Computergestüzte Entwurfsmethoden GCE-V1 EPLAN Electric P8. Vorlesung im WS 2012/13

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1 Computergestüzte Entwurfsmethoden GCE-V1 EPLAN Electric P8 Vorlesung im WS 2012/13

2 Inhalt der 1. Vorlesung 1. Grundbegriffe E-CAD Grundlagen Technische Zeichnungen/Normen Der Entwurfsprozess Planungsunterlagen (Reports) Darstellung mit EPAN (Praktikum EPLAN 1)... Seite 2

3 Grundbegriffe und Abkürzungen Grundbegriffe und Abkürzungen CAD Computer Aided Design (Rechnerunterstützte Konstruktion) CAE Computer Aided Engineering (Rechnerunterstützte Analyse und Optimierung). Seite 3

4 Grundbegriffe und Abkürzungen Computer Aided Engineering (Früher) einzelne Aktivitäten im Entwurfs- und Planungsprozess werden durch den Computer unterstützt. Beispielhaft sind zu nennen: Zeichenprogramme, Berechnungsprogramme, Kalkulationsprogramme, Datenbankanwendungen, etc. Seite 4

5 Grundbegriffe und Abkürzungen Computer Aided Engineering (Heute) Unterstützung der geschlossenen Aktivitätenkette im gesamten Planungsprozess ohne Informationsbruch (PDM Systeme etc.). Beispielhaft sind zu nennen: Client-Server Systeme mit umfassender Datenbank, Modellorientieres Electrical Engineering. Die Variantentechnik und der objektorientierte Ansatz sind hier die zentralen Möglichkeiten (API Schnittstelle). Seite 5

6 Grundbegriffe und Abkürzungen CAE Geschichte 2006 bis 1936 Zwischen Entwicklung von Rechenmaschine durch Konrad Zuse, 1940 erster Computer (frei programmierbar) 1965 ab 1970 Die Systeme der 3 Generation (z.b. EPLAN 21 und EPLAN Electric P8) sind im Einsatz. Ab den 80ziger Jahren kamen die ersten CAE Programme auf, die erhöhte Anforderungen an Rechenkapazität stellten. Ab den 90ziger Jahren Verbindung der Berechnungsprogrammen/ PPS mit CAE Durch technologischen Fortschritt wurden Computer ab Mitte der 60ziger Jahre auch zur Lösung von einfachen Ingenieurproblemen genutzt. Seite 6

7 Grundlagen Technische Zeichnungen/Normen einheitliche (genormte) Zeichen und Darstellungsregeln Entwicklung/ Konstruktion/ Vorplanung Zeichnung Arbeitsvorbereitung Zeichnung und Ausführungsplan Fertigung/ Montage Technische Zeichnungen im Unternehmen ( Stark vereinfachter Ablauf...) Hinweis: Technische Unterlagen der Elektrotechnik dienen der Erläuterung der Funktion elektrischer Schaltungen oder derer Leitungsverbindungen. Sie vermitteln ebenfalls Angaben für das Fertigen (Montage), Errichten (Inberibnahme) und Erhalten (Wartung,Betrieb) elektrischer Einrichtungen. Seite 7

8 Grundlagen Technische Zeichnungen/Normen ISO /DIN ANSI /ASME A3 (297x420mm) ANSI B (279x432mm) A1 (594x841mm) ANSI D (559x864mm) Hinweis: Das Format ist so auszuwählen, dass die Schaltung in ihrem Umfang unter Berücksichtung von Verständlichkeit und Lesbarkeit auf dem Blatt platziert werden kann. In der Elektrokonstruktion hat sich das Format A3 (oft auf A4 verkleinert gedruckt) und das Format A4 durchgesetzt. Seite 8

9 Grundlagen Technische Zeichnungen/Normen Typ A Typ B Typ C Sicherheitsgrundnormen Gestaltungsleitsätze und Grundbegriffe für Maschinen Sicherheitsgruppennormen Typ B-1: Allgemeine übergeordnete Sicherheitsnormen Typ B-2: Bezug auf spezielle Schutzeinrichtungen Fachnormen Spezifische Sicherheitsmerkmale einzelner Maschinengattungen. Seite 9

10 Grundlagen Technische Zeichnungen/Normen siehe Skript 2.2 DIN EN DIN EN eindeutige Darstellung in Dokumentationen der Elektrotechnik DIN EN DIN EN Normen Seite 10

11 Grundlagen Technische Zeichnungen/Normen Stromlaufplan Anlage Symbol -F12 Eintrag -F12 Betriebsmittelliste Betriebsmittel -F12 Hinweis: Im Rahmen der Elektrokonstruktion ist die Kennzeichnung von Betriebsmittel (BMK) von besonderer Bedeutung. Es bestehen Bezugnahmen zwischen Anlage und Schaltungsunterlagen. Seite 11

12 Grundlagen Technische Zeichnungen/Normen Das vollständige Referenzkennzeichen wird direkt am Schaltzeichen angeordnet. Seite 12

13 Grundlagen Technische Zeichnungen/Normen Es besteht auch die Möglichkeit, das Referenzkennzeichen als Gruppe in einem Ortskasten (DIN Kasten) zu gruppieren. Das ist übersichtlicher wenn mehrere Symbole die gleiche Kennzeichnung (Anlage/Ort) erhalten. Seite 13

14 Grundlagen Technische Zeichnungen/Normen Sollen (fast) alle Schaltzeichen eines Stromlaufplans das gleiche Kennzeichen erhalten, kann dies auch im Feld Anlage und Ort des Schriftfelds (Normblatt) eingetragen werden. = CA1 + EAA Seite 14

15 Grundlagen Technische Zeichnungen/Normen Seite 15

16 Grundlagen Technische Zeichnungen/Normen Seite 16

17 Grundlagen Technische Zeichnungen/Normen Seite 17

18 Grundlagen Technische Zeichnungen/Normen Übungen zum Referenzkennzeichen (siehe GCE EPLAN Übung 1) Aufgabe: Ordnen Sie dem Motor und dem Motorschutzschalter das vollständige Referenzkennzeichen zu, wenn die Anlage =EB3 und der Ort +ET2 ist. Lösung Motorschutzschalter: =EB3+ET2-Q1 =EB3+ET2-Q1 Lösung Motor: =EB3+ET2-M1 =EB3+ET2-M1 Seite 18

19 Grundlagen Technische Zeichnungen/Normen Übungen zum Referenzkennzeichen (siehe GCE EPLAN Übung 1) +EE1-F1 +EE1+BB1-F1 +EE1+CC1-F1 Seite 19

20 Grundlagen Normen siehe Skript 2.2 DIN EN DIN EN eindeutige Darstellung in Dokumentationen der Elektrotechnik DIN EN DIN EN Normen Seite 20

21 Grundlagen Normen Das Referenzkennzeichen und die Anschlusskennzeichnung Nach der DIN EN erlaubt das Referenzkennzeichen mehrere Sichten: Der Funktionsaspekt (Was macht das Objekt?) Der Produktaspekt (Wie ist das Objekt zusammengesetzt?) Der Ortsaspekt (Wo befindet sich das Objekt?) Zusätzlich ist die Anschlusskennzeichnung möglich (DIN EN 61666). = - + : Funktionsaspekt (z.b. Teilfunktion einer Anlage) Produktaspekt (Kennzeichnung eines BMKs) Ortsaspekt (z.b. Einbauort in einem Schaltschrank) Anschluss (z.b. an einem BMK) Objektkennzeichen Seite 21

22 Grundlagen Normen Beispiel Referenzkennzeichen Produktaspekt Wie sieht das beim Ortsaspekt aus? -AN12-A1-K1 -AN12.A1.K1 -AN12A1K1 Seite 22 Gleichberechtigte Schreibweisen

23 Grundlagen Normen Prinzip der Dokumentenkennzeichnung Objektkennzeichen & A1 A2 A3 N N N Kennzeichen des Objektes (= + - ) Vorzeichen DCC DCC Kennzeichen Beispiel:... =ANLAGE+ORT-K1&EFS100 Blattzählnummer Als Objektkennzeichen sollte ein genormter oder zumindest anerkannter Code, z. B. ein Referenzkennzeichen, wie in IEC beschrieben, angewendet werden. Seite 23

24 Grundlagen Normen Beispiel aus der Norm Das Bild zeigt ein Beispiel (aus der Norm), wie diese Informationen im Schriftfeld eines Dokuments dargestellt werden könnte. Auf die Dokumentenseite, die dieses Schriftfeld repräsentiert, darf zum Beispiel von anderen Dokumenten verwiesen werden als: = S 1 = P 2 & E F S / M A 1 Seite 24

25 Grundlagen Normen hier einige Beispiele für Anschlusskennzeichnung: Klemmenleiste Steckerleiste Leistenbezeichnung Anschlusskennzeichnung vollständiges BMK für den Steckerpin 3 ist: vollständiges BMK für die Klemme 3 ist: -X100:3 Motorschutzschalter -XS1:3 z.b. = -Q1:1 oder Q1:6 Seite 25

26 Der Entwurfsprozess details siehe Skript 3 Aufgabenstellung Aufgabenstellung Vorplanung/Studie Pflichten-heft Entwurf Gestaltung Konstruktionsunterlagen Seite 26

27 Einfacher Lebenszyklus einer Anlage Der Entwurfsprozess Zielvorgaben z.b. Projekt Projektplanung Vorstudie Basic Engineering Detail Engineering Montage und Bau Übergabe und Inbetriebnahme Entwurfsaspekte sind: Bedienbarkeit Betreibbarkeit Flexibilität Produktivität Qualität Sicherheit Umweltschutz Verfügbarkeit Wirtschaftlichkeit Betrieb Seite 27 Betriebseinstellung und Abriß

28 Der Entwurfsprozess Grundbegriffe der Schaltplanerstellung... Abbruchstellen Querverweis Normblatt/ Zeichenfläche Schaltzeichen / BMK Seite 28

29 Der Entwurfsprozess 1 2 Der Querverweis 5 8 Leistungskontakte Hilfskontakte Seite 29 Format für den Querverweis: Seite.Pfad (z.b. 3.5)

30 Der Entwurfsprozess Abbruchstellen Die zusammengefassten Verbindungen können auch über Abbruchstellen auf andere Seiten geführt werden. Seite 30

31 E-CAD in der Elektrotechnik Besonderheiten bei CAD Programmen: 2D Arbeit, keine technische Zeichnung (außer Montageaufbau), sondern der Plan wird erzeugt, geometrisch einfache Gestaltung, kein Maßstab, kein Bezug zu realen Größen und Formen, Arbeiten im Raster und platzieren von Symbolen, Verbindungslinien nicht nur grafisch, auch logisch, meist im A3-Format, große Projekte werden oft durch Projekt- oder Seitenhierarchien beherrscht. E-CAD = Stromlaufplaneingabe + Stromlaufplanauswertung + Listenerstellung Seite 31

32 Der Klemmenplan (bekannt Vorlesung 2) Bei heutigen größeren Bauvorhaben braucht man folgende Zeichnungen: 1. Stromlaufpläne 2. Klemmenpläne 3. Kabellisten 4. Aufbaupläne 5. Funktionspläne Für den Betreiber sind der Stromlaufplan und der Klemmenplan die wichtigsten Zeichnungen zur Störungssuche. Seite 32

33 Der Klemmenplan (Details in Vorlesung 2) interne Seite externe Seite Seite 33

34 E-CAD in der Elektrotechnik Seite 34

35 Die Montageplatte in der Elektrotechnik Merksätze: Der Schaltschrankaufbau vermittelt Informationen über die räumliche Lage von Betriebsmittel, Geräten oder Anlagenteilen. Der Schaltschrankaufbau hat einen Maßstab, und Bezug zu realen Größen (Bauteilen). Spezielle Formen des Anordungsplans sind zum Beispiel (DIN EN ): Schaltschranklayout Montageplattenbestückung Kabelwegezeichnung Installationsschaltplan (Elektroinstallation, Gebäudegrundrisse...) Seite 35

36 Die Montageplatte in der Elektrotechnik Die Darstellung erfolgt über Schaltzeichen (oft nur Umrisse) allerdings in lagerichtiger Anordnung. Nichtelektrische Elemente sollten nur dargestellt werden, wenn es umbedingt notwendig ist. Ein Maßstäblichkeit ist nicht zwingend jedoch von Vorteil. Sicherungen Schütze Kanal Klemmen Seite 36

37 Der Verdrahtungsplan... Merksätze: Verdrahtungspläne zeigen Verbindungen zwischen Teilen einer Anlage oder Bauteilen (z.b BMKs). Die Funktion der Schaltung ist nicht erkennbar, jedoch kann man die Anlagen mit den Verdrahtungsplänen erstellen bzw. fertigen. Es gibt unterschiedliche Planarten die je nach Komponentenausrichtung zur Verfügung stehen (DIN EN ): Verbindungsplan / Verbindungsliste (Verbindungen zwischen Geräten bzw. BMKs) Anschlussplan (Verbindungen an Anschlüssen) Geräteverdrahtungsplan (innerhalb des Gerätes) Kabelplan (Verwendung der Adern des Kabels) Seite 37

38 Der Verbindungsliste... Seite 38

39 Der Entwurfsprozess Jetzt LIVE in EPLAN Electric P8 EPLAN Edu Version / inkl. Einsteiger Infos Seite 39

40 Vorlesung im WS 2012/13