Ihre Fragen – Unsere Antworten

 

Ihre zahlreich eingereichten Fragen während der vergangenen Webinare möchten wir gerne aufgreifen und beantworten.

Man kann zum Beispiel mit einer Wertstromanalyse eine ganzheitliche Betrachtung der Prozesse im Schaltschrankbau durchführen und daraus geeignete Optimierungspotentiale ermitteln, die alle Aspekte vom Engineering bis zum fertigen Schaltschrank, miteinbeziehen. Einzelne Firmen bieten auch Beratungsleistungen an, bitte wenden Sie sich an Ihren Lieferanten.
Bei Phoenix Contact kann ein ausgewähltes Klemmenportfolio innerhalb von 2 Tagen zu einer fertig bestücken Tragschiene montiert werden.
Die internen Abläufe müssen analysiert werden mit dem Ziel in den Einzelschritten schneller und qualitativ besser zu werden. Zwei wichtige Ansätze könnten die Einführung von Standards und die Automatisierung der einzelnen Abläufe sein. Dabei können Konfiguratoren z.B. TIA Selection Tool und CAE Funktionen z.B. Schaltplangeneratoren helfen.
Standardisierung: Beim Anlagenbau werden nach Möglichkeit immer die gleichen Komponenten verwendet. Auch z.B. der Aufbau eines Schaltschranks sollte dabei immer möglichst gleich gemacht werden. Automatisierung: Einzelne Schritte der Konstruktion und Fertigung werden von Software oder Maschinen nach vorheriger Parametrierung durchgeführt. Standardisierung ist die Voraussetzung für eine kostensparende Automatisierung.
Ein PDF-Dokument ist in der Regel ein kompiliertes Dokument, das Texte und Bilder darstellt und in dem die Informationen aus dem CAE-System zusammengefasst werden. Es enthält dann nicht ansatzweise alle notwendigen Informationen, um einen Bezug zwischen einem Element im PDF-Dokument (z.B. ein Leistungsschalter-Symbol) und dem dazu gehörigen Element im CAE-System herzustellen. Somit ist das Einlesen eines PDF, um Änderungen im CAE-Projekt zu erkennen, kaum bis nicht möglich.
Wie die vorherige Antwort bereits zeigt, ist ein Austausch von Informationen über ein neutrales Dokumentenformat wie PDF nicht ohne sehr großen Aufwand und Anwendungsproblemen möglich. Hier ist es notwendig, dass die ECAD-Software Hersteller spezielle Programme für die Fertigung bereitstellen, die mit den originalen Projektdaten aus der Planung arbeiten und Änderungen sowie Anmerkungen strukturiert und für das CAE-System kompatibel, wieder abspeichern können.
Sobald eine PDF erstellt wurde, kann aus dieser keine Information für den CAD-Plan wieder eingelesen werden.
Eine Validierung der gewählten Komponenten, beispielsweise hinsichtlich einer Safety Validierung, findet in der Regel bei der Auswahl der Komponenten bzw. im Pre-Engineering (vor dem Zeichnen der Stromlaufpläne) statt. Dafür bieten einiges Hersteller entsprechende Tools an (z.B. Siemens: Safety Evaluation Tool im TIA Selection Tool). Es ist also wichtiger, dass die Komponenten aus den Pre-Engineering Tools einfach und schnell ins ECAD-System übernommen werden können. Für Siemens gibt es beispielsweise eine EPLAN Generierungs-Funktion aus dem TIA Selection Tool heraus.
Die Unternehmen der Initiative SchaltschrankGESTALTER stellen Ihre Artikeldaten über den internationalen ECLASS Standard bereit. Dieser umfasst neben den kaufmännischen Daten in der "Advanced-Variante" auch alle Artikeldaten, die für ein effizientes Engineering und auch für die Fertigung relevant sind. Auf Grundlage dieses Standards stellen Datenportale wie z.B. das EPLAN Data Portal die Artikeldaten für den Anwender bereit.
Diese Problematik wurde erkannt und basierend darauf der EPLAN Data Standard eingeführt. Dieser dient dazu ein Standardset von Daten mit Mindestanforderungen bereitzustellen. Wenn der Hersteller alle Anforderungen des EPLAN Data Standards erfüllt hat, bekommt der jeweilige Datensatz ein Siegel angehangen. So ist auch für den Anwender sichtbar, welche Datensätze über diesen Standard verfügen und somit saubere Daten zur Verfügung stehen.
Hierfür wird die sogenannte EPLAN Integration Suite benötigt um Daten mit EPLAN und dem angrenzenden ERP/PDM System auszutauschen.
Theoretisch ist dies möglich. Um eine exaktere Verlustleistung zu ermitteln, muss zu jedem Stromkreis die tatsächliche erwartete Auslastung angegeben werden. Meist liegen jedoch nur die Nenndaten des Verbrauchers vor. Aber auch damit kann schon eine exaktere Verlustleistung ermittelt werden, wenn man über den Strom die Nennverlustleistung der Geräte exakter berechnet. Wenn man jedoch die Verlustleistung exakt entsprechend der Auslastung ausrechnet, darf man nicht die Verlustleistung der Verdrahtung der Hauptstromkreise vernachlässigen. Diese kann unter Umständen genauso hoch sein, wie die der Summe der Geräte.
Nein, dies ist leider in EPLAN Compact nicht möglich. Hierzu wird EPLAN Pro Panel benötigt.
Bei der Fehlerminimierung in der Fertigung können Werkerassistenzsysteme beitragen, wie bspw. EPLAN Smart Wiring. Dieses zeigt eine Schritt-für-Schritt-Anleitung der Verdrahtung an, sodass genau die Verdrahtung der Quelle und des Ziels ebenso wie der Verlegeweg angezeigt wird. Zudem können Tools wie EPLAN eVIEW genutzt werden um Red- und Greenlining durchzuführen und sich den Aufbau des Schaltschranks in 3D anzeigen zu lassen.
Normalerweise werden die Informationen von einem Werker verifiziert, der die Abnahme des Schaltschrankes vor Auslieferung durchführt. Dieser Vorgang muss in einer PDF-Datei jedoch händisch erfolgen und der Werker muss darauf achten, dass alle zu verifizierenden Vorgänge und Bauteile getestet werden. Dieser Vorgang kann jedoch durch Tools wie bspw. EPLAN Smart Wiring vereinfacht und digitalisiert werden.
Grundsätzlich gilt es eine passende Identifizierung der Leiter sicher zu stellen. Genauer gesagt muss jeder Leiter an jedem Anschluss mit Hilfe der technischen Doku identifizierbar sein. Empfohlen ist hier die Verwendung von Farbe, Zahlen oder Alphanumerik. Natürlich ist auch eine Kombination von Farbe mit Zahlen oder Farbe mit Alphanumerik zulässig. Um die damit verbundenen Aufwände kundengerecht und zeitgleich bedarfsgerecht zu gestalten sollte eine klare Vereinbarung zwischen Betreiber und Lieferant vereinbart werden. Die Norm IEC 62491 enthält Regeln und Leitlinien für die Kennzeichnung von Leitungen und isolierten Einzelleitern.
Tools für normenkonforme Nachweise in CAE Systeme zu integrieren ist schwierig bis nahezu unmöglich. CAE Software-Hersteller sind keine Produkt- bzw. Systemspezialisten und haben folglich die benötigten Daten der Produkt- und Systemhersteller nicht.
Eine Festlegung, bezüglich einer speziellen Kennzeichnung der Leiter (außer der Kennzeichnung für Schutzleiter und ggf. Neutralleiter) für die interne Verdrahtung in Schaltschränken gibt es nur in DIN EN 60204-1.

Im Abschnitt 13.2 gibt es hierzu folgende Festlegungen: „Jeder Leiter muss an jedem Anschluss in Übereinstimmung mit der Technischen Dokumentation (siehe Abschnitt 17) identifizierbar sein. Es wird empfohlen (z. B. um die Wartung zu erleichtern), dass Leiter durch Ziffern, Alphanumerik, Farbe (entweder durchgängig oder mit einem oder mehreren Streifen) oder einer Kombination von Farbe und Ziffern oder Alphanumerik identifizierbar sind. Wenn Ziffern benutzt werden, müssen diese arabisch, Buchstaben lateinisch sein (entweder Groß- oder Kleinbuchstaben).“

Art und Umfang der Identifizierung sollten daher zwischen Hersteller und Betreiber gemeinsam mit Hilfe der Frage 10 des Fragebogens („Muss eine bestimmte Methode für die Leiteridentifizierung angewendet werden [...]“) im Anhang B von DIN EN 60204-1 vereinbart werden.

Fazit: Pflicht ist eine solche Kennzeichnung nicht. Hier sollte sich zwischen Hersteller und Betreiber genau abgestimmt werden.

Die DIN EN 60204-1 sagt dazu:
16.4 Kennzeichnung von Gehäusen der elektrischen Ausrüstung an Gehäusen, die an eine externe Stromversorgung angeschlossen sind, müssen folgende Informationen lesbar und dauerhaft so angebracht sein, dass diese nach der Installation der Ausrüstung weiterhin deutlich sichtbar sind:

  • Name oder Firmenzeichen des Lieferanten;
  • wenn erforderlich, Zulassungszeichen oder andere Kennzeichnungen, die durch örtliche oder regionale Gesetzte erforderlich sind;
  • Typbezeichnung oder Modell, wenn anwendbar;
  • Seriennummer, wenn anwendbar;
  • Nummer der Hauptdokumentation (siehe IEC 62023), wenn anwendbar;
  • Nennspannung, Anzahl der Außenleiter und Frequenz (bei Wechselstromversorgung) und Volllaststrom für jede Einspeisung.
Es wird empfohlen, diese Angaben in der Nähe der Hauptstromversorgung(en) anzubringen.
Der minimale Kurzschlussstrom wird ermittelt, indem man alle Impedanzen an jedem relevanten Punkt der Anlage durch Messung oder Berechnung ermittelt. Hierbei wird der Kurzschluss zwischen Leiter und Schutzleiter im ungünstigsten Fall betrachtet. Der so ermittelte kleinste Kurzschlussstrom muss die vorgeordneten Schutzeinrichtungen noch sicher zum Auslösen bringen (großer Prüfstrom).
Es reicht nicht aus, eine Sicherung als strombegrenzendes Bauteil vor der Anlage einzusetzen. Die strombegrenzenden Eigenschaften können bei der Betrachtung von kurzschlusspassiven Teilen wie z.B. Sammelschienen herangezogen werden. Für kurzschlussaktive Teile wie z.B. Leistungsschalter oder Leitungsschutzschalter kann das Icc nur durch Prüfung des Herstellers ermittelt werden. Diese Back-Up-Schutz-Prüfungen können mit Sicherungen, Leistungsschaltern oder Leitungsschutzschaltern durchgeführt werden. Der kleinste Icc Wert einer Kombination oder der kleinste Icu eines Schaltgerätes in der Anlage bestimmen den Wert auf dem Typenschild.
Es gibt leider keine Faustformel für den Zusammenhang zwischen 1-phhasigen und 3-phasigen Kurzschlussströmen, das hängt z.B. von den örtlichen Gegebenheiten, Leitungslängen und -querschnitten, Verlegeart, Art der Stromversorgung, Netzform usw. ab.
Dieser Wert müsste zwischen dem Steuerungsbauer und dem Endkunden klar definiert werden. Falls sich der Endkunde mit einer Stellungnahme zurückhält, so könnten Sie sich zum Beispiel mittels SIMARIS DESIGN nach IEC einen Vorschlag für diesen Wert erzeugen. Aber auch hier müssen einige Werte (z.B. der Trafo, Leitungslängen usw.) bekannt sein oder angenommen werden. Weitere Infos dazu finden Sie unter www.siemens.com/simaris
Ein Schaltschrank kann der Definition einer unvollständigen Maschine nicht entsprechen, da er an sich schon eine definierte Funktion erfüllt. Die Einordnung eines Maschinensteuerschranks als unvollständige Maschine nach Maschinenrichtlinie wäre im Sinne der Richtlinien also nicht korrekt.
Auch wenn die Niederspannungsrichtlinie auf Grund der unteren Spannungsgrenze für diesen Schaltschrank nicht gilt, müssen die anderen möglichen Richtlinien betrachtet werden. Üblicherweise wären hier die EMV- und RoHS-Richtlinie zu beachten, ggf. auch die Funkanlagenrichtlinie oder Maschinenrichtlinie.
Die Niederspannungs- und EMV-Richtlinie fordern lediglich, dass eine Risikoanalyse und-bewertung gemacht wird, geben aber keine Hinweise wie diese realisiert werden kann. In der Praxis wird in der Regel eine der bekannten Methodiken nach EN ISO 12100 oder dem CENELEC Guide 32 angewendet. Eine Risikoanalyse und -bewertung eines Schaltschranks kann also auf derselben Grundlage wie eine Risikobeurteilung einer Maschine durchgeführt werden. Wichtig ist, dass alle möglichen Gefährdungen (nicht nur die elektrischen) betrachtet werden.
Die Spannungswerte in der genannten Tabelle beziehen sich auf U0 = Spanng Leiter gegen Erde. Ich gehe davon aus, dass Sie ein 400V TN System haben, heißt die Spannung gegen Erde ist 230V. Damit ist die Abschaltzeit von Endstromkreisen und Stromkreise, welche über Steckdosen oder direkt ohne Steckdosen, handgehaltene Klasse-I-Betriebsmittel oder tragbare Ausrüstung versorgen, 0,4 Sekunden. Die von Ihnen genannten 0,2 Sekunden gelten in einem 690V Netz mit einer Spannung Leiter gegen Erde von 400V.
In diesem Falle sind zusätzliche Maßnahmen zu ergreifen, wie z.B.: Einbau eines erdfreien örtlichen Potentialausgleiches um den Kurzschlussstrom zu erhöhen oder die Verwendung von FI-Schutzschaltern oder Leistungsschalter mit RCD Bausteinen, die bereits bei kleinen Fehlerströmen ansprechen (wird häufig verwendet). Die Abschaltzeiten sind immer einzuhalten!
Solang die zulässige Temperatur der Verbindung nicht überschritten wird und die Schutzeinrichtungen darauf abgestimmt sind, ist dies kein Problem. Die Form des Leiters ist nicht relevant.
Es gibt keine Möglichkeit, diesen Koeffizienten zu ändern. Dieser Wert definiert nur die Überlastfähigkeit der Schaltung, d.h. die Überlastauslösung soll in diesem Bereich erfolgen (1 bis 1,45).
Ja dies ist richtig. Frequenzumrichter steuern im Kurzschlussfall den Ausgang entsprechend ab. Falls die Halbleiter des FU durchlegieren, muss die dem Umrichter vorgeordnete Sicherung (diese wird auch vom Hersteller vorgegeben) den Schutz übernehmen.
Die IEC 60364-5-52 ist als Basis für die Leitungsdimensionierung zu verwenden (VDE 0298-4 mit Abweichungen. 4.2 Die in dieser Norm genannten Regeln und Größen für die Belastbarkeit beziehen sich auf die belasteten Leiter. Sie gelten für den Betrieb mit Wechselstrom oder Drehstrom mit einer Frequenz von 50 Hz bis 60 Hz und mit Gleichstrom). Weitere Normen müssen in entsprechenden Fällen ebenfalls berücksichtigt werden. Der Effektivwert des Stroms hat eine thermische Belastung des Leiters zu folge. Dies ist bei AC und auch bei DC Systemen so. Die Anforderung an die Schutzeinrichtung ist wesentlich höher, da bei einer Abschaltung das Löschen des Lichtbogens wesentlich schwieriger ist als bei AC Systemen die einen "natürlichen" Nulldurchgang durch die Wechselspannung haben.
Dies ist in allen Normen notwendig, meist jedoch etwas unverständlich formuliert. Die beste Formulierung finden Sie in der DIN EN 61439-1 Anhang E.4.
In der DIN EN 60204-1 finde ich keine diesbezügliche Ausnahme. Bei dieser Messung geht es auch darum, dass die Anschlüsse an den Geräten und Komponenten die notwendigen Luft- und Kriechstrecken nicht unzulässig unterschreiten.
In der Regel hat man sich auf max. 55°C geeinigt. In der DIN EN 60947-1 Low-voltage switchgear and controlgear – wird unter Punkt 6 ein Wert von 40°C und im Mittel von nicht mehr als 35°C angegeben. Der maximale Wert ist natürlich auch von den verwendeten Geräten abhängig. Auch die zulässigen Berührungstemperaturen dürfen nicht überschritten werden.
Haftungsausschluss/Disclaimer

Die Beispiele und Interpretationen der Normen sind unverbindlich und erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit hinsichtlich Konfiguration und Ausstattung sowie jeglicher Eventualitäten. Sie stellen keine kundenspezifischen Lösungen dar, sondern sollen lediglich Hilfestellung bei typischen Aufgabenstellungen bieten. Jeder Anwender ist für den sachgemäßen Betrieb der beschriebenen Produkte selbst verantwortlich, enthebt Sie nicht der Verpflichtung zu sicherem Umgang bei Anwendung, Installation, Betrieb und Wartung. Viele Tabellen und Texte wurden während der Erstellung direkt aus den entsprechenden Normen entnommen, es gilt also stets zu prüfen, ob die zitierten Stellen noch aktuell sind. Die endgültige Klärung, ob eine Anwendung den gültigen Normen entspricht, obliegt dem Anwender. Die Informationen enthalten lediglich allgemeine Beschreibungen bzw. Leistungsmerkmale, welche im konkreten Anwendungsfall nicht immer in der beschriebenen Form zutreffen bzw. welche sich durch Weiterentwicklung der Produkte und Normen ändern können. Alle Produktbezeichnungen können Marken oder sonstige Rechte der Mitwirkenden der Initiative SchaltschrankGESTALTER, ihrer verbundenen Unternehmen oder dritter Gesellschaften sein, deren Benutzung durch Dritte für ihre eigenen Zwecke die Rechte der jeweiligen Inhaber verletzen kann.