Durchgängiges Elektro-Engineering
Kräfte bündeln
In schwierigen Zeiten sind Schaltanlagenbauer und Elektrokonstrukteure mit vielen Unwägbarkeiten konfrontiert. Neue Ideen und innovative Ansätze sind jetzt hilfreich, um Stromlaufpläne und Schaltschrankaufbauten einfacher und effizienter zu gestalten. Welches konkrete Potenzial in einer durchgängigen Engineering-Software für Planung und Entwicklung steckt, zeigen einige branchentypische Anwendungsbeispiele.
Cabinet Engineering mit der WSCAD Suite X ist intuitiv und integrativ in bestehende Konstruktions- und IT-Umgebungen. (Bild: WSCAD GmbH)
In der Elektroplanung und im Schaltschrankaufbau gibt es viele manuelle Vorgänge und Arbeitsschritte, die sowohl zeitaufwändig als auch fehleranfällig sind und durch den Einsatz effizienter Planungs- und Konstruktions-Software automatisch per Mausklick oder im Hintergrund ablaufen. Der Schaltanlagenhersteller Baader aus Königsbrunn bei Augsburg beispielsweise ist einer der Auftrags-Schrankfertiger, der seit längerem die WSCAD-Software für die Elektropläne und die Schrankaufbauten einsetzt. Schritt für Schritt ist die WSCAD-Plattform zur führenden Arbeitsumgebung für die Planer und Elektrokonstrukteure herangereift. Die WSCAD Suite deckt inzwischen die gesamte Entwicklungs- und Produktionskette ab, von Stromlaufplänen mit Material-, Kabel- und Verteilerlisten, dem Aufbau der Schaltschränke mit Kabelverbindungen, Tragschienen und konfigurierten Klemmkästen bis zur Nutzung der erzeugten Daten für die Fertigung der Schaltanlagen. Jörg Baader, Geschäftsführer der Firma Baader: „Einer der ausschlaggebenden Gründe für WSCAD ist die Fähigkeit des Programms, Daten aus unterschiedlichen Dateiformaten vollständig und fehlerfrei importieren zu können. Auf dieser Basis können wir die Schrankaufbauten schnell vornehmen.“
Daten auch aus anderen Systemen nutzen
Es macht keinen Unterschied, woher die Daten kommen, ob aus der eigenen Datenbank oder anderen CAD-Systemen. Über die Importfunktion der WSCAD Suite lassen sich per Mausklick Projekte, Artikeldatenbanken, Komponenten und Konfigurationseinstellungen aus Vorgängerversionen oder anderen E-CAD-Systemen weiter verwenden. Ein Import-Wizard liest die Eingabelisten ein und führt sie im von WSCAD benötigten Format automatisch zusammen. Damit lassen sich beispielsweise vorliegende Stromlaufpläne mit allen Symbolen, Informationen und Verbindungslinien verlustfrei weiter nutzen. Die in Form von Dokumenten organisierten Stromlaufpläne, Cabinet-Seiten, Reports und Materiallisten, Deckblätter, Inhaltsangaben und Funktionsschemata sind im Dokumentenbereich in beliebiger Detaillierung per Projekt-Explorer zugänglich – die perfekte Projektverwaltung per Browser und Mausklick. Auch kundenspezifische Planungsvorgaben für den Cabinet-Aufbau sind für den Import-Wizard kein Problem. Externe Klemmenpläne, Material- und Verbindungslisten aber auch Informationen wie Hersteller- und Funktionstexte, Betriebsmittelkennzeichen (BMK), Artikeldaten oder Zusatztexte werden eingelesen und stehen im Projekt zur Verfügung. Ein Abgleich mit der WSCAD-Datenbank beim Einlesen vermeidet dabei Redundanzen. Auf dieselbe Weise importieren Baader-Konstrukteure PDF-Dateien oder DXF/DWG-Dateien. Komplette Konstruktionszeichnungen oder Ausschnitte davon können in geöffnete Projektseiten maßstabsgetreu eingebunden werden. Besonders interessant ist, dass der Konstrukteur je nach Bedarf den Inhalt der DXF/DWG-Datei als Referenz, als Hintergrundbild oder als bearbeitbares WSCAD-Format importieren kann.
Die Spezialisten bei Baader erstellen die Schrankaufbauten inklusive der Daten für die Fertigung mithilfe der E-CAD-Lösung von WSCAD. Eine der Stärken der WSCAD SUITE ist die Fähigkeit, Stromlaufpläne unterschiedlicher Fremdformate für den Schrankaufbau mit WSCAD vollständig und fehlerfrei importieren zu können. (Bild: WSCAD GmbH)
Makros erleichtern die Vorgehensweise
Schon beim Konstruieren von Stromlaufplänen zeigt das E-CAD-System seine volle Stärke. Mehrere Symbole mit den dazugehörigen Verbindungen inklusive Beschriftungen und Bauteileigenschaften lassen sich in einem Makro zusammenfassen und abspeichern. In einer Makrobibliothek finden sich häufig verwendete Teilschaltungen oder auch ganze Schaltungsseiten als Pfad- oder Seiten-Makros. Die Makroverwaltung ist zusammen mit dem Makro-Explorer ein wichtiges Hilfsmittel: Per Doppelklick oder Drag & Drop platziert man die einmal erstellten Schaltungen inklusive Artikeldaten in der benötigten Variante im aktuellen WSCAD-Plan. Mit einem Makro-Editor lassen sich Makros mit anderen Werten, die über Variablen eingegeben werden, bearbeiten und abspeichern. Sind alle Projektdaten vorhanden und die darin enthaltenen Sammelmappen und Dokumente mit Referenzkennzeichen versehen, tritt der Material-Explorer für den Schrankaufbau in Aktion. Per Drag & Drop zieht der Konstrukteur die referenzierten Daten und Komponenten in den Schrank. Rechts- oder linksbündig und auf Zehntelmillimeter genau plaziert er die erforderlichen Bauteile. Über die 3D-Ansicht starten die Schrankbauer am Monitor die Kollisionsprüfung von Objekten – bei Nutzung nativer 3D-Daten sogar auf Grundlage tatsächlicher Bauteilabmessungen. Einen deutlichen Produktivitätsschub in den Arbeitsabläufen konstatiert Baader bei der Verkabelung: Das automatische Drahtrouting auf Basis der im Verdrahtungsplan festgelegten Zielverdrahtung ist eines der Highlights in der Schrankfertigung.
Mehr Flexibilität im Entwicklungsprozess
Nicht nur Routinearbeiten konnte Baader automatisieren, auch die größere Flexibilität beim Einsatz von Entwicklungskapazitäten und mehr Gestaltungsfreiheit für den gesamten Planungs- und Entwicklungsprozess – etwa bei kurzfristigen Projektänderungen – fanden ungeteilte Zustimmung. Selbst die hauseigene NC-gesteuerte Fertigung von Gehäuse, Montageplatten und Schranktüren profitierte von der WSCAD-Software: Über eine in der Software enthaltene Schnittstelle lassen sich alle Planungsdaten direkt aus dem WSCAD-System ohne zusätzlichen Programmieraufwand an die Maschinensteuerung übermitteln. Die Datenübernahme aus anderen Planungssystemen und die direkte Anbindung der hauseigenen Fertigung an die E-CAD-Umgebung waren auch für den Spezialisten für Schaltanlagen, NW-Niemann, ein entscheidendes Argument für den Einsatz der WSCAD Suite. Dem Hersteller ging es vor allem darum, redundante Arbeitsschritte beim Erstellen von Stromlaufplänen, Schrankaufbau und Fertigung auszumerzen. Die Idee: alles aus einer Hand. „Früher haben wir Stromlaufpläne mit einer einfachen E-CAD-Software angelegt“, berichtet Geschäftsführer Holger Pawel. „Heute entwickeln wir die Pläne bereits im Hinblick auf den nachfolgenden Schrankaufbau mit anschließender Fertigung – alles auf einer Plattform und mit einer Software.“ Die modulare und skalierbare Engineering-Umgebung von WSCAD erfüllt die Erwartungen und bietet ein gutes Preis-Leistungsverhältnis hinsichtlich der benötigten Lizenzen und der jährlichen Wartungskosten.
Die Daten für Stromlaufpläne, Schrankaufbauten und Dokumentation werden bei BSG aus dem Angebotssystem über einen hauseigenen Konfigurator nach WSCAD übernommen und dort automatisch generiert. Die Zeitersparnis im Engineering beträgt bei Standardsteuerung 80 bis zu 90 Prozent. (Bild: WSCAD GmbH)
Riesige Auswahl einfach anklicken
Vor allem der Zugriff auf die kostenlose Online-Datenbank wscaduniverse.com mit ständig aktualisierten Symbolen und Artikeldaten von mehr als 300 Herstellern in den E-CAD-Formaten WSCAD und Eplan ist dem Schrankfertiger NW-Niemann eine wertvolle Hilfe für eigene Projekte. „Lieferanten haben uns vor Beschaffung der WSCAD-Software bestätigt, dass sie die Artikeldaten ihrer Produkte bevorzugt in wscaduniverse.com zur Verfügung stellen, weil ihnen im Gegensatz zu anderen Anbietern hier keine Kosten für die Einstellung entstehen. Für uns als Anwender steigt damit die Wahrscheinlichkeit, mehr und vor allem stets aktuelle Daten sofort zu finden. Wir müssen nicht erst bei Drittanbietern umständlich auf die Suche gehen“, erklärt Holger Pawel. Auch finden sich dort native 3D-CAD-Daten in den bekannten Formaten wie beispielsweise Step oder Iges. Mit leicht bedienbaren Filterfunktionen und eingebundenen Produktkonfiguratoren der Automationshersteller holt sich der Konstrukteur per Mausklick die benötigten Komponenten mit den dazugehörigen Attributen beispielsweise für die Klemmleisten-Konfiguration samt Stück- und Verbindungslisten. Ein schneller Weg, vor allem bei individuellen Schranklösungen oder bei Losgröße eins. Das richtige Dimensionieren der Kabelkanäle und die Konfektionierung der Verbindungen spielen bei NW-Niemann eine ebenso große Rolle wie die Fertigung der Drähte und Drahtsätze sowie die Schrankherstellung. Das automatische Kabel-Routing ermittelt auf Basis des Verdrahtungsplans und der Anschlusspunkte der einzelnen Symbole alle Verbindungen im Schaltschrank, berechnet den Füllgrad der Kanäle und stellt die vollständige Schaltschrankverdrahtung grafisch dar. Die Drahtlängen werden dabei mit ermittelt. Verschiebt der Konstrukteur nachträglich ein Element, startet die Routingfunktion neu und übernimmt die Änderung. Wenn alle Elemente vorschriftsmäßig platziert sind, erhalten die hauseigenen NC-Bearbeitungszentren direkt aus dem E-CAD-System von WSCAD die Datensätze für die Herstellung der Schrankgehäuse, Kabelbündel und Drähte. Soll ein externer Dienstleister Drähte und Drahtsätze herstellen, ist das auch kein Beinbruch: WSCAD stellt einfach die maschinenlesbaren Datensätze zusammen, mit denen man zum Beispiel die Firma CadCabel beauftragt. Alle Spezifikationen im Schaltplan und im Schrankaufbau sind digital hinterlegt und einfach über einen Info-Link aufrufbar. Die normenkonforme Dokumentation mit Querverweisen in PDF-Form wie auch die Bereitstellung in einer Cloud und Nutzung per App auf mobilen Endgeräten erleichtern Technikern bei der Montage und Instandhaltung die Arbeit. Die WSCAD Cabinet AR App für Verdrahtung und Instandhaltung ist Bestandteil der WSCAD Suite und im App-Store von Apple und bei Google Play kostenlos erhältlich.
Stammdaten mit vielen Zusatzinformationen
Der Komponentenhersteller Wago hat sich Planungs- und Fertigungsabläufe im Detail angeschaut und ist von den digitalen Automatisierungsmechanismen im Elektro-Engineering überzeugt. Für die Elektroplanung und die Fertigungslinien im eigenen Haus setzt der Automationsausrüster die WSCAD Suite ein. Die E-CAD-Plattform deckt neben der Elektrotechnik und dem Schaltschrankbau weitere relevante Anwendungsfelder ab wie Fluide, Verfahrenstechnik sowie die Gebäudeautomation und Elektroinstallation. Der hauseigene Administrator für das System & Project Engineering entwirft und implementiert zusammen mit einem kleinen Team die E-CAD-Artikeldaten des Wago-Produktportfolios, pflegt die mit vielen Zusatzinformationen hinterlegten Symbole, kümmert sich um die Bereitstellung der kaufmännischen und technischen Stammdaten, konfiguriert Routingpoints für das automatische Verbinden der Anschlüsse und aktualisiert die Spezifikationen der Wago-Produkte. „Die WSCAD-Software ist übersichtlich strukturiert und klar gegliedert. In vielen Fällen ist sie selbsterklärend und gut zu verstehen. Auch wenn man mal eine oder zwei Wochen nicht damit gearbeitet hat, kommt man dennoch sehr schnell und gut damit zurecht.“ sagt Alexander Krahner, Administrator CAE Applications bei Wago. Ein Beispiel für die partnerschaftliche Zusammenarbeit zwischen Automationsherstellern und WSCAD ist der browserbasierte Klemmendesigner Smartdesigner von Wago. Platziert der Elektrokonstrukteur im WSCAD-Plan eine Wago-Klemme, kann er den Online-Konfigurator von Wago direkt aus der WSCAD-Software heraus aufrufen, die Klemmenblöcke inklusive der Bestelldaten konfigurieren und komplett in seinen Plan platzieren. Ein WSCAD-Wizard kann auch Klemmleisten-Konfigurationen aus dem WSCAD-Plan im XML-Format an den Wago Smartdesigner exportieren. Dazu ist lediglich ein Internetzugang und ein Konto für die Anmeldung am Smartdesigner nötig – schon lässt sich die Datei im Smartdesigner öffnen. Das Anlegen und Bearbeiten von Klemmen ist aber auch im WSCAD-eigenen Klemmen-Manager möglich: Einmal angelegt, kann man Klemmleisten je nach Wunsch kopieren, ihre Betriebsmittelkennzeichen editieren oder die Anzahl der Klemmen variieren. Wird eine Klemme im Stromlaufplan platziert, öffnet sich der Klemmen-Manager. Durch das Markieren einer freien, grün gekennzeichneten Klemme wird die Klemme zugewiesen. Man kann Klemmen verschieben und unter Beibehaltung der Anschlussnummer auch tauschen und sogar Mehrstockklemmen platzieren.
Für die Herstellung der Drähte und Drahtsätze hat die Firma NW-Niemann in ein NC-Bearbeitungszentrum investiert – die Daten dafür kommen direkt aus dem mit der WSCAD Suite erstellten Schrankaufbau. (Bild: WSCAD GmbH)
Einmal planen, immer wiederverwenden
Der Hersteller von Schaltanlagen und Steuerungen Bruckmann Steuerungstechnik (BSG) geht noch einen Schritt weiter: Bei BSG wurde für die Elektroplanung und den Schrankbau im breitangelegten Produktspektrum ein eigenes Konfigurationstool entwickelt, das aus den Auftragspositionen des ERP-Systems alle relevanten elektrotechnischen Konstruktionsdaten direkt an die WSCAD-Plattform übergibt. Das große Thema dabei ist die Wiederverwendung einmal entwickelter Pläne und ein reibungsloser Workflow in der Elektrokonstruktion und Schaltschrankfertigung. Die entsprechende Schnittstelle wurde auf Seiten WSCAD mit dem Project Wizard realisiert. Das Add-On ist hilfreich, wenn es um ein strukturiertes Vorgehen in allen Projektstufen geht. Es setzt Schaltpläne mit Hilfe von Makros auf Knopfdruck zusammen und nutzt dabei bereits erstellte Makros und Makrovarianten, die häufig wiederkehrende und sich ähnelnde Schaltungsteile enthalten. „Bei WSCAD haben wir mit dem Project Wizard genau die Schnittstelle bekommen, mit der wir unsere selbst entwickelte Lösung an unser ERP-System andocken konnten“, freut sich Leendert van Straalen, Betriebsleiter bei BSG. Der BSG-Konfigurator Onetool holt sich aus dem ERP-System Artikelnummern und weitere technische Detaildaten, die der Project Wizard an die WSCAD-Software übergibt. Dort werden über Makros und Makrovarianten die Schaltpläne und Schrankaufbauten automatisch generiert. Der Project Wizard hat eine eigene Oberfläche. In einem Makrofenster kann man sich in einer Ordnerstruktur beispielsweise alle vorhandenen Makros und Varianten anschauen und per Doppelklick oder Drag & Drop in das aktuelle Projektfenster ziehen. Auch umfangreiche Makro-Bibliotheken setzt der Project Wizard fehlerfrei und automatisch im WSCAD-Umfeld in so genannten Sets zusammen. Der Vorteil: Einmal richtig eingestellt sind alle elektrotechnischen Unterlagen und Dokumentationen gleich aufgebaut und fehlerfrei. Stehen die Pläne für die Stromversorgung und den Aufbau von Schaltschränken und Klemmenkästen, schickt WSCAD automatisch die erzeugte Stückliste zurück ins ERP-System und löst dort den Bestellprozess aus. Last but not least gehen die freigegebenen Konstruktionsdaten über eine Schnittstelle in die Fertigung. Für Schranktüren und Gehäuse setzt BSG einen NC-Bohrautomaten von Steinhauer ein. Größere Drahtsätze und -bündel lassen BSG beim Dienstleister CadCabel herstellen. Über eine spezielle WSCAD-Schnittstelle werden alle für die Kabelkonfektionierung erforderlichen Daten elektronisch an CadCabel übermittelt.
