Das Steuerungssystem ist die Zentrale einer Produktionsanlage, die Entscheidungen trifft, Befehle übermittelt und Rückmeldungen aus dem Feld empfängt. Die Zuverlässigkeit dieser Zentrale hängt nicht allein von der Auswahl der PLC, des Antriebs oder der Schaltgeräte ab; alle diese Komponenten müssen innerhalb einer geeigneten Schaltschrankarchitektur angeordnet, betrieben und geschützt werden. Der Ansatz von Tempa Pano für Steuerungssysteme bietet eine Infrastruktur für unterschiedliche Projektanforderungen: von Bedienpulten über mechanische Lösungen unter der offiziellen Produktbezeichnung „DDC-PLC-DSC-Schaltschränke“ bis hin zu Motor Control Centern und Niederspannungsverteilern. Oskon verbindet diese Infrastruktur mit Prozesswissen, Elektroplanung, Automatisierungssoftware, funktionaler Sicherheit und Inbetriebnahme.
Dieser Katalogleitfaden erläutert, wie der passende Steuerschrank definiert wird, statt lediglich ein einzelnes Produkt auszuwählen. Ziel ist es, Umgebungsbedingungen, Funktion, Wärmelast, Wartungszugang und spätere Erweiterungen gemeinsam zu bewerten und daraus ein projektspezifisches System abzuleiten. Zwischen einer Serienfertigungslinie, einer Prozessanlage, Gebäudeautomation, einem Logistikzentrum und einer Maschinenanwendung bestehen erhebliche Unterschiede. Daher sollten das Steuerungskonzept und die Komponentenliste ausgearbeitet werden, bevor die Außenabmessungen des Schaltschranks festgelegt werden.
Überblick über das Portfolio für Steuerungssysteme
Auf den offiziellen Lösungsseiten von Tempa werden Steuerschränke, „DDC-PLC-DSC-Schaltschränke“, MCC-Schaltschränke und LVP5000 als separate Anwendungsgruppen vorgestellt. Die Schreibweise „DSC“ des Herstellers darf nicht automatisch mit dem in der Prozessautomatisierung gebräuchlichen Kürzel DCS gleichgesetzt werden; im Angebot sind die Produktbezeichnung des Herstellers und die vorgesehene Steuerungsarchitektur getrennt anzugeben. Diese Produktgruppen unterscheiden sich hinsichtlich Energieverteilung, Signaldichte, Bedienerinteraktion und Wartungskonzept. Während bei einem Bedienpult Ergonomie und die Anordnung der Anzeigen im Vordergrund stehen, ist bei einem PLC-Schaltschrank die Trennung von Kleinspannungssignalen und Leistungsleitungen entscheidend; bei einem MCC sind es Hochstrompfade und die innere Unterteilung.
Die Baureihen im Katalog ersetzen keine ausgearbeitete Projektplanung. Dasselbe Gehäuse kann mit unterschiedlichem Innenaufbau sehr verschiedene Aufgaben erfüllen. Deshalb sind in der Anforderungsspezifikation Versorgungsspannung, Gesamtleistung, Motoranzahl, Steuerungsarchitektur, Kommunikationsstruktur, Umgebungstemperatur, Staub- und Feuchtigkeitsbedingungen, Kabeleinführungsrichtung, Aufstellfläche und Wartungskonzept gemeinsam anzugeben. Die endgültige Auswahl muss anhand der geltenden Projektstandards und der Risikobeurteilung überprüft werden.
Bedienpulte: die Schnittstelle zwischen Bediener und Prozess
Das Bedienpult ist die physische Schnittstelle, über die der Bediener die Produktionslinie überwacht und in den Prozess eingreift. Elemente wie Bildschirme, Taster, Wahlschalter, Meldeleuchten, Not-Halt-Geräte und Industriecomputer werden entsprechend dem Blickwinkel und der Nutzungshäufigkeit angeordnet. Ein zu hoch angebrachtes oder schwer erreichbares Element kann im täglichen Betrieb ergonomische Probleme verursachen; dicht nebeneinander angeordnete, ähnlich aussehende Bedienelemente können das Fehlbedienungsrisiko erhöhen. Bei der Konstruktion wird nicht nur geprüft, ob die Geräte Platz finden, sondern auch, wie sie während einer gesamten Schicht genutzt werden.
Der Innenraum des Bedienpults ist ebenso wichtig wie seine Frontseite. Zu berücksichtigen sind die Wärmeabgabe von Monitoren und Computern, Kabelbiegeradien, Wartungsabdeckungen, Erdung sowie die Trennung von Daten- und Leistungskabeln. In reinigungsintensiven Bereichen gelten andere Anforderungen an die Oberflächenwahl; in der Schwerindustrie stehen dagegen Stoßbelastung, Vibration und Zugangskontrolle im Vordergrund. Der Standort des Bedienpults ist zusammen mit der Maschinensicherheitsanalyse zu betrachten. Not-Halt- und Reset-Funktionen müssen entsprechend dem jeweiligen Sicherheitskonzept ausgelegt werden.
Die Produktbezeichnung DDC-PLC-DSC und der Anwendungskontext von DCS
PLC-Schaltschränke werden in der Maschinen- und Linienautomatisierung für schnelle, deterministische Steuerungen eingesetzt, DDC-Schaltschränke für die direkte digitale Regelung in der Gebäudeautomation und der Automatisierung von Nebenanlagen. In Prozessanwendungen ermöglichen DCS-Architekturen, also verteilte Leitsysteme, eine groß angelegte Regelung und Überwachung. Die Bezeichnung „DSC“ im offiziellen Seitentitel von Tempa ist als Produktgruppenname beizubehalten; die tatsächliche Steuerungsarchitektur des Projekts muss separat als DDC, PLC oder DCS definiert werden. Eine gemeinsame Anforderung an die Schaltschrankkonstruktion ist die Anordnung von Steuerung, dezentralen I/O, Stromversorgung, Kommunikationsgeräten und Feldanschlussklemmen in einer nachvollziehbaren Topologie. Klemmenplan und I/O-Liste müssen eindeutig aufeinander rückführbar sein. Kabelkanäle müssen hinsichtlich Belegung und späterer Eingriffe ausreichende Reserven bieten.
Leitungen für analoge Messsignale, schnelle Zähler und Sicherheits-I/O sowie industrielle Ethernet-Kabel werden so verlegt, dass sie vor elektromagnetischen Einflüssen geschützt sind. Eine ungeplante gemeinsame Anordnung von Leistungselektronik und empfindlicher Signaltechnik im selben Einbauraum kann zu instabilen Messwerten und Kommunikationsproblemen führen. Bei Bedarf sind räumliche Trennung, Schirmung, fachgerechte Erdung und eine geeignete EMC-Schaltschrankbaureihe zu prüfen. Die Wärmeberechnung muss auf dem von den Steuerungsherstellern zulässigen Umgebungstemperaturbereich und der tatsächlichen Temperatur am Aufstellort basieren.
MCC-Schaltschränke: Motorsteuerungen übersichtlich und wartungsfreundlich aufbauen
Ein Motor Control Center bündelt die Versorgung und Steuerung zahlreicher Motoren in einer gemeinsamen Architektur. Hauptleistungsschalter, Sammelschienen, Motorschutzgeräte, Schütze, Sanftstarter oder Antriebe sowie Mess- und Kommunikationskomponenten werden entsprechend den Projektanforderungen angeordnet. Neben der Motorleistung bestimmen auch Gleichzeitigkeitsfaktor, Anlaufstrom, Kurzschlussniveau und Selektivitätsberechnung den Schaltschrankaufbau. Die innere Unterteilung sowie die Wahl zwischen Einschub- und Festeinbautechnik beeinflussen unmittelbar, welche Bereiche während der Wartung spannungsfrei geschaltet werden müssen.
Der Kabelanschlussraum darf bei der MCC-Auslegung nicht erst nachträglich berücksichtigt werden. Leistungskabel mit großen Querschnitten, Kabelendverschlüsse und Stromwandler benötigen erheblichen Platz. Einführungsrichtung, Höhenlage der Kabeltrasse, Sockel und Kabelzugweg werden bei der Bestandsaufnahme vor Ort überprüft. Oberschwingungs- und Wärmeeinflüsse der Antriebe, Bremswiderstände, Belüftung und Kommunikationstopologie sind gesondert zu untersuchen. Damit ein Stromkreis im Fehlerfall schnell gefunden werden kann, müssen Beschriftung, einpoliges Schaltbild, Klemmennummern und Betriebsmittelkennzeichen demselben Dokumentationsstandard folgen.
LVP5000 und der Ansatz für Niederspannungsschaltanlagen
LVP5000 wird im Bereich Steuerungssysteme von Tempa als Lösung für Niederspannungsschaltanlagen aufgeführt. Bei solchen Systemen können Hauptverteilung, Unterabgänge, Messung, Blindleistungskompensation und Motorsteuerung innerhalb einer Schaltschrankreihe geplant werden. Welche Funktionen in derselben Reihe untergebracht werden, richtet sich nach Betriebskontinuität, innerer Unterteilungsform, Zugangsberechtigungen und Wartungsstrategie. Ein Angebot ausschließlich anhand der Außenabmessungen zu erstellen, bevor einpoliges Schaltbild, Lastenliste und Kurzschlussberechnung vorliegen, ist technisch nicht fundiert.
Der Bemessungsstrom ist nicht das einzige Auswahlkriterium. Größen wie Sammelschienenquerschnitt, Umgebungstemperatur, Anreihung der Schaltschränke, Temperaturerhöhung im Gehäuse, Verlustleistungen der Schutzgeräte und Aufstellungshöhe können die Belastbarkeit beeinflussen. Der nach den einschlägigen Normen erforderliche Bauartnachweis und das Prüfkonzept sind zu Projektbeginn festzulegen. Oskon stimmt die Komponentenauswahl auf die Prozess- und Automatisierungsanforderungen vor Ort ab und erstellt daraus die technischen Unterlagen für die Schaltschrankfertigung.
Kompensationsschränke und ergänzende Steuerschränke
Die Blindleistungskompensation ist ein eigenständiges ingenieurtechnisches Thema, das die Spannungsqualität und die Netznutzung beeinflusst. Kondensatorstufen, Schütz- oder Thyristorschaltung, der Bedarf an Drosseln, Oberschwingungsmessungen und Belüftung werden gemeinsam bewertet. Bei bestehenden Anlagen sollten Lastprofil und Oberschwingungsspektrum gemessen werden, statt ausschließlich die Werte der Stromrechnung heranzuziehen. Eine falsch gewählte Stufung oder unzureichende Kühlung kann zu unnötiger Erwärmung im Schaltschrank und vorzeitigem Verschleiß der Komponenten führen.
Auch Blindschaltbilder, lokale Bedienkästen, Feldverteiler und spezielle Prüfpulte können Teil der Steuerungsarchitektur sein. Bei diesen Anwendungen wird festgelegt, wie der Bediener auf Informationen zugreift, an welchen Punkten Feldgeräte zusammengeführt werden und welche Bedienmöglichkeit im Störungsfall verwendet wird. Für jede Sonderlösung werden Gehäusematerial, Türanordnung, Montageplatte, Dichtung, Verschluss und Kabeleinführung separat ausgewählt.
Auswahltabelle für den passenden Steuerschrank
| Anwendung | Vorrangiger Auslegungsschwerpunkt | Erforderliche Projektdaten |
|---|---|---|
| Bedienpult | Ergonomie, Sichtbarkeit, Bedienersicherheit | Bildschirm- und Befehlsliste, Nutzungshäufigkeit, Bedienerposition |
| Produktgruppe DDC / PLC / DSC; DCS-Anwendungen | Signalintegrität, Netzwerk, I/O-Dichte, Wärme | I/O-Liste, Topologie, Verlustleistungen, Erweiterungsreserve |
| MCC | Kurzschluss, Unterteilung, Motorversorgung und Service | Motorliste, Anlaufverfahren, Kabelquerschnitte, Selektivität |
| Niederspannungsverteilung | Sammelschienen, Schutzkoordination, Betriebskontinuität | Einpoliges Schaltbild, Lastprofil, Kurzschlussniveau, geforderte Unterteilungsform |
| Blindleistungskompensation | Oberschwingungen, Stufenaufbau und Kühlung | Energiemessung, Laständerungen, Oberschwingungsbericht |
Wärmemanagement und Umgebungsbedingungen
Jedes Gerät im Schaltschrank erzeugt Wärme. Die Verlustleistungen von Antrieben, Stromversorgungen, Transformatoren und Schutzgeräten müssen addiert werden; dabei sind die natürliche Wärmeabgabe der Schaltschrankoberfläche, die Umgebungstemperatur und die Sonneneinstrahlung zu berücksichtigen. Je nach Ergebnis können natürliche Belüftung, Filterlüfter, Schaltschrankkühlgerät oder Wärmetauscher gewählt werden. Das Hinzufügen eines Kühlgeräts allein reicht nicht aus; zur Vermeidung eines Luftkurzschlusses müssen die Positionen von Lufteintritt und Luftaustritt sowie mögliche Warmluftansammlungen an den Geräten untersucht werden.
In staubigen, ölhaltigen, feuchten oder korrosiven Umgebungen sowie im Außenbereich ändern sich die Anforderungen an Gehäusematerial und Schutzart. Kabelverschraubungen, Lüftungsöffnungen und Geräte in der Tür beeinflussen die Gesamtschutzart des Schaltschranks. Wird eine Edelstahl- oder EMC-Lösung benötigt, ist diese Auswahl gemeinsam mit der inneren Architektur des Steuerschranks zu treffen. Nachträglich vor Ort unkontrolliert eingebrachte Bohrungen können die Schutzwirkung eines korrekt ausgewählten Gehäuses beeinträchtigen.
Projektablauf mit Oskon
Der Ablauf beginnt mit der Bestandsaufnahme vor Ort und der Funktionsdefinition. Lasten- und I/O-Listen werden überprüft, das einpolige Schaltbild und die Steuerungsarchitektur erstellt und die ungefähren Verlustleistungen der Komponenten berechnet. Die Tempa-Schaltschrankbaureihe wird nach Abmessungen, Material, Schutz- und Zugangsanforderungen ausgewählt. Anschließend werden mechanische Anordnung, Kabelkanäle, Klemmen, Sammelschienen, Erdung, Beschriftung und Wärmemanagement detailliert ausgearbeitet. Nach der Entwurfsprüfung wird der Stand der Fertigungsunterlagen verbindlich festgeschrieben.
In der FAT-Phase werden Energieverteilung, I/O, Kommunikation, Alarme, Sicherheitsfunktionen und Dokumentation anhand kontrollierter Prüfszenarien verifiziert. Vor Ort erfolgen Kabelprüfungen, SAT und Inbetriebnahme. Die Übergabe wird durch aktuelle Schaltpläne, Software-Sicherungen, Parameter, Prüfprotokolle und Wartungsinformationen vervollständigt. So ist der Steuerschrank nicht nur ein geliefertes Gehäuse, sondern ein betreibbares und nachvollziehbar dokumentiertes System.
Vorbereitungsliste für die Angebotsanfrage
- Einpoliges Schaltbild oder Blockdiagramm mit der Funktion der Anwendung und den Systemgrenzen des Schaltschranks
- Listen der Lasten, Motoren, I/O, Kommunikations- und Bediengeräte
- Angaben zu Versorgung, Kurzschluss sowie Neutralleiter- und Erdungssystem
- Umgebungstemperatur, Feuchtigkeit, Staub, chemische Einflüsse und Angabe zur Innen- oder Außenaufstellung
- Kabeleinführungsrichtung, Aufstellungsplan sowie Abmessungen von Sockel und Wartungsgang
- Anforderungen an Schutzart, Material, Farbe, Verschluss und Zugang
- Redundanz, Erweiterungsreserve, Wartungskonzept und angestrebter Inbetriebnahmetermin
Wenn diese Informationen gemeinsam vorliegen, können die geeignete Gehäuseauswahl, der Innenaufbau und der Automatisierungsumfang auf derselben technischen Grundlage bewertet werden. Die Kompetenzen von Oskon in den Bereichen Fabrikautomation, Automatisierungsberatung und Inbetriebnahme machen aus dem Schaltschrankportfolio von Tempa ein ganzheitliches, im Feld funktionierendes Steuerungssystem.
Offizielle Produktquellen: Die Angaben zu den Produktfamilien und die Abbildungen basieren auf den Seiten von Tempa Pano zu Steuerschränken, DDC-PLC-DSC-Schaltschränken, MCC-Schaltschränken und LVP5000 . Die endgültigen technischen Werte müssen anhand der Projektbedingungen und der aktuellen Herstellerdokumentation überprüft werden.
