal einen genaueren Blick auf diese Softwareanwendungen zu werfen.

Im Vergleich zum traditionellen Schaltschrankbau bietet eine durchgängige Softwarelösung, die über sämtliche Systeme und Tools hinweg alle Bereiche des Gesamtprozesses miteinander verbindet, einige Vorteile. Digitale Informationen können abgerufen, miteinander vernetzt und systematisch genutzt werden, um Prozesse enger aufeinander abzustimmen. Anstatt Daten für jeden neuen Arbeitsschritt manuell zu übertragen, lassen sich in einem durchgängig digitalen Prozess aktuelle Zustände oder Änderungen schnell und transparent nachvollziehen. Die im digitalen Zwilling zusammengetragenen Detaildaten und Informationen eines Projekts bilden dieses vollständig ab. Sie können dort individuell optimiert werden und sind über entsprechende Schnittstellen direkt im CAD- oder CAE-Programm verfügbar. So ist es möglich, ganze Anlagen zu simulieren und flexibel in verschiedenen Varianten durchzuspielen.

 

Mit der passenden Software zum passenden Netz

Die Planung und Auslegung eines Niederspannungsnetzes ist kein trivialer Vorgang. Die Normenanforderungen werden zunehmend komplexer und VDE-Richtlinien müssen zwingend beachtet werden. Elektroplaner können zur Unterstützung der Netzberechnung jedoch auf digitale Werkzeuge, wie etwa Caneco BT SE von Schneider Electric und seinem Partner ALPI, zurückgreifen. Auf Basis von integrierten, aktuellen Produktdatenbanken und Herstellerkatalogen werden die Anforderungen an die Schaltanlage automatisch oder manuell berechnet. Die Ergebnisse lassen sich für das gesamte Netz oder differenziert nach Stromkreisen bzw. Bereichen ausgeben. Auch einpolige Stromkreisläufe können – inklusive der hierfür relevanten Gerätelisten und Nachweise – angezeigt und für die weitere Projektierung digital exportiert werden, so dass manuelle Mehrfacheingaben entfallen. Nun ist es möglich, die gewonnenen Daten für die virtuelle Anlagenkonfiguration, eine CAD-Planung in 3D oder das Building Information Modelling (BIM) zu nutzen.

 

Die optimale Einstellung ist Softwaresache

Stehen dem Schaltschrankbauer die digitalen Daten umfassend zur Verfügung, erleichtern softwaregestützte Konfiguratoren von Schneider Electric die ideale Auslegung des Schaltschranksystems – ganz egal, ob Installationsverteiler, Steuerungsschrank oder Energieverteiler. Materialien und Bauteile wie Leistungsschalter oder Drucktaster lassen sich unter Berücksichtigung von Schalt- und Schutzkomponenten anforderungsgemäß anpassen. Ein regelwerkgestütztes Abstimmen von Komponenten – wie die Niederspannungs-Schaltgeräte-Kombination nach DIN EN 61439 – ist dabei nicht nur manuell, sondern zugleich automatisch möglich. Auch ein einpoliger Stromlaufplan, eine Wärmeberechnung oder Stücklisten lassen sich schnell und zuverlässig erstellen. Daneben stehen Rohstoff-Konfiguratoren, Ausschreibungstexte oder auch ausführliche Projektdokumentationen bereit.

 

Die Einbettung von Stromlaufplänen und Wärmebilanz in ein CAD

Nach der softwaregestützten Anlagenkonfiguration können Stromlauf- und Verdrahtungspläne mit entsprechenden CAD-Lösungen direkt erzeugt werden. SEE Electrical, ein Tool des Schneider Electric Partners IGE-XAO, ist ein gutes Beispiel dafür. Mit dem CAD-Werkzeug – als lokales Stand-alone oder als Plug-in für Control Panels verfügbar – lassen sich allpolige Stromlauf- und Klemmpläne oder die Anlagenplanung in 3D erstellen und professionell umsetzen. In der dreidimensionalen Umgebung können Drähte und Kabel automatisch verlegt und passende Sammelschienen entworfen werden. Da sich CNC-Maschinen unmittelbar anbinden lassen, erhöhen sich Präzision und Geschwindigkeit der Fertigung.

Um den korrekten und sicheren Betrieb der Anlage zu testen, kann der Schaltplan mit einem bidirektionalen Abgleich auf Konsistenz geprüft werden. Zur Erhöhung der Zuverlässigkeit ist es zusätzlich möglich, ein im CAD-Programm integriertes Werkzeug zur Berechnung der Wärmebilanz heranzuziehen. Über eine Szenario-Bewertung werden (durch das Abwägen verschiedener thermischer Energieoptionen) nicht zuletzt Maßnahmen vorgeschlagen, um einen Ausgleich zwischen der installierten Elektronik im Steuerschrank und der Außenwelt herzustellen.

 

Lessons learned

Mit der richtigen Software lassen sich Schaltanlagen und Steuerschränke schon in der Planungsphase optimal auslegen, bauliche Optionen virtuell gegeneinander abwägen und die räumliche Effizienz innerhalb der Anlage unter Wahrung von Sicherheitsvorgaben erhöhen. Wurde die optimale Ausgestaltung gefunden, lassen sich Listen der Baukomponenten direkt an Online-Bestellportale weiterleiten, wo Preise verglichen, Verfügbarkeiten geprüft und entsprechende Artikel geordert werden können. Der Übergang von der Planung in die Montagevorbereitung und Anlagenfertigung ist somit fließend.
Welche Potenziale die Digitalisierung dem physischen Schaltanlagenbau entlocken kann, betrachtet der nächste Teil dieser Artikelreihe.

Mehr zum Schaltanlagenbau für die nächste Generation erfahren Sie hier: https://www.se.com/de/de/work/campaign/local/panelbuilding/panelbuilding.jsp
Einen Überblick über die gesamte Reihe finden Sie hier: Link zum Beitrag „Gesamtübersicht

Den zweiten Teil der Reihe finden Sie hier: https://blog.se.com/de/softwareloesungen-fuer-die-industrie/2022/05/31/digitalisierung-…schaltanlagenbau/ ‎

 


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