Schaltschrank der Firma Rittal

Bild: Schaltschrank - Rittal

Einkaufsführer: Schaltschränke und Gehäuse

Bild Haken Ein Blick ins Pflichtenheft zeigt welche Anforderungen beachtet werden müssen…
Auch die stärkste Kette ist nur so gut wie ihr schwächstes Glied. Daher müssen moderne Steuerungssysteme in der Industrie sicher und gut bedienbar untergebracht werden. Dabei sind Gehäuse und Schaltschränke nicht nur ein Blechkleid, sondern erfüllen vielfältige Aufgaben, die erst den optimalen Einsatz und die „Rund-um-die-Uhr-Verfügbarkeit” der Elektroniksysteme und damit der gesteuerten Einrichtung ermöglichen.

An  vorderster Stelle steht die Sicherheit gegen Eindringen von Staub und Feuchtigkeit, vor mechanischer Beschädigung, vor thermischen Problemen und vor elektromagnetischen Beeinflussungen. Unabdingbar ist dabei die Erfüllung der für den jeweiligen Einsatzbereich der Steuerung zutreffenden, international gültigen Vorschriften:

  • EN 60204-1 (DIN EN 60204-1:2007 – VDE 0113 Teil 1,  für die „Elektrische Ausrüstung von Maschinen”,
  • EN 61439-1 (DIN EN 61439-1:2012 – VDE 0660 Teil 600, für „Niederspannungs-Schaltgerätekombinationen – Teil 1: Allgemeine Festlegungen” .

Besonderes Augenmerk ist hier nach wie vor auf den Berührungs- und Fremdkörperschutz und den Wasserschutz zu richten. Diese sind als Schutzarten in IEC 60529 (DIN EN 60529:2000 – VDE 0470 Teil1) festgelegt. Die dort beschriebenen IP-Schutzartangaben ermöglichen eine Aussage darüber, wie gut ein Gehäuse die gestellten Anforderungen erfüllt. Allerdings muss berücksichtigt werden, dass die Schutzartprüfungen unter normierten Laborbedingungen ablaufen und in realen Anforderungen abweichende Bedingungen herrschen können. Ein weit verbreitetes Missverständnis ist etwa die Vermutung, dass die  Schutzart IP 66 gleichbedeutend ist mit einer Anwendung im Freien. Weder die mögliche längere Dauer der Belastung mit Wasser noch die möglichen Umgebungsparameter Temperatur, Wind oder UV-Einstrahlung finden in der Schutzartprüfung für IP 66 Berücksichtigung. Solche besonderen Faktoren müssen zwischen Hersteller und Anwender abgesprochen und bei der Produktkonfiguration herangezogen werden.

In den allermeisten industriellen Anwendungsfällen der Automatisierungstechnik kann eine Schutzart IP 55 oder IP 54 als gut geeignet betrachtet werden. Stellt man darüber hinausgehende Anforderungen, können diese im Einzelfall durch zusätzliche Abdichtungsmaßnahmen (bis etwa IP 66) erfüllt werden. Anwendungen, bei denen Gehäuse mit Hochdruck-Wasserstrahl gereinigt werden müssen, können (aktuelle Ergänzung zur Norm) mit der Kombination IP 69 bezeichnet werden.

Schutzartprüfung: Nach wie vor wichtigstes Kriterium zur Bewertung des Schutzes von Personen gegen Zugang zu gefährlichen Teilen, wie auch der Betriebsmittel gegen feste Fremdköper und Wasser.

Bild: Strahlwassertest-Rittal

Der Schutz vor mechanischer Beschädigung ist bei rein statisch belasteten Systemen, durch die Verwendung entsprechender Stahlblechstärken oder durch Glasfaser-verstärkte Kunststoffe, für die Mehrzahl der Gehäuse leicht zu erreichen. Anders sieht dies bei stark schwingungs- oder schockbeanspruchten Anwendungen aus: In der Form wie die rechnergestützte Schwingungsanalyse und die Finite-Elemente-Rechnung beispielsweise für Stabilitätsuntersuchungen in der Automobilentwicklung wesentliche Hilfsmittel sind, kann bei Rittal die Eignung eines Gehäuses im Einzelfall durch Belastungsprüfungen oder die Berechnung des Schwingungsverhaltens mittels der Modalanalyse untersucht werden. Wegen des dafür erforderlichen hohen materiellen und personellen Aufwands bleibt gerade das letztgenannte Verfahren meist auf sicherheitsrelevante Anwendungsprobleme beschränkt.

Herausforderung Klima

Steuerungsstörungen durch übermäßige Erwärmung treten trotz gut bekannter Problematik immer wieder auf: Gerade bei Fertigungsverfahren mit prozessbedingter Wärmeentwicklung, und dann besonders in den heißen Sommermonaten, wenn die Temperatur in der Umgebung der Steuerung eine natürliche Wärmeabgabe über die Oberfläche des Schaltschrankes nicht mehr zulässt oder gar zu einem Wärmefluss von außen nach innen und damit einer zusätzlichen Wärmebelastung der eingebauten Komponenten führt. Das Problembewusstsein der Anwender ist inzwischen so groß, dass der Themenkomplex „Klimatisierung” oft schon im Planungsstadium angesprochen und berücksichtigt wird. Ausgehend von einer Klima-Berechnung können Lösungen von passiver Belüftung über aktive Belüftung mit Lüfterunterstützung bis zu Kühlgeräten zur dezentralen Wärmeabführung in die unmittelbare Umgebung eingesetzt werden.

Sicherheitsanforderung EMV

Unter dem Kürzel EMV bekannt, hat eine weitere Sicherheitsanforderung große Bedeutung: Der Schutz vor elektromagnetischer Beeinflussung. Im Automobilbau beispielsweise, mit komplexen elektronischen Motorsteuerungen und anderen elektronischen Systemen muss dieser Problematik größte Beachtung geschenkt werden, um den Ausfall lebenssichernder Komponenten (zum Beispiel ABS, ESP) zu verhindern. Auch in den Produktionsanlagen selbst können, ausgehend beispielsweise von Schweißrobotern, elektromagnetische Beeinflussungen auftreten, die es wirkungsvoll zu verringern gilt, um Störungen oder gar Zerstörungen von Steuerungsbaugruppen und damit Produktionsausfälle wie auch Bediener gefährdende Fehlfunktionen zu vermeiden.

Hohe Funktionalität erleichtert die Anwendung

Resultierend aus der eingangs erwähnten Trennung zwischen Steuerungs- und Leistungsteil, und darüber hinaus der funktionalen Unterteilung der Steuerung in Schaltteil und Bedienteil, ergeben sich verschiedene Forderungen für die Bereitstellung von Gehäuse- und Schranksystemen:  Schaltschränke für Einzelaufstellung, Anreihbarkeit mit / ohne innere Abschottung, Integration von Schaltteil und Bedienteil in speziellen Gehäusen, Trennung von Schaltteil und Bedienteil in unterschiedliche Gehäuse, Integration von 19″-Elektronik-Einschüben in „normalen” Schaltschränken, spezielle Gehäuse und Schränke für den Einsatz von 19″-Elektronik-Einschüben. Allen diesen – und möglichen weitergehenden – Kombinationen aus Sicherheits- und Funktionalitätsanforderungen wird ein kompetenter Gehäusehersteller mit seiner großen Produktpalette gerecht. Dem Anwender werden vielfältige Gehäuse als Serienprodukte angeboten. Sie bieten den Vorteil der schnellen Verfügbarkeit, der hohen standardisierten Qualität, ein umfangreiches Zubehörprogramm und sinnvolle Montagehilfen.

Auf der Basis des Dialogs mit den Kunden werden Gehäuse, Schaltschränke und Zubehör ständig weiter entwickelt und ergänzt. Überzeugende Beispiele für diesen innovativen Prozess sind die Beschäftigung mit dem Thema Effizienz von Kühlgeräten zur Senkung der Betriebskosten im industriellen Bereich, sowie die Entwicklung von Überwachungssystemen für die physikalischen Parameter in Anlagen-kritischen Schaltschrankanwendungen.

Autoren: Hartmut Lohrey, Leiter der Abteilung Marketing Training & Support, Rittal und Kathrin Irmer


 

Checkliste für den Einkauf von Gehäuse und Schaltschränken

Haken Welche Umweltbedingungen müssen berücksichtigt werden?
Haken Welche Schutzart wird für das Gehäuse benötigt?
Haken Gibt es Wärmebelastungen am Einsatzort?
Haken Muss der Schaltschrank vor elektromagnetischer Spannung geschützt werden?
Haken Reicht ein standardisiertes Serienprodukt oder wird eine Sonderlösung benötigt?

Drei Fragen an Andreas Ripploh, Ripploh Elektrotechnik

Andreas Ripploh

Diplom Ingenieur Andreas Ripploh, Geschäftsführender Gesellschafter der Ripploh Elektrotechnik GmbH, setzt die neuen SE 8 Einzelschränke von Rittal ein.

Welche besonderen Spezifikationen müssen Sie beim Einkauf von Schaltschränken beachten?
Der Aufstellungsort (innen oder außen) und die Schutzart sind natürlich wichtig. Wie viel Platz-Reserve ist zu berücksichtigen und ist eine Kompatibilität mit den gegebenen Schränken vor Ort notwendig. Eventuell wird eine Erweiterung angereiht, da muss für Kompatibilität sowohl innen als auch außen gesorgt werden. Die Verwendung der bekannten Zubehörteile und Kompatibilität zu den anderen Einbauteilen sowie die Möglichkeit, Bauteile nachzurüsten, ist ebenfalls von
Bedeutung.

Wie gehen Sie bei der Auswahl der Geräte vor?
Wichtig ist, welche Vorort-Bedingungen wir auch in Bezug auf die Materialverfügbarkeit haben. Aufgrund der immer kürzer werdenden Bauzeiten muss auch eine Lagerverfügbarkeit zugesichert werden. Die Lieferzuverlässigkeit der Komponenten ist ebenfalls kaufentscheidend.

Was muss besonders beachtet werden, bevor man die Auslegung eines Schaltschrankes festlegt?
Zu beachten sind: Einsatzort ( Lebensmittelindustrie, chemische Industrie, Oel-Industrie, EX-Schutz Bedingungen, internationale Zulassungen, UL-Zulassung, CSA-Zulassung, Zulassungen aus dem Marinebereich (GL-Zulassung), gute Erfahrungen in dem entsprechenden Anwendungsfall, gegebenfalls die Modifizierung der Schaltschränke mit einem Erdbeben-Kit.


Schranktyp SE 8

Einzelschrank fit für extreme Einsätze

Mit der Schutzart NEMA 4/4x macht Rittal sein Einzelschranksystem SE 8 jetzt fit für extreme Einsätze im nordamerikanischen Markt. Verfügt der Schranktyp serienmäßig über Schutzart NEMA 12, bietet die optionale NEMA 4/4x-Ausführung eine erhöhte Schutzfunktion gegen windgetriebenem Staub, Regen, Spritz- und Strahlwasser sowie Schutz vor Beschädigung durch äußere Eisbildung. Elektrische und elektronische Betriebsmittel in Schaltschränken sind somit auch unter anspruchsvollen Bedingungen sicher geschützt.


Firmenporträt: Rittal

Seit der Gründung im Jahr 1961 hat sich Rittal kontinuierlich zum weltweit führenden Systemanbieter für Schaltschränke, Stromverteilung, Klimatisierung, IT-Infrastruktur sowie Software und Service entwickelt. 11 000 Mitarbeiter fertigen und entwickeln bei Rittal ‚Rittal – Das System‘. Synergiepotenziale werden mit dem Schwesterunternehmen Eplan für disziplinübergreifende Engineering-
Lösungen, erschlossen. Mehr unter: www.rittal.de

Autor: Kathrin Irmer

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