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Digitales Engineering

Schneller Verdrahten beim Schaltschrankbau

| Autor/ Redakteur: Birgit Hagelschuer / Stefanie Michel

Die Auftragsbücher sind voll, Fachkräfte sind rar. Damit steht auch der Schaltschrankbau vor großen Herausforderungen. Die immer komplexeren und individuelleren Produkte verschärfen die Situation. Mit der Digitalisierung und Automatisierung der Wertschöpfungskette ist allerdings noch einiges möglich.

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Schritt für Schritt kann der Verdrahter mit Unterstützung von Eplan Smart Wiring die Drähte im Schaltschrank anbringen.
Schritt für Schritt kann der Verdrahter mit Unterstützung von Eplan Smart Wiring die Drähte im Schaltschrank anbringen.
(Bild: Eplan Software & Services)

Die zunehmende Komplexität der Steuerungstechnik und ihrer Komponenten, der Kundenwunsch nach Individualisierung, nationale wie internationale Normen, Last-Minute-Änderungen und immer engere Liefertermine setzen den Schaltschrankbau unter enormen Kostendruck. Hinzu kommt der Fachkräftemangel. Statt zukünftig auf den Ordner mit Betriebsmittellisten, Montageplänen und dem Stromlaufplan als zentrale Fertigungsunterlage zu setzen, gilt es deshalb, die wertschöpfenden Prozesse im Steuerungs- und Schaltschrankbau schneller, wirtschaftlicher und präziser zu gestalten.

Allerdings haben Software, Schaltschrank-Systemtechnik und Maschinen zur Fertigungsautomatisierung hohe Reifegrade erreicht. Wo liegen heute also noch Potenziale, um die Effizienz in der Wertschöpfungskette zu steigern? Sie liegen in einem verbesserten Zusammenspiel von Produktentwicklung und Produktion. Damit einher geht der Anspruch, das Engineering, die Konstruktion, die Arbeitsvorbereitung und die Produktion zu einer durchgängigen Wertschöpfungskette zu kombinieren.

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Zusammenspiel aus Software und Systemtechnik

Zur SPS IPC Drives 2018 präsentierten Eplan und Rittal Lösungen mit einer neuen Integrationstiefe am Beispiel der Verdrahtung. Durch die Verknüpfung von Engineering und Produktion schaffen die Unternehmen perfekt aufeinander abgestimmte Kombinationen von Softwarelösungen, Systemtechnik, Maschinen und Dienstleistungen. Der Mehrwert liegt auf der Hand: Ganzheitliche Lösungen ermöglichen auch die ganzheitliche Steigerung von Produktivität und Effizienz im Produktherstellungsprozess und darüber hinaus.

Die Station 1 stand ganz im Zeichen von Engineering und Konstruktion. Die Eplan-Lösungen – allen voran Eplan Pro Panel in seiner neuen Version 2.8 – wurden Besuchern im Umfeld des Maschinen-/Anlagen- und Schaltschrankbaus präsentiert. Digitale Daten vom Engineering in Eplan Electric P8 über den Montageaufbau in Eplan Pro Panel bis hin zur Arbeitsvorbereitung standen im Fokus. Auch gemeinsam entwickelte Softwaresysteme im Bereich Thermal Design (Rittal Therm) oder erweiterte Fertigungsschnittstellen, beispielsweise für Rittal Perforex-/Secarex-Bearbeitungsmaschinen, wurden präsentiert.

Arbeitsaufwand für Verdrahtung reduzieren

Mit rund 50 % des Arbeitsaufwandes stellt das Verdrahten den größten Anteil am Gesamtaufwand zur Erstellung eines Schaltschranks dar. Bei herkömmlicher Herangehensweise dauert das Vorbereiten des Drahtes für die Verdrahtung durchschnittlich 157 Sekunden. Gelingt es, die erforderlichen Verbindungen bereits in der Planungsphase „vorzudenken“, so lässt sich dieser Arbeitsschritt signifikant beschleunigen. Alles, was in der Elektrokonstruktion vorgedacht wurde – also die elektrotechnischen Verbindungen, die funktional definiert wurden –, wird in Eplan Pro Panel in seiner physikalischen Ausprägung geplant.

Vollautomat beschleunigt Drahtkonfektionierung

An Station 2 wurde der neue, kompakte Drahtkonfektionier-Vollautomat Wire Terminal WT von Rittal präsentiert, der eine 8-mal schnellere Konfektionierung der Drähte im Vergleich zum manuellen Prozess ermöglicht. Verfügbar in den Varianten WT24 und WT36, können ohne Umrüstung bis zu 24 beziehungsweise 36 unterschiedliche Drähte in den Querschnitten von 0,5 bis 2,5 mm² vollautomatisiert produziert werden. Die Drähte, die im Montageaufbau mit Eplan Pro Panel geplant wurden, werden vollautomatisiert konfektioniert. Ohne händisches Eingreifen eines Mitarbeiters werden die Arbeitsschritte Ablängen, Abisolieren und Crimpen vorgenommen. Das optional erhältliche Drucksystem kann die Drähte direkt bedrucken. Die so konfektionierten Drähte werden mit einem patentierten, gesteuerten Ordnungssystem an die nachgelagerten Prozessschritte übergeben.

Nun lässt sich aufgrund der Flexibilität des Wire Terminals WT die Konfiguration so gestalten, dass die zu produzierenden Drähte einer gewissen Reihenfolge unterliegen. Diese Reihenfolge wird im softwarebasierten Assistenzsystem Eplan Smart Wiring wiedergegeben. Die vorgefertigten Drähte können so der Reihe nach aus den bereitstehenden Drahtmagazinen entnommen und synchronisiert in der Reihenfolge, die Eplan Smart Wiring aufzeigt, entsprechend verdrahtet werden.

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Digitale Assistenzsysteme für die manuelle Verdrahtung

An Station 3 erlebten Besucher die manuelle Konfektionierung von Drähten und die Verdrahtung mithilfe digitaler Assistenzsysteme. Durchschnittlich braucht ein Elektriker 4,5 Minuten, um eine elektrische Verbindung aus dem Schaltplan als reale Verbindung im Schaltschrank zu installieren. Allerdings wendet er nur etwas über die Hälfte der Zeit für das eigentliche Verdrahten auf. Knapp ein Drittel der Zeit benötigt er beispielsweise zur reinen Vorbereitung.

Ein realer Verdrahtungsarbeitsplatz stand hier im Zentrum, um zu zeigen, wie digitale Assistenzsysteme diesen Prozess vereinfachen und beschleunigen können. Die Software Eplan Smart Wiring stellt auf Basis des digitalen Prototypen alle Informationen für den Verdrahter bereit. Sie visualisiert den Verdrahtungsprozess übersichtlich und Schritt für Schritt, auf Wunsch auch auf Mobile Devices.

Dieser Arbeitsprozess ist synchronisiert mit der vom Wire Terminal WT ausgegebenen Konfektion: Draht 1 im Wire Terminal WT von Rittal ist Draht 1 in Eplan Smart Wiring. So kann der Verdrahter Stück für Stück die Aufgaben „abarbeiten“. Und wo Vollautomaten typischerweise an ihre Grenzen stoßen, können Halbautomaten beispielsweise zur Ablängung oder Marking-Systeme direkt von Eplan mit Informationen versorgt werden. Im Bereich Consulting wurden Messebesucher über die Aspekte von Methodenwechseln, Standardisierung und Automatisierung im Schaltschrankbau informiert.

Digitale Schaltplantasche für die Datensammlung

Ist die Maschine oder Anlage fertig verdrahtet, befinden sich in der Regel bis heute alle für Wartung und Service erforderlichen Informationen und Dokumentationen (Betriebsmittellisten, Stücklisten, Klemmenpläne und natürlich der Schaltplan in ausgedruckter Form) in der Schaltplantasche. Das wird nun durch eine digitale Version abgelöst. Hier können Nutzer unter Berücksichtigung von Zugriffsrechten alle relevanten Dokumente einsehen. So ist die Dokumentation zentral und sicher verwaltet, jederzeit verfügbar und immer aktuell.

Die Zuordnung zwischen digitaler Dokumentation und realem Schaltschrank erfolgt in diesem Rahmen über einen eineindeutigen, patentierten Komponenten-QR-Code am Schaltschrank: Dieses Kennzeichnungssystem, über das bereits heute jeder Rittal-VX25-Großschrank, seine Komponenten und das Zubehör werkseitig verfügen, ermöglicht es, jeden Schrank weltweit eindeutig zu identifizieren. Über eine Rittal-App lässt sich der QR-Code scannen, um zum Beispiel Informationen zu Schaltschrankartikeln oder mithilfe des Rittal Digital Information Management das dem Schaltschrank beziehungsweise der Maschine zugehörige Eplan-Projekt einzusehen. Per Kopplung zu Eplan e-View, der neuen Cloud-Lösung, sind zudem Redlining-Szenarien auch in Service und Maintenance abbildbar.

Zur Hannover Messe gehen die Unternehmen Rittal und Eplan den bereits beschrittenen Weg weiter: Sie präsentieren den Prozess der „Integrierten Wertschöpfungskette“ anhand eines Showcase. Dieser besteht aus aufeinander abgestimmten Softwaremodulen für das Engineering und die Arbeitsvorbereitung – konkret aus Eplan Electric P8 und Eplan Pro Panel sowie Systemtechnik und Automationstechnologien wie dem neuen kompakten Drahtkonfektionier-Vollautomat Rittal Wire Terminal WT. Digitale Assistenzsysteme wie Eplan Smart Wiring runden den Prozess ab.

Eplan auf der Hannover Messe 2019: Halle 6, Stand H30

* Birgit Hagelschuer ist zuständig für die Presse- und Öffentlichkeitsarbeit bei der Eplan Software & Service GmbH & Co. KG in 40789 Monheim am Rhein, Tel. (0 21 73) 39 64-1 80, hagelschuer.b@eplan.de

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