Was ist die Konstruktion industrieller Schalttafeln?

Was ist eine industrielle Schalttafel?

Eine industrielle Schalttafel, manchmal auch als Schaltschrank oder Gehäuse bezeichnet, ist eine Baugruppe aus struktureller und elektrischer Hardware, mit der Sie industrielle Systeme steuern und überwachen können. Die Leistung hängt weitgehend von der Konstruktion ab. Daher ist es wichtig, alle Teams aus den Bereichen Elektrotechnik, Maschinenbau und Fertigung frühzeitig in den Konstruktionsprozess einzubeziehen. 

Industrielle Schalttafeln (Industrial control panels, IPCs) enthalten eine Reihe von Hardwarekomponenten – z. B. Schalter, Sicherungen, Relais und SPS (speicherprogrammierbare Steuerungen), die die internen elektrischen Komponenten mit der Stromquelle verbinden und so den Betrieb dieser Systeme ermöglichen. Neben der internen Hardware verfügen die Schalttafeln auch über ein Gehäuse oder einen Schrank. Dies ist die Struktur, die die internen Komponenten umgibt, um das Steuerungssystem physisch und vor Umwelteinflüssen zu schützen. Häufig befindet sich die eigentliche Stromquelle außerhalb des Schaltschranks. Die Stromversorgung wird über Kabel zur Schalttafel geführt und dort an die spezifischen Anforderungen angepasst.

Schlüsselfaktoren für die Konstruktion industrieller Schalttafeln

Bei der Konstruktion industrieller Schalttafeln ist eine Reihe von Aspekten zu berücksichtigen, die in zwei Hauptkategorien unterteilt werden können: Konstruktionsaspekte und gesetzliche Vorschriften. Fangen wir an.

Konstruktionsaspekte

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Industrielle Schalttafeln stellen eine Schnittstelle zwischen den Bereichen Elektrotechnik, Maschinenbau und Fertigung dar. Auch wenn jedes Feld seine eigenen Prioritäten und Gestaltungsaspekte hat, müssen die Entscheidungen jedes Teams durch interdisziplinäre Zusammenarbeit getroffen werden. Wenn das Konstruktionsteam beispielsweise während des Konstruktionsprozesses erfährt, dass die Fabrikhalle, in der die Schalttafel installiert werden soll, weniger Platz bietet als ursprünglich angenommen, kann diese Größenänderung Auswirkungen für Teams in allen Phasen des Produktentwicklungsprozesses haben – von der Konstruktion bis zur Fertigung. 

Es ist auch ein hohes Maß an Zusammenarbeit zwischen den Elektrotechnik- und Maschinenbauteams erforderlich. Elektroingenieure erstellen Stromlaufpläne und das Schaltschrank-Layout, wobei alle Drähte und elektrischen Komponenten spezifiziert werden. Anschließend werden diese Informationen an das Maschinenbauteam weitergeleitet, damit alles räumlich optimal innerhalb des physischen Schaltschranks angeordnet werden kann. 

Jede dieser Interaktionen erfordert eine wechselseitige Kommunikation zwischen den Teams. Je nach Anwendungsfall, Materialverfügbarkeit und Projektpriorisierungen können die spezifischen Konstruktionsaspekte variieren. Im Kern ist der Konstruktionsprozess jedoch immer ein iterativer, kooperativer Prozess zwischen den Teams. 

Gesetzliche Vorschriften

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Aufgrund ihrer Allgegenwart in kritischen industriellen Systemen unterliegen industrielle Schalttafeln einer Reihe von Vorschriften, die sowohl bei der Konstruktion als auch bei der Implementierung eingehalten werden müssen, darunter UL 508A, NFPA, ANSI, DIN und IEC-Forschungsstandards und -Normen. Diese Vorschriften reichen von Regelungen über zulässige Leistungsgrenzwerte bis hin zur Dokumentation von Konstruktionsspezifikationen und Regeln, die je nach Anwendungsfall eingehalten werden müssen. 

Letztendlich sollen diese Vorschriften bei der Konstruktion industrieller Schalttafeln für eine gewisse Standardisierung sorgen, um die Sicherheit und Systemintegrität über alle Schalttafeln hinweg zu gewährleisten, unabhängig von der Branche, in der sie eingesetzt werden. Ingenieure müssen über alle aktuellen Änderungen auf dem Laufenden bleiben, um sicherzustellen, dass ihre Konstruktionen den neuesten Vorschriften entsprechen.

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Wer ist an der Konstruktion industrieller Schalttafeln beteiligt?

Sehen wir uns nun einige der Hauptverantwortlichkeiten der Teams an, die bei der Erstellung industrieller Schalttafeln zusammenarbeiten.

Elektroingenieure

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Elektroingenieure sind für die Erstellung von Stromlaufplänen und das Layout elektrischer Systeme verantwortlich. Sie konzentrieren sich auf die Entwicklung der gesamten Stromversorgungs- und Steuerungssysteme sowie auf den erforderlichen Wärme- und Überspannungsschutz für alle elektrischen Komponenten. Darüber hinaus sollte das System so angelegt werden, dass keine übermäßige physische Belastung auf Drähte und Leitungen ausgeübt wird. Letztendlich ermöglichen die industriellen Schalttafeln die Steuerung und Überwachung von industriellen Systemen und Prozessen. Daher kann gar nicht genug betont werden, wie wichtig es ist, Elektronikteams während des gesamten Konstruktionsprozesses für industrielle Schalttafeln zu unterstützen.

Maschinenbau

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Während Elektronikteams für die Bestimmung des Stromflusses durch das System zuständig sind, sind Maschinenbauteams für die Systemmontage und die Produktkonstruktion im Ganzen verantwortlich. Maschinenbauingenieure können für eine Reihe von Aufgaben zuständig sein, einschließlich der Konstruktion des Schalttafelgehäuses/Schaltschranks, der Montage aller Komponenten und der Integration von Komponenten, Kabelkanälen, Verdrahtung und externen Lasten wie Pumpen und Motoren. Maschinenbauingenieure sind außerdem für Wärmemanagement und Wartung bei der Konstruktion des Gesamtsystems verantwortlich.

Fertigung

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Auch das Fertigungsteam spielt bei der Entwicklung industrieller Schalttafeln eine bedeutende Rolle. Sie sind oft das Team, das für die Beschaffung, Modifizierung und Montage der Materialien, die für die Herstellung der industriellen Schalttafeln benötigt werden, verantwortlich ist. Das Fertigungsteam muss frühzeitig in Gespräche über die Konstruktion einbezogen werden, um potenzielle Hindernisse zu vermeiden, die später im Fertigungsprozess auftreten können. Dies trägt zur Optimierung der Gesamtproduktionszeit bei und minimiert kostspielige Konstruktionsänderungen zu einem späteren Zeitpunkt im Prozess. 

Wo werden industrielle Schalttafeln eingesetzt?

Fast jede Branche, die sich mit Stromversorgungssystemen, Bauwesen und Fertigung, Technologien auf Unternehmensebene oder Industriedesign befasst, setzt industrielle Schalttafeln ein. Im Folgenden sind einige dieser Branchen aufgeführt.

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