Computergestütze Entwurfsmethoden GCE-V1/2 EPLAN Electric P8

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1 Computergestütze Entwurfsmethoden GCE-V1/2 EPLAN Electric P8 Vorlesungsskript zur Vorlesung im WS 2012/2013 Dipl.-Ing. Jochen Verrieth Hochschule Bochum Fachbereich Elektrotechnik und Informatik Lennershofstraße 140 D Bochum Wintersemester 2012/2013 Vorlesung EPLAN GCE-V1 & V2-1 -

2 Vorwort Dieses Vorlesungsskript fasst die wesentlichen Inhalte der CAE Vorlesung EPLAN des 1. Semesters zusammen. Allerdings gibt es geringe Unterschiede zum Lehrstoff, der in der Vorlesung dargestellt wird. Darüber hinaus kann es durch Anpassungen der Lehrinhalte auf neue Entwicklungen zu Verschiebungen in den Lehrinhalten kommen. Obwohl versucht wird dieses Skript aktuell zu halten, kann das allerdings nur mit zeitlichen Verzögerungen garantiert werden. Das Skript kann und soll nicht die Arbeit mit einem Lehrbuch ersetzen. Es wird insbesondere empfohlen, die Kenntnisse in der Normung und Kennzeichnung mit Hilfe von verschiedenen Lehrbüchern bzw. der jeweiligen Norm zu vertiefen. Die Normung ist ein dynamischer Prozess der ständig erneuert bzw. verbessert wird. Deshalb an dieser Stelle der Hinweis, dass besonders die Referenzkennzeichnung gemäß der Norm DIN EN 61346, in diesem Skript verwendet wird. Für das Praktikum somit für die Anfertigung der Schaltungsunterlagen wird das Software Programm EPLAN Electric P8 verwendet. Eine Studentenversion kann unter bezogen werden. Der Autor ist natürlich über Hinweise auf Fehler und sonstige Anregungen dankbar. Da das Skript mit Win2PDF erstellt wurde und auf elektronischem Weg im PDF - Format veröffentlicht wird, lassen sich Fehler schnell und einfach berichtigen. Stand: Dezember 2012 Vorlesung EPLAN GCE-V1 & V2-2 -

3 Inhalt: 1. ALLGEMEINES Grundbegriffe und Abkürzungen E-CAD Systeme 4 2. GRUNDLAGEN NORMEN Gesetzliche Grundlagen Normung/Vorschriften in der Elektrotechnik Normungsgremien EINFÜHRUNG IN DEN ENTWURFSPROZESS Das Normblatt/ Zeichenfläche Abbruchstellen Das Schaltzeichen Der Kennbuchstabe 15 Auszug der Kennbuchstaben Die IEC/NFPA Darstellung VERSCHIEDENE ARTEN VON PLANUNTERLAGEN Übersichtsschaltplan Stromlaufplan in zusammenhängender / aufgelöste Darstellung Der Klemmenplan Überblick von Darstellungsarten: 20 ANHANG A NORMEN MIT KURZER BESCHREIBUNG 21 Normenübersicht zu Elektrotechnische Symbole 21 Normenübersicht zu Elektrotechnische Dokumente 21 Normenübersicht zu der Kennzeichnungssystematik 21 ANHANG B 22 ANHANG C 24 ANHANG D 25 Vorlesung EPLAN GCE-V1 & V2-3 -

4 1. Allgemeines 1.1. Grundbegriffe und Abkürzungen Die folgenden Grundbegriffe und Abkürzungen werden in diesem Vorlesungsskript verwendet. Abkürzung HMI SPS QVW PPS PDM SAP EDM API CAD CAM CAA CAE Beschreibung Mensch-Maschine-Kommunikation (Human- Machine Interface) Speicherprogrammierbare Steuerung Querverweis Produktionsplanungs- und Steuerungssystem Produkt-Daten-Management Engineering Data Management für engl. application programming interface, deutsch: Schnittstelle zur Anwendungsprogrammierung Computer Aided Design (Rechnerunterstützte Konstruktion) Computer Aided Drafting (Rechnerunterstützte Zeichnungserstellung) Computer Aided Manufacturing (Rechnerunterstützte Fertigung) Computer Aided Assembling (Rechnerunterstützte Montage) Computer Aided Engineering (Rechnerunterstützte Analyse und Optimierung) 1.2. E-CAD Systeme Die E-CAD/CAE Systeme sind ein wichtiges Hilfsmittel bei der Konstruktion, Planung und Dokumentation von Maschinen und Anlagen. Die Zeichnungen wurden früher mit hohem Personalaufwand in verschiedenen Formaten von Hand gezeichnet. Heute werden die Zeichnungen mit einem PC erstellt, die Software dafür wird von den unterschiedlichsten Firmen angeboten (z.b. EPLAN). Von den Programmen wird eine hohe Flexibilität bei der Anpassung an länder-, normen- oder firmenspezifische Anforderungen verlangt. Bei der Elektrokonstruktion ist somit der Entwurf und die Revision von Anlagen stark vereinfach worden. In der Elektroindustrie sind die Faktoren Kostensenkung und Durchlaufzeiten reduzieren sehr wichtig. Damit treiben die Softwarehersteller ihre Produkte immer wieder dazu an, neuere und effizientere Funktionen in ihren Programmen bereitzustellen. Einer dieser Bereiche ist die Variantentechnik (Makros), das bietet dem Konstrukteur bei seiner Arbeit den Vorteil nicht immer wieder bei Null anzufangen zu müssen. Jede Änderung im Plan oder an einem Projekt muss bei einem CAE System was diese Variantentechnik nicht verwendet meistens einzeln und blattweise durchgeführt werden. Vorlesung EPLAN GCE-V1 & V2-4 -

5 E-CAD Systeme der 1. und 2. Generation sind ca Jahre am Markt bekannt. Diese System haben durchaus sehr viele Funktionalitäten allerdings steht im Vordergrund, dass überwiegend die Stromlaufpläne symbolbasiert erstellt werden. Der Konstrukteur ist oft somit beschränkt darauf, dass die Zeichnung schnell erstellt wird. Training und Einarbeitung wird oft aus Kostengründen vernachlässigt. Bei System der 2. Generation ist der wesentliche Unterschied, dass diese Systeme weitere Schnittstellen für EDM, PDM, PPS und SAP Systemen bereitstellen. Auch automatisierte Erstellung von Auswertungen (z.b. Klemmenplan) sowie Online Kontrollen sind vorhanden. Die Systeme der 3 Generation (z.b. EPLAN 21 und EPLAN Electric P8) bieten für das Engineering der Dokumentation weitere Möglichkeiten. Die Variantentechnik und der objektorientierte Ansatz sind hier die zentralen Möglichkeiten. Auch eine API Schnittstelle gehört zum Standard. Man spricht auch von einer effizienten Konstruktion weil durch geringfügige Anpassungen neue Produktvarianten erzeugt werden. 1. Generation 2. Generation 3. Generation Symbolbasierte Stromlaufplanerstellung -Automatische Generierung von Auswertungen - Online Konrollen - Integration von PPS und PDM Systemen Modellorientieres Electrical Engineering Überblick der ECAD Systemgenerationen (Roller 2002) Vorlesung EPLAN GCE-V1 & V2-5 -

6 2. Grundlagen Normen Aus der Verantwortung (Zielsetzung der Normung), die Hersteller und Betreiber technischer Einrichtungen und Produkte für die Sicherheit haben, resultiert die Forderung, Anlagen, Maschinen und andere technische Einrichtungen so sicher zu machen, wie es nach dem Stand der Technik möglich ist. Um Produkte in den Verkehr bringen oder betreiben zu dürfen, müssen sie den grundlegenden Sicherheitsanforderungen der EU-Richtlinien entsprechen. Zur Erfüllung dieser Sicherheitsanforderungen können Normen sehr hilfreich sein. Dabei ist zu unterscheiden zwischen harmonisierten Europanormen und sonstigen technischen Regeln, in den Richtlinien auch nationale Normen genannt. Die Normungsarbeit erfolgt auf nationaler, regionaler oder internationaler Ebene. Die Normensammlung ist hierarchisch aufgebaut und in den folgenden Grundtypen unterteilt: Die in diesem Skript aufgeführten Richtlinien und Gesetze sind eine Auswahl, um wesentliche Ziele und Prinzipien zu vermitteln. Die Grundlagenbeschreibung erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Abschließend ist zu sagen, durch die Anwendung von Normen entzieht sich niemand der Verantwortung für das eigene Handeln. Vorlesung EPLAN GCE-V1 & V2-6 -

7 2.1. Gesetzliche Grundlagen Die Rechtliche Stellung von Normen ist wie folgt geregelt. Die Normen des deutschen Normenwerkes gelten als Empfehlungen, sie sind keine Gesetze, der Gesetzgeber verlangt keinen Erfüllungsnachweis und sie stehen jedermann zur Anwendung frei. Weiterhin können Normen nicht alle Sonderfälle und alle neuen Erkenntnisse direkt berücksichtigen. Generell gilt, durch die Anwendung von Normen entzieht sich niemand der Verantwortung für das eigene Handeln Normung/Vorschriften in der Elektrotechnik Wie in fast allen technischen Berufen muss auch die Elektrofachkraft die Arbeit in Zeichnungen darstellen. Anders als in den metallverarbeitenden Berufen, wo großer Wert auf die Genauigkeit und Oberflächenbearbeitung gelegt wird, wird in den Elektroberufen viel mit Schaltzeichen und Symbolen gearbeitet. Maßgenau sind eigentlich nur die Montagezeichnungen. Für jede Hauptsparte in dem weiten Feld der Elektrotechnik wurden die Schaltzeichen in DIN/EN Vorschriften zusammengefasst (weitere Übersichten befinden sich im Anhang B). Grundlegend für die Erstellung und Bezeichnung von Schaltplänen sind die Strukturierungsprinzipien und Referenzkennzeichnung nach [DIN EN ]. In dieser Vorlesung steht im Vordergrund das Referenzkennzeichen und die Dokumentenklassifizierung [DIN EN 61355]. Die DIN EN hat seit einigen Jahren Gültigkeit und ersetzt die DIN sowie teilweise die DIN und DIN In der DIN EN sind die Strukturierungsprinzipien und Referenzkennzeichnung von industriellen Systemen, Anlagen, Ausrüstungen und Industrieprodukten geregelt. Des Weiteren sind für die eindeutige Darstellung in Dokumentationen der Elektrotechnik Die DIN EN 60617: Graphische Symbole für Schaltpläne, die DIN EN 61082: Dokumente der Elektrotechnik sowie die DIN EN 61355: Klassifikation und Kennzeichnung von Dokumenten für Anlagen, Systeme und Einrichtungen zu beachten. Im Folgenden werden einige grundlegende Begriffe erläutert: Anmerkung: Definitionen aus anderen Normen sind nicht immer wörtlich zitiert. System Menge von Objekten, die untereinander in Beziehung stehen, mit dem Zweck, eine gemein-same Funktion zu erfüllen. [DIN EN ] Aspekt Spezifische Betrachtungsweise, Informationen über ein System auszuwählen oder ein System oder ein Objekt eines Systems zu beschreiben. [DIN EN ] Anmerkung: Solche Betrachtungsweisen können sein: - Was das System oder Objekt macht (Funktionssicht); - wie das System oder das Objekt zusammengesetzt ist (Produktsicht); - wo das System oder das Objekt sich befindet (Ortssicht). Vorlesung EPLAN GCE-V1 & V2-7 -

8 Objekt Betrachtungseinheit, die in einem Konstruktions-, Planungs- Realisierungs-, Betriebs-, War-tungsund Demontageprozess behandelt wird. [DIN EN ] Anmerkung 1: Die Betrachtungseinheit darf sich auf eine physikalische oder eine nichtphysikalische Sache oder einen Satz von Informationen, der damit verbunden ist, beziehen. Anmerkung 2: Abhängig vom Zweck darf ein Objekt auf verschiedene Weise, genannt Aspekt, betrachtet werden. Anlage Zusammenstellung verschiedener Systeme an einem bestimmten Ort. [DIN EN 61355] Schaltanlage Allgemeiner Begriff, der Kombinationen von Schaltgeräten mit zugehörigen Steuer-, Mess-, Schutzund Regeleinrichtungen sowie Baugruppen aus derartigen Geräten und Einrichtungen mit den dazugehörigen Verbindungen, Zubehörteilen, Kapselungen und tragenden Gerüsten umfasst. [IEC (IEV )] Station Teil eines elektrischen Netzes, der an einem bestimmten Ort hauptsächlich die Enden der Übertragungs- und Verteilungsleitungen, Schaltanlagen, Gebäude und möglicherweise Transformatoren umfasst. Eine Station enthält im allgemeinen Einrichtungen für Zwecke der Netzsicherheit und -führung (z.b. Schutzeinrichtungen). [IEC (IEV )] Referenzkennzeichen Kennung eines spezifischen Objekts in bezug auf das Objekt, von welchem das Objekt Be-standteil ist. Es basiert auf einem oder mehreren Aspekten dieses Systems. [DIN EN ] Referenzkennzeichen-Satz Satz von Referenzkennzeichen, von denen mindestens eines eindeutig das relevante identifiziert. [DIN EN ] Anmerkung: Andere Teile des Satzes brauchen nicht notwendigerweise das relevante Objekt zu identifizieren, doch andere Objekte, von denen es Bestandteil ist. Struktur Organisation von Beziehungen zwischen Objekten eines Systems, welche eine Bestandteil-von- Beziehung beschreibt (besteht aus/ist Bestandteil von). [DIN EN ] Vorlesung EPLAN GCE-V1 & V2-8 -

9 Generell gilt [Merksätze]: Die funktionsbezogene Struktur und entsprechende Referenzkennzeichen dienen zur unverwechselbaren Kennzeichnung von Objekten, die Zweck oder Aufgaben (Funktionen) beschreiben, unabhängig von deren Realisierung. Die produktbezogene Struktur und entsprechende Referenzkennzeichen dienen zur Identifizierung von Bauteilen, Baueinheiten, Teilanlagen, Anlagen, usw. Die ortsbezogene Struktur und entsprechende Referenzkennzeichen dienen zur Identifi-zierung von Örtlichkeiten, wie Gelände, Gebäude, Flur, Raum, Platz, usw. An der folgenden Darstellung werden die 3 Aspekte erläutert: Weiter Informationen werden im Teil 2 der CGE Vorlesung besprochen. Vorlesung EPLAN GCE-V1 & V2-9 -

10 Normungsgremien In der folgenden Tabelle finden Sie einen Teil der wichtigsten Zulassungsstellen weltweit. Kurzname Vollständiger Name Herkunftsland DIN Deutsches Institut für Normung Deutschland DNA Deutscher Normenausschuss Deutschland EN Europäische Norm Europa ECQAC Electronic Components Quality Assurance Committee Europa Komitee für Bauelemente mit bestätigter Beschaffenheit IEC International Electrotechnical Commission --- Internationale Elektrotechnische Kommission IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers USA Verein der Elektro- und Elektronik-Ingenieure JIC Joint Industry Conference USA Gesamtverband der Industrie JIS Japanese Industrial Standard Japan NEC National Electrical Code USA Nationaler Code für Elektrotechnik NEMA National Electrical Manufacturers Association Verband der USA Elektroindustrie NFPA National Fire Protection Association US-amerikanische Gesellschaft für Brandverhütung USA UL UTE VDE Underwriters' Laboratories Inc. Vereinigte Versicherungslaboratorien Union Technique de l'electricité Elektrotechnische Vereinigung Verband der Elektrotechnik, Elektronik, Informationstechnik (früher Verband Deutscher Elektrotechniker) USA Frankreich Deutschland Vorlesung EPLAN GCE-V1 & V2-10 -

11 3. Einführung in den Entwurfsprozess Die Bearbeitung von Plänen elektrischer Anlagen folgt einiger Regeln. Im Rahmen dieser Vorlesung kann nur eine einführende Übersicht gegeben werden. Übergreifende weitergehende Informationen finden sich beispielsweise in Kapitel 2 beschriebenen Normen. Grundsätzlich kann man den Konstruktionsprozess wie im folgenden Schaubild darstellen. Immer in Betrachtung zum Zusammenhang der Terminplanung sowie Kostenkontrolle. Abstimmung der Aufgabenstellung Aufgabenstellung Vorstudie Pflichtenheft Entwurf Umgebungsbedingungen Aufstellungsbedingungen Gestaltung Bedienelemente Steuerung Konstruktion u.a. Vorschriften Normen Kosten Betriebsmittel Konstruktionsunterlagen Darstellung Konstruktionsprozess (einfach) Vorlesung EPLAN GCE-V1 & V2-11 -

12 Grundlage sind die Schaltpläne (engl. Diagrams) diese zeigen den spannungs- oder stromlosen Zustand der elektrischen Einrichtung. Der Stromlaufplan stellt die gesamte Anlage (elekrtotechnsich) dar, weil ein kompletter Stromlaufplan nicht sinnvoll in CAE Systemen sowie als Ausdruck handhabbar ist, spricht man von Schaltpläne(n) (hier ist der QVW sehr wichtig um die Pläne lesen zu können). Für den Betreiber sind der Stromlaufplan und der Klemmenplan die wichtigsten Zeichnungen zur Störungssuche. Der Stromlaufplan ist für alle Elektrofachleute eine wichtige Unterlage für den Zusammenbau von Geräten, die Errichtung elektrischer Anlagen. Die Stromlaufpläne zeigen alle Einzelheiten einer Schaltung. Bei heutigen größeren Bauvorhaben braucht man folgende Zeichnungen: Stromlaufpläne Klemmenpläne Kabellisten Aufbaupläne Funktionspläne Die Strompfade verlaufen möglichst gradlinig vom Netzpol (z. B. L1) zum Netzpol (z. B. N) Stromwege innerhalb des Stromlaufplans sollen möglichst ohne Abzweige, kreuzungsfrei und ohne Richtungsänderungen verlaufen. Die Anordnung der Schaltzeichen erfolgt vorzugsweise senkrecht. Die Kennzeichnung der Bauteile und Betriebsmittel erfolgt gemäß der jeweiligen Norm. Die Gerätebezeichnungen werden in der Regel links neben dem Schaltzeichen angebracht. Die Klemmenbezeichnungen stehen rechts neben den Klemmen. Die Einzelteile eines Betriebsmittels oder eines elektrischen Bauteils, z. B. Spulen, Öffner oder Schließer werden durch gleiche Gerätebezeichnungen gekennzeichnet. Es werden jedoch keine gerätetechnischen oder räumlichen Zusammenhänge dargestellt, da hierdurch die Übersichtlichkeit der Darstellung beeinträchtigt wird. Die Betriebsmittel eines Stromlaufplanes werden mit Hilfe genormter Schaltzeichen wiedergegeben. In der Regel werden noch zusätzliche Vermerke eingefügt, um die Schaltung mit wichtigen Informationen zu vervollständigen. Im Einzelnen sind folgende zusätzliche Angaben zu finden: - Hinweisbezeichnungen von Zielorten (QVW), - Koordinationsfeldnummern, - Spannungs-, Strom-, Widerstands-, und Einstellwerte sowie Angaben über Auslösebereiche, - Typenbezeichnungen von Betriebsmitteln und Leitungen, - Darstellung von Anschlussstellen, Klemmen, Lötstellen und Messpunkte. Weitere Ausführungen werden in den beiden Teilen der EPLAN Vorlesung erläutert. Vorlesung EPLAN GCE-V1 & V2-12 -

13 3.1. Das Normblatt/ Zeichenfläche Das Normlatt ist praktisch in Quadranten eingeteilt. An der Oberkante stehen Zahlen. Diese beginnen links von 0 und gehen auf älteren Zeichnungen in zweistellige Bereiche, auf neuen Zeichnungen in DIN A4 von 0 bis 9. In der Höhe ist das Blatt von oben gesehen von A bis F gekennzeichnet. Auf dem gleichen Blatt reicht die obere Zahl, in dem sich der Strompfad befindet, ist er auf einem anderem Blatt muss auch die neue Blattnummer vermerkt werden. Die Kennzeichnung von A bis F wird kaum benutzt. Ganz rechts steht natürlich immer die Legende. Wichtig ist die Blattnummer. Das Format ist hauptsächlich DIN A3 oder DIN A4. Plazierungs-Raster Bevor man Bauteile plaziert, muss man das richtige Raster einstellen. Das Plazierungs-raster kann anders sein als das Raster, in dem die Umrisse gezeichnet worden sind, und es ist meist anders als das Raster, in dem die Leitungen verlegt werden. Der Standrad Fall im CAE Bereich ist 4 mm wobei die Norm oft von 5mm ausgeht Der Querverweis Der im Plan abgedruckte Querverweis ermöglicht es, Bauteile verteilt darzustellen und die zugehörigen Schaltzeichen aus einer Vielzahl von Seiten sicher aufzufinden. Was sind Querverweise? Betriebsmittel können aus verschiedenen Elementen bestehen und über mehrere Schaltplanseiten verteilt sein. Außerdem kann es notwendig sein, ein Betriebsmittel mehrere Male darzustellen. In solchen Fällen kennzeichnen Querverweise die Zugehörigkeit einzelner Bauteile zueinander. Ein Querverweis zeigt Ihnen an, wo Sie den jeweils anderen Teil eines Betriebsmittels im Schaltplan finden können. Mit Hilfe von Querverweisen können Sie ein Schaltzeichen oder zusammengehörende Bauteile aus einer Vielzahl von Seiten sicher auffinden. Vorlesung EPLAN GCE-V1 & V2-13 -

14 Wie werden Querverweise im Schaltplan dargestellt? Die Querverweise werden standardmäßig in der Reihenfolge [Trennzeichen]Seite(name)[Trennzeichen]Spalte dargestellt. Dabei wird als Trennzeichen vor der Seite ein "/" und als Trennzeichen zwischen Seite und Spalte ein "." verwendet. Beispiel: Der Leistungsschließer -K1 auf der ersten Schaltplanseite wird später noch zu einer Spule querverwiesen, die sich (dann) auf der Seite 2 und dort in der Spalte 2 befindet. Im Beispiel wird der resultierende Querverweis /2.2 unterhalb des sichtbaren BMK -K1 angezeigt. Standardmäßig erhalten die Querverweise eine andere Farbe als die anderen angezeigten Elemente In einem Kontaktspiegel werden alle Kontakte eines Betriebsmittels angezeigt. Diese Form der Querverweisdarstellung wird auch häufig bei Schützspulen oder Motorschutzschaltern verwendet. In den Schaltungsunterlagen wird bei jeder Schützspule das vollständige Schaltzeichen der Kontaktspiegel angebracht. Hieraus kann man erkennen mit welchen Schaltgliedern das Schütz bestückt ist und in welchen Strompfad die Schaltglieder schalten (QVW). Die Symbole und die Schaltplanpositionen der zur Spule querverwiesenen Kontakte und wird unterhalb der Spule dargestellt. Vorlesung EPLAN GCE-V1 & V2-14 -

15 3.3. Abbruchstellen Die zusammengefassten Verbindungen können auch über Abbruchstellen auf andere Seiten geführt werden. Abbruchstellen sind virtuelle Symbole um über mehrere Schaltplanseiten einen Querverweis durchzuführen. Sie haben keine Artikel Das Schaltzeichen Symbole und Grafiken ergeben ein Schaltzeichen zur Darstellung elektrischer bzw. elektronischer Komponenten (z.b Sicherungen, Schütze etc.) Die wichtigsten Schaltzeichen sind in der Norm DIN EN beschrieben, dennoch ist es möglich aus Elementen sich eigene Schaltzeichen zu erstellen. Folgende Grundregeln für Anwendung/Ausführung von Schaltzeichen sind zu beachten: Einfachste Form wählen die die Funktion darstellt. [Anwendung] Das Schaltzeichen im Zeichnungssatz einheitlich verwenden. [Anwendung] Die Darstellung erfolgt im ausgeschalteten bzw. stromlosen Zustand. [Ausführung] Symbole im Zeichnungssatz in gleicher Größe darstellen. [Anwendung] Symbole werden im Normalfall senkrecht od. waagerecht dargestellt. [Anwendung] Linien,Texte, Flächen und Linienbreite werden möglichst gleich dargestellt. [Anwendung] Als Beispiel wir hier das Symbol für einen Motor dargestellt. Die Grundlagen sind in der Norm DIN EN zu finden (Anhang B). Anschlussbezeichung BMK (Textplatzhalter) Symbolgrafik Der Kennbuchstabe Kennbuchstaben der Gerätearten nach DIN (Alte Norm) Vorlesung EPLAN GCE-V1 & V2-15 -

16 Beschriftet werden die Betriebsmittel nach DIN mit großen Kennbuchstaben, ältere Zeichnungen sind auch noch nach alter Norm bezeichnet, man kann dieses sofort an den kleinen Buchstaben erkennen. Auszug der Kennbuchstaben Kennbuchstabe alt Beispiel für elektrische Betriebsmittel Kennbuchstabe neu B Messumformer T C Kondensatoren C D Speichereinrichtungen C E Elektrofilter V F Bimetallauslöser F F Druckwächter B F Sicherungen (Fein-, HH-, Signalsicherung) F G Frequenzumrichter T G Generatoren G G Softstarter T G USV G H Lampen E H Optische- und akustische Meldegeräte P H Signalleuchte P K Hilfsrelais K K Hilfsschütz K K Halbleiterschütz T K Leistungsschütz Q K Zeitrelais K L Drosselspulen R N Trennverstärker, Umkehrverstärker T Q Lasttrenner Q Q Leistungsschalter zur Absicherung Q Q Motorschutzschalter Q Q Stern-Dreieck-Schalter Q Q Trennschalter Q R Einstellwiderstand R R Messwiderstand B R Heizwiderstand E S Befehlsgeräte S S Drucktaster S S Grenztaster B T Spannungswandler T T Stromwandler T T Transformatoren T U Frequenzwandler T V Dioden R V Gleichrichter T V Transistoren K Z EMV-Filter K Z Funkentstör- und Funkenlöscheinrichtungen F Vorlesung EPLAN GCE-V1 & V2-16 -

17 Die IEC/NFPA Darstellung 4. Verschiedene Arten von Planunterlagen Die Betriebsmittel einer elektrischen Anlage und ihr Zusammenwirken werden im Stromlaufplan so dargestellt, dass ihre Wirkungsweise in möglichst einfacher Form bei der Montage, Prüfung und Reparatur zu erkennen ist. Stromlaufpläne werden in verschiedenen Darstellungsarten gezeichnet. Man unterscheidet die einpolige Darstellung, bevorzugt zur Darstellung einfacher Schaltungsverläufe. (in Abb. links) Die mehrpolige, bei umfangreichen Stromverläufen (in Abb. mittig). Die zusammenhängende Darstellung, bei der die Betriebsmittel unmittelbar nebeneinander sichtbar gemacht werden (in Abb. rechts). Vorlesung EPLAN GCE-V1 & V2-17 -

18 Hier noch ein weiteres Beispiel der 1pol/3pol. Darstellung Übersichtsschaltplan Die einpolige Singleline -Darstellung ist eine grafische Lösung für die übersichtliche Blockdarstellung, die beliebig kombinier- und einsetzbar ist. Die Erstellung von Anlagenübersichten wird damit wesentlich vereinfacht. Mit derselben Technik kann der Anwender einen Spinnenplan ( araignée de câblage ) erstellen. Diese Dokumentationsform ist in Frankreich weit verbreitet. Im Vergleich zu einer reinen mehrpoligen Darstellung wird die Lesbarkeit der Dokumentation wesentlich vereinfacht und der Konstrukteur erhält eine schnelle Gesamtübersicht über die Anlage. Bei Verzicht auf wiederholende Details werden weniger Planseiten benötigt. Dadurch reduziert sich auch der Dokumentationsaufwand Stromlaufplan in zusammenhängender / aufgelöste Darstellung Die aufgelöste Darstellung wird heute häufig angewandt. Die einzelnen Betriebsmittel werden durch zugehörige Kennbuchstaben auf dem Stromlaufplan gekennzeichnet. Daher kann die räumliche Darstellungsweise verlassen werden. Folgende Merkmale kennzeichnen die zeichnerische Darstellung, der am meisten verwendeten Stromlaufpläne in aufgelöster Darstellung: Hauptstromkreise und Hilfsstromkreise werden grundsätzlich getrennt dargestellt. Weiterhin werden Stromlaufpläne immer im stromlosen und mechanisch unbetätigten Zustand gezeichnet. Abweichungen hiervon bedürfen eines entsprechenden Vermerks in der Zeichnung. Vorlesung EPLAN GCE-V1 & V2-18 -

19 Stromlaufplan in zusammenhängender Darstellung (Erkennen der Objekte mit ihren Verbindungen) Stromlaufplan in aufgelöster Darstellung (Erkennen der Funktion der Anlage) 4.3. Der Klemmenplan Der Klemmenplan bildet in jedem Schaltschrank die Schnittstelle zur Peripherie. Alle Geräte, welche außerhalb vom Schaltschrank angeordnet sind, werden über die Klemmleiste angeschlossen. Stehen mehrere Schaltschränke verschraubt zusammen in einer Reihe, so werden diese im Normalfall elektrisch über Klemmleisten verbunden. Querverkabelungen innerhalb der Schränke sind in der Regel verboten. (Transportprobleme) Vorlesung EPLAN GCE-V1 & V2-19 -

20 Das Wichtigste auf dem Klemmenplan ist die eigentliche Klemmleiste, die in der Regel von links nach rechts quer auf dem Blatt angeordnet und natürlich durchnummeriert ist. Direkt daneben ist ein kleines Feld für die Laschenverbindungen, praktisch um einzutragen, wo Brücken gelegt sind. Nach oben werden die Leitungen, welche in den Schrank hinein gehen, mit dem Zielzeichen und der Anschlussbelegung eingetragen. Das Zielzeichen ist meist ein Schütz oder Relais in Kurzzeichen nach DIN und die Anschlussbelegung hat dann die Nummer der Klemme an dem Gerät. Nach unten werden dann die Ziele wo die Kabel hingehen eingegeben, entweder in die Peripherie wo die Geräte mit Kurzzeichen nach DIN eingetragen werden, oder zu den anderen Klemmleisten in den Nachbarschränken, welche immer nach DIN mit X und dann fortlaufend nummeriert bezeichnet werden. Auf dem unteren Teil des Klemmenplans wird meist der Kabelplan mit ausgeführt. Dieser Plan ist wie eine Matrix aufgebaut. Ganz links stehen die Kabeltypen mit Anzahl der Adern und dem Querschnitt. Unter der eigentlichen Klemmleiste stehen dann die Adernnummern, welche an der Klemme angeschlossen sind und ganz rechts kann man dann eintragen wie viele Adern angeschlossen sind und wie viele noch frei sind. Grundsätzlich ist es verboten unter eine Klemme zwei Adern anzuschließen, dafür gibt es Brücken oder Laschenverbindungen. (Zeichen von schlechter Planung) Ganz unten auf dem Blatt steht dann die Legende Blattnummer usw. Oft werden auch hier die Typen der verwendeten Klemmen eingetragen Überblick von Darstellungsarten: Vorlesung EPLAN GCE-V1 & V2-20 -

21 Anhang A Normen mit kurzer Beschreibung Diese Übersichten finden Sie auch unter oder Weiterhin sind alle diese Normen beim VDE-VERLAG GMBH, Bismarckstr. 33, Berlin und beim Beuth Verlag GmbH, Burggrafenstr. 6, Berlin erhältlich. Normenübersicht zu Elektrotechnische Symbole Normenübersicht zu Elektrotechnische Dokumente Normenübersicht zu der Kennzeichnungssystematik Vorlesung EPLAN GCE-V1 & V2-21 -

22 Anhang B Klassifizierung von Objekten nach Zweck oder Aufgabe und zugeordnete Kennbuchstaben Vorlesung EPLAN GCE-V1 & V2-22 -

23 Vorlesung EPLAN GCE-V1 & V2-23 -

24 Anhang C Vorlesung EPLAN GCE-V1 & V2-24 -

25 Anhang D Detail Erklärungen zum Thema Schütze Schütze sind elektromagnetisch betätigte Schalter. Sie werden durch den Steuerstrom einer Magnetspule eingeschaltet und in ihrer Einschaltstellung gehalten. Dabei werden die am Anker angebrachten beweglichen Schaltstücke gegen feste Schaltstücke gepresst. Mit diesen Kontakten schaltet man Verbraucher mit größeren Leistungen, wie z. B. Motoren, Beleuchtungsanlagen. Abb.: Schütz Hilfsschütze sind elektromagnetisch betätigte Schalter, die zum Schalten von sogenannten Hilfsstromkreisen, wie z. B. Meldeeinrichtungen, Verriegelungen, Steuerungen, u.s.w. genutzt werden. Abb.: Hilfsschütz Aufbau und Funktionsweise eines Schützes Vorlesung EPLAN GCE-V1 & V2-25 -

26 Ein Schütz ist ein Schalter, der elektromagnetisch betätigt wird. Es besteht aus einem Gehäuse, einer Magnetspule (1), einem feststehenden Spulenkern (2), einem beweglichen Anker (3), den Schaltkontakten (4 und 5) sowie Ankerrückstellfedern (6). Wird an der Spule Spannung angelegt, so baut sie ein Magnetfeld auf. Der Anker wird angezogen. Dadurch werden die Kontakte je nach Ausführung entweder geschlossen (Schließer) oder geöffnet (Öffner). Nimmt man die Spannung weg, so fällt der Anker wieder ab und die Ankerrückstellfedern bringen die Kontakte wieder in die Ausgangsstellung. Schütze werden mit Betätigungsspannungen (Spulenspannungen) von 24 V, 42 V, 60 V, 115 V, 125 V, 230 V, 400 V und 500 V (50 Hz) gebaut. Abb.: Funktionsweise Merksatz: Kontakte, die Stromkreise schließen, nennt man Schließer. Kontakte, die Stromkreise öffnen, nennt man Öffner. Erläuterung der Kontaktbeschriftung eines Schützes Die Hauptkontakte des Schützes werden grundsätzlich mit 1-2 / 3-4 / 5-6 bezeichnet, wobei die Anschlussklemmen mit den ungeraden Ziffern netzseitig und die Anschlussklemmen mit den geraden Ziffern verbraucherseitig angeschlossen werden. Die Steuerkontakte sind mit zweiziffrigen Zahlen beschriftet. Die erste Ziffer ist hierbei die Zählziffer. Die zweite Ziffer kennzeichnet die Kontaktart, und zwar steht ½ für Öffner, ¾ für Schließer. Die Steuerkontakte werden fortlaufend nummeriert. Vorlesung EPLAN GCE-V1 & V2-26 -

27 Abb.: Kontaktbeschriftung Typenschild eines Schützes Um ein Schütz richtig auswählen und einsetzen zu können, muss man die technischen Angaben auf dem Typenschild interpretieren können. Diese Angaben werden am Beispiel eines SIEMENS-Hilfs- Schützes vom Typ 3 TH A näher erläutert. 3 TH A = Typen und Bestellbezeichnung 6S+2Ö = Anzahl der Schließer und Öffner VDE 0660 = Entspricht der VDE Vorschrift 0660 IEC 337 = Entspricht der IEC Norm BS 4794 = Entspricht dem British Standard Ith2 = 16 A = thermischer Dauerstrom bei rein ohmscher Belastung AC 11 = Gebrauchskategorie 6NO 2NC = Englische Angabe der Schließer und Öffner (NO = Normal Open, NC = Normal Closed). Vorlesung EPLAN GCE-V1 & V2-27 -

28 Abb.: Typenschild Siemens Anmerkungen: Vorlesung EPLAN GCE-V1 & V2-28 -