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Steuerschränke

Wertvolle Steuerungen wirkungsvoll schützen

12. März 2021, 11:00 Uhr   |  Andreas Funk und Thomas Ostermann, apra-norm

Wertvolle Steuerungen wirkungsvoll schützen
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Glas automatisiert nach Farbe sortieren, Elektronikkomponenten auf Vollständigkeit überprüfen oder Materialien millimetergenau zuschneiden – eines haben diese Prozesse gemeinsam: Hinter ihnen stecken oft sehr teure Steuerungen. Wie lassen sich diese wertvollen Komponenten am besten schützen?

Industrielle Steuerungen haben ihre Ursprünge in den 1950er- und 1960er-Jahren. Die Automatisierung von Maschinen und Anlagen, getrieben von Entwicklungen in der Automobilbranche, läutete das Ende der bis dahin gebräuchlichen elektromechanischen Steuerung ein. Stattdessen setzten sich intelligente speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) immer mehr als Standard durch. In ihrer einfachsten Form besteht eine solche SPS aus Eingängen, Ausgängen, einer Firmware sowie Schnittstellen.

Inzwischen sind speicherprogrammierbare Steuerungen als Steuer- und Regelkomponente von Anlagen und Maschinen integraler Bestandteil industrieller Produktionsprozesse – und damit ein maßgeblicher Effizienzfaktor. Tritt bei einer SPS und der zugehörigen Technik eine Störung auf, wird dies daher schnell zum Risiko für die Fertigungsabläufe und damit auch zum Kosten­faktor, mit dem gerechnet werden sollte. Standen Steuerungen in der Vergangenheit noch oft in klimatisierten, geschützten
Räumen, ist es in heutigen Produk­tionsanlagen wichtig, dass sie direkt auf dem sogenannten Shopfloor angesiedelt sind – eben in unmittelbarer Nähe der Maschinen und Anlagen, die sie steuern. Dort sind sie jedoch unter Umständen problematischen Umgebungseinflüssen ausgesetzt, beispielsweise aggressiven Medien, Schmutzpartikeln oder extremen Temperaturen. Unternehmen stehen daher vor der Herausforderung, die wertvollen Steuerungssysteme vor solchen unerwünschten Einwirkungen zu schützen.

Den passenden Anbieter finden

Die Lösung sind moderne Steuerschranksysteme als Schale für die wertvollen Steuerungen. Allerdings ist das Angebot an Anbietern und an Gehäusen groß. Worauf sollten Anwender also bei der Auswahl achten? Die Bedürfnisse des Kunden sind das wichtigste Kriterium und im weiteren Sinne auch dessen intern vorhandenen Kapazitäten und Kompetenzen. Manche Unternehmen benötigen nur das leere Gehäuse und können alles weitere in Eigenregie durchführen. Andere bevorzugen das Komplettpaket. Zu einem solchen Komplettpaket gehören neben der Konstruktion und Fertigung auch die Beratung, Planung, Projektierung sowie Prüfung, Schaltplanerstellung und Montage. Im Grunde funktioniert die Steuerschrankkonfiguration wie ein Hausbau, nur dass bei einem Komplettpaket Architekt und Bauherr ein und derselbe ist.

Unternehmen, bei denen der Zeit- und Kostenfaktor besonders ins Gewicht fällt, können sich an einen Hersteller wenden, der die gesamte Schrankfertigung aus einer Hand anbietet. Dort sind die Produktionsprozesse eingespielt und Drittlieferanten unnötig, wodurch sich erheblich Geld und Zeit sparen lässt.

Vom Standard bis zur Losgrösse 1

Während manche Anbieter lediglich Standardsteuerschränke in ihrem Portfolio führen, bietet beispielsweise das Unternehmen apra-norm unterschiedlichste Modelle und Modifikationen von Stufe 1 bis Stufe 3. Stufe 1 gilt als modifizierter Standard und besteht zum Beispiel aus dem 19-Zoll-Standardschrank Tirax mit kundenspezifischen Seitenwänden, funktionellen Innenausbauteilen sowie montierten Schaltereinheiten und Kabelsätzen.

Vom Standardschrank zur individuellen Sonderlösung bietet apra-norm alles aus einer Hand
© apra-norm

Vom Standardschrank zur individuellen Sonderlösung bietet apra-norm alles aus einer Hand.

In der Stufe 2 beträgt der Sonderanteil schon rund 25 Prozent. Dann verfügt beispielsweise der Tirax noch über eine gewölbte Design-Fronttür, eine ausklappbare Tastatur und – dank  Dämmschaum auf der Innenseite – über einen Schallschutz. Zudem ist er bis zu 1500 kg belastbar. Kundenindividuelle Lösung wie Prototypen mit einem Sonderanteil von 100 Prozent rechnet man bei apra-norm der Stufe 3 zu.
Je nach anvisierter Anwendung können die Gehäuse unterschiedlich gestaltet und ausgestattet sein. Benötigt ein Kunde zum Beispiel einen Steuerschrank, in dem auch die Messtechnik einen Platz haben soll, ist dies bei der Konstruktion des Gehäuses zu beachten. Denn der Schrank muss mehr wiegen, damit er sich während des Messvorgangs nicht bewegt. Eine andere Kundenanforderungen kann darin bestehen, dass der Steuerschrank nicht mehr einen eigenen, extra klimatisierten Raum belegen soll. In diesem Fall wird die aktive oder passive Klimatisierung direkt in den Steuerschrank verlegt. Auch barrierefreie Schränke, die Mitarbeiter mit Handicap bedienen können, lassen sich realisieren.

Die Steuerschränke von apra-norm gibt es bis zu einer Höhe von 2,40 m. Auch die mechanische Konfiguration bietet einigen Spielraum: So lassen sich beispielsweise Montageplatten, Tragschienen oder Klemmleisten sowie Anschraubbolzen für die Baugruppenmontage anbringen oder Durchbrüche für Displays vornehmen. Kabeleinführungen und -verschraubungen, EMV-geschirmte Kabeleinführungen, Zugentlastung, Kabelbürsten oder -kanäle gehören zum smarten Kabelmanagement im Inneren des Steuerschranks.

Für jedes Einsatzgebiet das optimale Material

Zusätzliche optionale Konfigurationen sind verschiedene Schutzfunktionen, etwa vor elektromagnetischer Beeinflussung (EMV), Stromschlägen sowie vor Staub und Wasser entsprechend der IP-Schutzklassen. Auch Schutz vor mechanischen Einflüssen wie Vandalismus und Erdbeben sowie vor Überhitzung sind möglich. Für eine einfache Bedienung können spezielle Bedienelemente wie Tastaturen, Displays und Schalter integriert werden. Zudem lässt sich der Steuerschrank in einen Leistungs- und einen Steuerbereich unterteilen.

Kundenspezifische Vorverdrahtung ist möglich
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Kundenspezifische Vorverdrahtung ist möglich.

Die Auswahl der Materialien richten sich vor allem nach der jeweiligen Branche, für die der Steuerschrank vorgesehen ist. Kosteneffizientes Stahlblech ist beispielsweise für den Maschinen- und Anlagenbau besonders geeignet, Aluminium dagegen aufgrund seines geringen Gewichts für Steuerschränke im Fahrzeugbau. Edelstahl wiederum kommt hauptsächlich in der Lebensmittelindustrie und bei hygienesensiblen Bereichen zum Einsatz. Die Oberflächen der Steuerschränke sind je nach Einsatzbereich naturbelassen, lackiert (pulverbeschichtet oder mit Nasslack) oder galvanisch behandelt – etwa beim Einsatz unter korrosiven Umgebungsbedingungen

Fazit

Steuerungen sind heutzutage ein essenzieller Bestandteil einer modernen industriellen Produktion. Ein gut geplanter und mit Sorgfalt gefertigter Steuerschrank ist dabei ein Erfolgsfaktor, der Schutz vor verschiedensten Einflüssen bietet. Je besser das Gehäuse auf die Kundenanforderungen angepasst ist, desto leistungsfähiger ist das Gesamtsystem. Unternehmen, die den Kostenfaktor besonders im Auge haben, sind oft am besten mit einem Hersteller beraten, der alle Module und Komponenten aus einer Hand anbietet.

Die Autoren

Andreas Funk ist
Key Account im Vertrieb bei apra-norm.

Thomas Ostermann
ist Vertriebsleiter bei apra-norm.

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