So geht digitalisierte E-Konstruktion im Schaltschrank

Die durchgängige Digitalisierung der Arbeitsschritte mobilisiert das Automatisierungspotential sowohl im Engineering als auch in der Fertigung im Schaltschrankbau. Jeder dieser Vorgänge unterliegt nämlich einem Zeitfenster und erfordert umsichtige Planung sowie eng verzahnte Prozesse.

Digitale Konstruktionspläne reduzieren den Engineeringaufwand um 35 % und senken die Fertigungszeiten um mehr als 20 %. Aus modularen Funktionsblöcken und Verbindungen aufgebaute Stromlaufpläne halbieren den Zeitaufwand für Engineering-prozesse, Produktkonfiguratoren und 3D-Prototyping beschleunigen die Herstellung des Schaltschranks. Die softwaregestützte Planung, Entwicklung und Fertigung automatisiert wesentliche Arbeitsschritte im Schaltschrankbau und entlastet Unternehmen von hohem Zeit- und Kostendruck.

Die Prozessschritte zur Herstellung elektrischer Schaltanlagen erfordern technische Expertise und handwerkliches Know-how. Zwar gibt es auf einzelne Gewerke spezialisierte CAD-Programme, E-CAD-Lösungen aber sind auf die Herstellungskette vom Auftrageingang bis zum fertigen Schaltschrank zugeschnitten. Zudem unterstützen sie komplexe Projektanforderungen, ebenso wie die einfache Serienfertigung. Ihre Funktionalität bildet den gesamten Workflow mit allen Informationen samt DIN-konformer Dokumentation ab, wie das Electrical Engineering (EE) und das Cabinet Engineering (CE), beides Teil der WSCAD Suite X. Mit diesem Werkzeug-Portfolio können Schaltschrankbauer kostengünstig und mit wenig Aufwand den Einstieg in die Digitalisierung der Konstruktion und der steuerungstechnischen Auslegung von Gebäuden, Maschinen und Anlagen vornehmen.

Mit Hilfe von Symbolen und Artikeldaten inklusive Klemmenpläne, Material- und Verbindungslisten sowie normenkonforme Dokumentationen können solche Stromlaufpläne erstellt werden. Viele Vorlagen auf Basis von Artikelstammdaten, genormten Symbolen und einheitlichem Bezeichnungssystem sind in der WSCAD-Lösung bereits vorhanden. Wem das nicht reicht, kann mit einer einfachen Import-Funktion (Wizzard) zudem E-CAD-Pläne mit anderen Dateiformaten einbinden.

Einmal erfasste Datenpunkte sind projektübergreifend verfügbar und können direkt verschiedenen Kanälen der Steuerung zugeordnet werden. Wer eigene Schaltplanmakros und Artikeldaten erstellen möchte, kann das mit der WSCAD Suite selbst erledigen oder auf Serviceangebote von WSCAD zugreifen.

Eine zusätzliche Informationsquelle finden Konstrukteure in dem weltweiten E-CAD-Datenportal wscaduniverse. Mehr als 1,3 Mio. aktuelle Symbole und Artikeldaten von mehr als 270 Herstellern in den E-CAD-Formaten WSCAD und Eplan sowie Daten im 3D-Step-Format sind darin enthalten. Sie stehen dem Anwender kostenlos zur Verfügung. Auch Hersteller müssen für das Einpflegen ihrer Produktdaten in die WSCAD-Online-Datenbank nichts bezahlen. Such- und Filterfunktionen erleichtern das Auffinden von Artikeldaten.

Die Stromlaufpläne sind bereits im Hinblick auf den Schrankaufbau angelegt, so dass es zu keinen Mehrfacharbeiten kommt. Kurzfristige Änderungen in den Spezifikationen werden in allen nachfolgenden Plänen automatisch übernommen. Ein Klemmentausch beispielsweise wird projektweit vollzogen und nichts wird vergessen. Schrankbauer müssen auch bei kurzfristigen Planänderungen nicht mit kostspieligem Mehraufwand rechnen, sondern können flexibel reagieren. Dasselbe gilt bei der reibungslosen und fehlerfreien Übernahme von Stromlaufplänen aus anderen E-CAD-Systemen. Auch ein Schrankaufbau ohne Stromlaufplan ist möglich.

Stücklisten für den Cabinet-Aufbau lassen sich vollautomatisch generieren und Baugruppen über ERP- oder PLM-Systeme mit den Daten aus dem mechanischen CAD-Bereich abgleichen. Eine Vielzahl von Schnittstellen binden die WSCAD-Tools in die übergeordneten IT-Systeme ein, darunter Open PDM von Prostep oder ein direkter Zugriff auf Pro File von Procad. Das Interface PLMERP Sync aus der WSCAD Suite bietet Datenabgleiche in Echtzeit. „Mechanismen zur Beschleunigung von Abläufen und für mehr Offenheit zu anderen Systemen gehören zur Produktstrategie von WSCAD“, betont Dr. Axel Zein, Geschäftsführer bei WSCAD.

Die Pläne einmal entwickelter Baugruppen lassen sich als Makros mit allen Funktionseigenschaften erfassen und abspeichern sowie per Drag & Drop in jede beliebige Aufbaustruktur einfügen. Das gilt auch für mehrere Konfigurationsvarianten. Der Konstrukteur setzt einfach per Mausklick die wiederverwendbaren Elemente mit allen Spezifikationen in neue Cabinet-Aufbauten ein, die Software aktualisiert alle bisher eingepflegten Produktdaten.

Die 3D-Ansicht vermittelt nicht nur eine bessere räumliche Vorstellung sondern zeigt die tatsächlichen Bauteilabmessungen bis auf Zehntel Millimeter genau. Ein wichtiger Aspekt für die kollisionsfreie Platzierung der Komponenten: „Es gibt keine verbohrten Schranktüren mehr, denn jetzt lassen sich konkrete Aussagen treffen, ob eine Schranktür problemlos zu geht und welche Komponenten eine Kollision verursachen“, sagt Markus Wittke, Produktmanager bei der WSCAD.

Enorme Zeitgewinne durch Digitalisierung ergeben sich beim Routen der Verbindungen und Konfektionieren von Drähten und Drahtsätzen samt Beschriftung. Schon während der Planung lassen sich Drahtlängen einfach per Knopfdruck berechnen. Mit der Funktion Autorouting findet die Software automatisch die optimalen Verlegewege für alle Verbindungen und berechnet die Drahtlängen. Zudem gehören Fehler beim Ausdrucken der Labels der Vergangenheit an: die Bezeichnungen für Adern- und Klemmleisten sowie die anderen elektrischen Komponenten und QR-Codes kommen direkt aus den erstellten Projektdaten. Papierlisten oder ausgedruckte Dokumentationen sind somit überflüssig.

Alle Informationen zur Herstellung von Drähten und Drahtsätzen sowie die erforderlichen Geometriedaten für Schranktüren und Montageplatten liegen bereit und können direkt übernommen werden. Wege über eigene Datenkompillierung oder Umprogrammierung der Fertigungsmaschinen sind damit nicht mehr nötig. Alle für die Fertigung vorkonfektionierten Verdrahtungsbündel samt Dokumentation gibt es als maschinenkompatiblen Datensatz, der über einen Menüpunkt übergeben wird. Stehen keine eigenen Maschinen zur Verfügung, können auch andere Dienstleister mit kompatiblen Bohr-, Fräs- oder Laserzentren einbezogen werden. Schrankinformationen lassen sich auch per App auf mobile Tablets oder Augmented-Reality-Brillen übertragen. Das ist für Instandhalter eine Hilfestellung. Er kann vor Ort Änderungen in die Dokumentation übermitteln oder online Ersatzteile bestellen. „Insgesamt ein neuer Benchmark in Sachen Funktionalität und Performance und das bei einem gutem Preis-Leistungsverhältnis“, unterstreicht WSCAD-Geschäftsführer Zein.