Die Ursprünge der Steuerungen liegen in den 1950er-/1960er-Jahren. Die Automatisierung von Maschinen und Anlagen, getrieben von Entwicklungen in der Automotive-Branche, 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.
Raue Umgebungsbedingungen erfordern Schutz
Inzwischen sind SPS als Steuer- und Regelkomponente von Anlagen und Maschinen integraler Bestandteil industrieller Produktionsprozesse – und damit ein maßgeblicher Effizienzfaktor. Eine Störung der SPS und der zugehörigen Technik wird daher schnell zum Risiko für die Fertigungsabläufe und damit auch zum Kostenfaktor, mit dem gerechnet werden sollte. Waren Steuerungen in der Vergangenheit noch oft in klimatisierten, geschützten Räumen eingesetzt, ist es in heutigen Produktionen wichtig, dass sie direkt auf dem Shopfloor angesiedelt sind – eben in unmittelbarer Nähe zu den Maschinen und Anlagen, die sie steuern. „Dort sind sie jedoch unter Umständen problematischen Umgebungseinflüssen wie aggressiven Medien, Schmutzpartikeln oder extremen Temperaturen ausgesetzt“, weiß Thomas Ostermann, Vertriebsleiter bei Apra-Norm. Unternehmen stehen vor der Herausforderung, die wertvollen Steuerungssysteme vor solchen unerwünschten Einwirkungen zu bewahren.
Den passenden Anbieter finden
Die Lösung sind moderne Steuerschranksysteme. „Steuerschränke sind sozusagen die perfekte Schale für die wertvollen Steuerungen“, sagt Andreas Funk. Allerdings ist das Angebot an Anbietern und an Gehäusen groß – worauf müssen Unternehmen also bei der Auswahl achten? Laut Thomas Ostermann sind die Bedürfnisse des Kunden das wichtigste Kriterium und im weiteren Sinne auch seine intern vorhandenen Kapazitäten und Kompetenzen. „Manche Unternehmen benötigen nur das leere Gehäuse und können alles weitere in Eigenregie durchführen. Andere bevorzugen das Komplettpaket.“ Zu dem besagten Komplettpaket gehören neben der Konstruktion und Fertigung auch die Beratung, Planung, Projektierung sowie die Prüfung, Schaltplanerstellung und Montage. „Im Grunde funktioniert die Steuerschrank-Konfiguration wie ein Hausbau. Nur dass wir bei Apra-Norm Architekt und Bauherr in einem sind – wenn der Kunde das wünscht“, sagt Andreas Funk. Unternehmen, bei denen der Zeit- und Kostenfaktor besonders ins Gewicht fällt, wenden sich am besten an einen Hersteller, der die gesamte Schrankfertigung aus einer Hand anbietet. Hier sind die Produktionsprozesse eingespielt und Drittlieferanten unnötig, wodurch sich Geld und Zeit sparen lässt.
Vom Standard bis zur Losgröße 1
Apra-Norm bietet Steuerschränke in unterschiedlichen Modellen und Modifikationen von Stufe 1 bis Stufe 3. Stufe 1 gilt als modifizierter Standard und besteht z.B. aus dem 19″-Standardschrank Tirax mit kundenspezifischen Seitenwänden, funktionellen Innenausbauteilen sowie montierten Schaltereinheiten und Kabelsätzen. „In der Stufe 2 beträgt der Sonderanteil schon rund 25%“, so Thomas Ostermann. Dann verfügt der Tirax noch über eine gewölbte Design-Fronttür, eine ausklappbare Tastatur und – dank einem Dämmschaum auf der Innenseite – über einen Schallschutz. Zudem ist er bis zu 1.500kg belastbar. Kundenindividuelle Lösung wie Prototypen mit einem Sonderanteil von 100% rechnet man bei der 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, muss dies bei der Konstruktion des Gehäuses beachtet werden. Denn der Schrank muss mehr Gewicht auf die Waage bringen, 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 gibt es bis zu einer Höhe von 2,40m. Auch die mechanische Konfiguration bietet Spielraum: So gibt es unter anderem die Möglichkeit, Montageplatten, Tragschienen oder Klemmleisten sowie Anschraubbolzen für die Baugruppenmontage anzubringen oder Durchbrüche für Displays vorzunehmen. Kabeleinführungen und -verschraubungen, EMV-geschirmte Kabeleinführungen, Zugentlastung, Kabelbürsten oder Kabelkanäle ermöglichen ein smartes Kabelmanagement im Inneren des Steuerschranks.
Für jedes Einsatzgebiet gibt es das geeignete Material
Zusätzliche optionale Konfigurationen sind verschiedene Schutzfunktionen, etwa vor elektromagnetischer Beeinflussung (EMV), Stromschlägen und vor Staub und Wasser entsprechend der IP-Schutzklassen. Auch Schutz vor mechanischen Einflüssen wie Vandalismus und Erdbeben sowie vor Überhitzung durch Klimatisierungssysteme 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. 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 ist aufgrund seines geringen Gewichts für Steuerschränke im Fahrzeugbau die richtige Wahl. Edelstahl wiederum kommt hauptsächlich in der Lebensmittelindustrie und bei hygienesensiblen Bereichen zum Einsatz“, erklärt Andreas Funk. Die Oberflächen der Steuerschränke sind je nach Einsatzbereich naturbelassen, lackiert (pulverbeschichtet oder Nasslack) oder galvanisch behandelt – etwa beim Einsatz in korrosiven Umgebungsbedingungen.
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