Van concept en projectering tot standaardisatie en optimalisatiemaatregelen: in het tijdperk van Industrie 4.0 vereist het beroep van elektrotechnisch ontwerper een breed scala aan competenties en tools. Of het nu gaat om digitale planning of zelfs digitale productie, tot en met digitale documentatie en onderhoud – het dagelijkse werk van elektrotechnische specialisten is sneller veranderd dan het beschikbare landschap van tools en apparaten.
Wanneer we vandaag spreken over digitale planning en productie, bedoelen we uiteraard niet de overstap van de tekentafel naar de pc. Toch is die vergelijking treffend en vindt ze op dit moment opnieuw in vergelijkbare omvang plaats. Enerzijds worden de bestaande planningsinstrumenten steeds intelligenter, communicatiever en gebruiksvriendelijker. Anderzijds neemt tegelijkertijd de behoefte aan procesdata toe, evenals de bijbehorende eisen aan de intelligentie van de gebruikte schakel- en besturingsapparaten.
Schneider Electric zet vroegtijdig nieuwe maatstaven
In 2007 heeft Schneider Electric met EcoStruxure™ de koers uitgezet voor de digitale toekomst van het bedrijf. De digitale EcoStruxure™-tools en -architecturen voor elektrotechnisch ontwerp, proces-, machine- en gebouwautomatisering en energiebeheer bieden een breed scala aan voordelen.
In de afgelopen 15 jaar heeft Schneider Electric de EcoStruxure™-omgeving verder ontwikkeld en interfaces naar verwante software en zelfs naar interoperabele communicatie gerealiseerd. Zo bieden bijvoorbeeld de EcoStruxure™ Motor Control Configurator en de EcoStruxure™ PLC Configurator de mogelijkheid om op eenvoudige wijze de offertetrajecten te koppelen aan de fase van elektrotechnisch ontwerp.
In de uitgebreide planningsfase biedt de gratis software ProClima extra zekerheid voor de elektrotechnisch ontwerper. Deze software maakt een vraaggestuurde berekening van de optimale koelmaatregelen mogelijk, zodat de warmtebalans tussen de omgeving en de in de schakelkast ingebouwde elektronische componenten behouden blijft. Hierdoor worden uitval en schade aan onderdelen al in de ontwerpfase tot een minimum beperkt.
Op het gebied van documentatie voor service, onderhoud en reparatie biedt Schneider Electric bovendien meerdere systemen met een hoge schaalbaarheid. Voor snelle toegang tot de ontwerpdossiers wordt de tool Digital Look Book ingezet.
Ondersteuning bij normen
Voor de planning van de energieverdeling stelt Schneider Electric het online platform “Planungskompendium Wiki” ter beschikking. Dit collaboratieve platform van Schneider Electric wordt continu aangevuld met nieuwe inhoud en tools. Klanten hebben zelfs de mogelijkheid actief bij te dragen aan de verdere ontwikkeling, wat de samenwerking tussen alle experts in elektrotechnisch ontwerp bevordert.
Het Planungskompendium Energieverdeling (Wiki) is ontwikkeld voor elektrotechnische specialisten die veilige en energie-efficiënte elektrische installaties moeten ontwerpen volgens internationale normen, zoals de IEC 60364 (VDE0100 e.v.). Omdat Wiki op alle eindapparaten dezelfde weergave heeft, kan het altijd en overal worden gebruikt.
Elektrotechnisch ontwerp kost veel tijd
In de kerngebieden van ontwerp en ontwikkeling, evenals bij de creatie van hardware en software, is elektrotechnisch ontwerp op vele manieren verweven met daaropvolgende activiteiten. Voor een overzicht van dit brede werkveld zijn de volgende onderdelen van groot belang:
- Calculatie
- Dimensionering / berekening
- Materiaalkeuze
- Projectering
- Training van medewerkers
- Testfases en inbedrijfstelling
- Documentatie
Een groot deel van de tijd gaat naar het opstellen van ontwerpdossiers. Het maken van stroomloopschema’s, aansluitschema’s, montage- en functietekeningen, installatieschema’s, kabel- en schakelkastoverzichten, werkplaatstekeningen en instructielijsten, maar ook documentatie en onderhoudshandleidingen neemt bijna alle tijd van elektrotechnische specialisten in beslag.
Schneider Electric biedt op dit gebied diverse mogelijkheden om het elektrotechnisch ontwerp met CAE- en CAD-diensten te ondersteunen en het productontwikkelingsproces te vereenvoudigen. Enerzijds via krachtige ontwerpmogelijkheden binnen de CAE-tools, zoals SEE Electrical voor industriële automatisering en kabelontwerp van IGE+XAO, dat wereldwijd door meer dan 91.000 klanten wordt gebruikt. Anderzijds via de integratie in bestaande CAE-planningstools zoals EPLAN, WSCAD en andere.
Minder planningsinspanning door standaardisatie
Wanneer het gaat om technische maatwerkoplossingen op hoog niveau, brengt dit vaak een zeer grote planningsinspanning met zich mee. Daarbij staat de elektrotechnisch ontwerper vaak onder aanzienlijke tijdsdruk.
De oplossing ligt in voorgeconfigureerde functiegroepen met perfect op elkaar afgestemde producten. Schneider Electric biedt juist op het gebied van besturingstechniek, energieverdeling en aandrijftechniek volledig compatibele producten, die met behulp van planningsconfiguratoren eenvoudig tot een functionele groep kunnen worden samengevoegd.
Een extra vereenvoudiging is de creatie van unieke configuratie-ID’s voor de documentatie. Met zo’n ID kan de individuele configuratie op elk moment op de website van Schneider Electric worden geopend. Het zelf opstellen van documentatie voor de functiegroep is daarmee overbodig. Via de ID is er directe toegang tot o.a. gebruiksaanwijzingen, handleidingen, datasheets en CAE/CAD-gegevens.
In een tijdperk van standaardisatie zijn maatwerkoplossingen en wijzigingen binnen het eigen bedrijf tijdrovend en kostbaar. Precies dit gat vullen wij met onze tools – en geven wij de ontwerper de ruimte om zich op andere zaken te concentreren.
Functiegroepen zorgen voor orde in de schakelkast
Een schakelkast is een complexe samenstelling van verschillende elektrische en mechanische componenten. Voor een leek lijkt deze combinatie al snel verwarrend. Voor vakmensen is het echter een logische opbouw van afzonderlijke componenten. Toch verliezen zelfs ervaren technici vaak het overzicht wanneer de schakelkast groter of complexer wordt. Daarom is het zinvol de installatie op te delen in duidelijke functiegroepen.
Deze logische functiegroepen zijn:
- Invoer & energieverdeling
- Lastuitgangen
- Behuizing & klimaatbeheersing
- Bediening & monitoring
- Spanningsvoorziening
- Besturingstechniek
- Veiligheidstechniek
- Meet- en schakelmateriaal
Invoer
De juiste oplossing voor de invoer met lastscheiders TeSys Vario of compacte vermogensschakelaars ComPacT, in combinatie met de flexibele railsystemen Linergy BZ of Linergy HK voor internationaal gebruik. Onze belofte: de beste bescherming met maximale flexibiliteit.
Lastuitgangen
Voor elke last de juiste oplossing. Compact, veilig, eenvoudig te monteren en te installeren, communicatiegericht en energie-efficiënt. Of het nu gaat om TeSys-motorschakelaars met magneetschakelaar, Altistart-softstarters, Altivar-frequentieregelaars of motion-toepassingen met Lexium – aan alle wensen wordt voldaan.
Behuizing & klimaatbeheersing
Behuizingen spelen een cruciale rol bij de bescherming van elektrische apparaten en besturingssystemen. Schneider Electric biedt een breed assortiment aan behuizingen en bijbehorende configuratoren, die zo op elkaar zijn afgestemd dat de elektrische energieverdeling in uw schakelkasten efficiënt kan worden ontworpen.Dankzij de optimale combinatie van fysieke producten en software kunnen schakelkasten perfect worden gepland en beheerd. Hieronder valt bijvoorbeeld de vraaggestuurde dimensionering van de schakelkastkoeling via ProClima. Of het nu gaat om Spacial-behuizingen van staal, roestvrij staal of Thalassa-kunststof, in combinatie met de bijbehorende ClimaSys-klimaattechniek – Schneider Electric heeft altijd het juiste product voor uw toepassing.
Bediening & monitoring
Het Harmony-assortiment biedt een ruime keuze aan Human Machine Interfaces (HMI), drukknoppen, schakelaars en signaallampen voor uiteenlopende industriële toepassingen. Innovatieve en moderne bedieninterfaces helpen bedrijven zich te onderscheiden in een concurrerende markt.
Spanningsvoorziening
Of u het nu spanningsvoorziening of stroomvoorziening noemt, voeding of netapparaat, trafo of transformator – met Modicon en Phaseo krijgt u een complete oplossing voor de voeding van uw toepassing van 5 V DC tot 48 V DC of 230 V AC: van gelijkrichting met afvlakking tot en met batterij-back-up of elektronische zekering.
Besturingstechniek
Programmeerbare Modicon-PLC’s en gateways voor procesautomatisering en machinebesturing zijn innovatief, connecteerbaar, flexibel, veilig en IIoT-ready. De PLC-series bieden een uitgebreide selectie aan interfaces en communicatieprotocollen voor een eenvoudige, efficiënte en veilige integratie in besturingssystemen, evenals connectiviteit met cloudapplicaties en oplossingen voor remote maintenance.
Veiligheidstechniek
Veiligheid en gezondheid zijn essentiële klantvereisten in alle marktsegmenten. Daarom is het noodzakelijk te zorgen voor maximale efficiëntie en productiviteit, én tegelijkertijd uw merkimago te beschermen. Meer dan ooit is het belangrijk om slimme oplossingen te implementeren die uw machines veiliger maken. Daarbij ondersteunen de Harmony-veiligheidsoplossingen u.
Meettechniek
Meet- en regelsystemen zijn een onmisbaar onderdeel van automatisering. Pas door meettechniek en gesloten regelkringen wordt de stap gezet van aangestuurde naar geregelde automatisatie.
Een gebied binnen de meettechniek dat steeds belangrijker wordt, is energiemeting. Het primaire doel hierbij is het bepalen van kengetallen zoals energiekosten per eenheid, in het kader van energiemanagement volgens DIN EN ISO 50001, evenals de bewaking en vermindering van het energieverbruik in verband met de stijgende energiekosten – bijvoorbeeld met de productreeksen iEM3000 en PowerTag.
De continue monitoring van stroom, spanning en vermogen maakt het bovendien mogelijk de toestand en het onderhoud van aangesloten installaties beter te beoordelen en te plannen, en vergemakkelijkt en verkort diagnose en foutopsporing.
Schakeltechniek
In schakelkasteninstallaties is bovendien een breed scala aan verschillende schakelapparaten nodig – bijvoorbeeld voor signaalverdubbeling of voor eenvoudig en geruisloos schakelen, met of zonder tijdsfunctie. De Harmony-relaisseries vervullen al deze functies op betrouwbare wijze.
Dimensionering van relevante functiegroepen
Klimaatbeheersing
De ProClima-software voor de berekening van de optimale thermische configuratie van schakelkasten verwerkt een reeks specifieke temperatuurgegevens om de juiste koel- of verwarmingsmaatregel voor te stellen. Zo wordt het evenwicht tussen de omgeving en de in de schakelkast ingebouwde elektrische en elektronische apparaten gewaarborgd en worden dimensioneringsfouten voorkomen.
Steeds meer componenten in de schakelkast, die bovendien continu in bedrijf zijn, verhogen het vermogensverlies dat zich uit in de vorm van warmte. Vooral elektronische onderdelen reageren hierop met een verkorte levensduur tot zelfs uitval. Ook vocht en dauwpunt hebben een negatieve invloed op de betrouwbaarheid van de componenten.
De juiste klimaatbeheersing draagt dus bij aan de bedrijfszekerheid en verhoogt de beschikbaarheid van de volledige installatie. Ontwerpers doen er daarom goed aan de warmtebalans in de schakelkast in hun berekeningen mee te nemen. ProClima van Schneider Electric biedt een eenvoudige manier om thermische componenten zoals verwarmingselementen, airconditioners of filterventilatoren te berekenen en te selecteren, die in schakelkasten voor elektrische of elektronische schakel- en besturingssystemen kunnen worden toegepast.
Veiligheidstechniek
Voor de veiligheid van machines, installaties en personen is de keuze van het juiste veiligheidssysteem van essentieel belang. Schneider Electric biedt al vele jaren veiligheidsoplossingen, waaronder binnen de veiligheidsschakelapparaten de XPS-veiligheidsrelais.
Daarnaast stelt Schneider Electric een universele databank beschikbaar (conform VDMA 66413) met de betrouwbaarheidsgegevens van alle relevante componenten in de schakelkast en voor de machine. Deze databank kan eenvoudig worden ingeladen in de gratis software-assistent SISTEMA.
SISTEMA, ontwikkeld door het Institut für Arbeitsschutz, biedt de mogelijkheid om de veiligheid van besturingssystemen te beoordelen in het kader van DIN EN ISO 13849-1.
Gedigitaliseerde montage & bedrading
Wanneer we bij Schneider Electric spreken over digitale productie, zijn we ons bewust van de complexiteit ervan. Het gaat niet alleen om het beschikbaar stellen van hoogwaardige productdata. Het draait vooral om productspecificaties én softwareschnittstellen. Natuurlijk spelen productdata een belangrijke rol, maar zowel de software- als de hardwareverwerking mogen niet buiten beschouwing worden gelaten.
Producten moeten eigenschappen hebben die volledig geautomatiseerde montage en bedrading mogelijk maken. De software moet in staat zijn deze informatie door te geven aan productiemachines.
Wij kunnen onze klanten het volledige oplossingsspectrum voor digitalisering uit één hand aanbieden – of het nu gaat om producten of de bijbehorende software. Ongeacht of het om nieuwbouw gaat of om een retrofit van het machinepark.
Dankzij 3D Panel van IGE+XAO zijn wij in staat onze productdata te koppelen aan de daaropvolgende gedigitaliseerde productieprocessen. In combinatie met de productspecificaties vormt dit een perfect geheel.
Digitale tweeling als schakel tussen ontwerp en operatie
Een met de EcoStruxure™ Augmented Operator Advisor of de EcoStruxure™ Machine Advisor gecreëerde digital twin (een data-gestuurde, virtuele en zo nauwkeurig mogelijke weergave van de fysieke installatie inclusief documentatie) vormt een ideale oplossing voor onderhoud en service tijdens de bedrijfsfase.
Eenmaal aangemaakt, ontstaan volledig nieuwe mogelijkheden voor analyse en zelfs voor preventief onderhoud. Door de digitale tweeling al aan het begin van de ontwerpfase op te zetten, levert dit enorme voordelen op in elke projectfase.
Zo zijn bijvoorbeeld al tijdens de offertestadium alle gegevens van de gebruikte componenten van de fabrikant beschikbaar en kunnen deze eenvoudig worden overgezet naar de respectieve CAD- en CAE-programma’s. Daarnaast kan voor berekeningen en dimensioneringen direct gebruik worden gemaakt van handleidingen.
Voordelen van de digitale tweeling:
- 2D- & 3D-weergave toont de toepassing al in een vroeg stadium
- Overdracht van alle relevante planningsgegevens tijdens de productie
- Snelle offerteopstelling
- Fouten in de planning kunnen vroegtijdig worden herkend en verholpen
- Uitbreiding, modernisering, onderhoud & reparatie verlopen aanzienlijk sneller
Energiemeting in de schakelkast
De eisen die bedrijven stellen aan energiemonitorings- of energiemanagementsystemen zijn veelzijdig – en net zo veelzijdig moeten de oplossingen worden ontworpen. Een belangrijke reden om zich met de energetische optimalisatie van een bedrijf bezig te houden, is naast milieubescherming en het voldoen aan wettelijke voorschriften ook de verlaging van de totale bedrijfskosten.
Naast de verbetering van de energie-efficiëntie loont het ook om te kijken naar de beschikbaarheid van installaties en machines. Met behulp van realtime-energiemeetgegevens of door monitoring van bedrijfsmiddelen en de status van installaties kunnen kritische situaties vroegtijdig worden herkend en kunnen uitvallen door middel van alarmering worden voorkomen.
In plaats van een puur preventief onderhoudsconcept kan met behulp van belastingtrends en het loggen van gebeurtenissen een vraaggestuurd en dus kosten-geoptimaliseerd onderhoud worden gepland.
Een efficiënt energiemonitoring wordt steeds meer een doorslaggevende sleutelfactor bij de planning en bouw van schakelkasten.
Schneider Electric biedt voor energiemonitoring in de schakelkast een ideale oplossing met de ultracompacte energiemeters PowerTag Energy Acti9 Flex, geschikt voor eindstroombanen tot 63 A en voedingen tot 2000 A.
Dankzij de extreem compacte bouwvorm – de kleinste energiemeter ter wereld in nauwkeurigheidsklasse 1 – en het innovatieve communicatie- en aansluitconcept kan de PowerTag Energy Acti9 Flex rechtstreeks op het beveiligingsapparaat worden gemonteerd. Hierdoor heeft hij geen invloed op de bezetting van de DIN-rail of de afmetingen van de schakelkast.
Alle gegevens en alarmmeldingen worden draadloos doorgestuurd naar de datalogger EcoStruxure™ Panel Server. Spanning en stroom worden direct op dezelfde plaats gemeten, waardoor een vermogens- en energiemeting volgens klasse 1 voor de te bewaken stroomkring mogelijk is.
Met de PowerTag Energy Acti9 Flex kunnen aanzienlijke besparingen op de DIN-rail worden gerealiseerd door conventionele, directmetende energiemeters te vervangen: 1 tot 2 modules minder voor wisselstroommeters en 4 tot 6 modules minder voor driefasige meters. Hierdoor kunnen schakelkasten compacter worden uitgevoerd of kan de vrijgekomen ruimte op de DIN-rail voor andere componenten worden benut.
Voordelen van PowerTag Energy Acti9 Flex:
- Draadloze communicatie in de schakelkast – overdracht via radio; tot 40 PowerTag-energiemeters communiceren met de Ethernet-gateway Panel Server Universal.
- Energiemeting in nauwkeurigheidsklasse 1 volgens VDE 0413-12 (IEC 61557-12).
- Minimale bedrading in de schakelkast – minder bedrading bespaart tijd en kosten bij de installatie.
- Geen extra ruimte nodig op de DIN-rail – de energiemeter kan direct op of onder het beveiligingsapparaat worden gemonteerd.
- Geschikt voor alle fabrikaten – PowerTag-energiemeters zijn ook toepasbaar bij modulaire apparaten van andere fabrikanten.
Duurzaamheid
Bedrijven moeten steeds duurzamere producten aanbieden en milieu-informatie transparant weergeven. Dit geldt ook voor de schakelkastbouw. Zo wordt er bijvoorbeeld steeds vaker gevraagd naar producten met een lagere milieu-impact en moeten milieugegevens in toenemende mate openbaar worden gemaakt. Schneider Electric heeft zich verbonden aan duurzaamheid en zet dit om in uiteenlopende maatregelen.
Voor een toekomst zonder schadelijke stoffen
Producten van Schneider Electric voldoen niet alleen aan internationale milieunormen – ze gaan verder dan dat. Met de Green Premium merkbelofte van Schneider Electric verhoogt u de hulpbronnenefficiëntie gedurende de volledige levenscyclus van uw installaties. Dit omvat het efficiënt gebruik van energiebronnen en natuurlijke grondstoffen, evenals de minimalisering van CO₂-uitstoot.
Green Premium-producten garanderen u transparante milieu-informatie over Schneider Electric-producten: minimaal gebruik van gevaarlijke stoffen conform de voorschriften (RoHS, REACh), openbaarmaking van milieugegevens (bijvoorbeeld Product Environmental Profiles – PEP) en circulariteitsprofielen als richtlijnen voor verantwoorde afvalverwerking.
Duurzame verpakkingsoplossingen
Bij de productie van verpakkingen gebruikt Schneider Electric 100% gerecycled papier. In vergelijking met de productie uit nieuwe vezels wordt het bosecosysteem daardoor ontzien. Ook de belasting van afvalwater, evenals het water- en energieverbruik, vallen aanzienlijk lager uit.
De gebruikte inkten zijn milieuvriendelijk en voor 100% recyclebaar en biologisch afbreekbaar. Bovendien zorgen meervoudige verpakkingsoplossingen voor een reductie van meer dan 50% van de benodigde grondstoffen en wordt de grondstoffenverwerking meetbaar ontlast.
Levensduur
Bij de productie van elektrische apparaten ontstaan broeikasgassen die de klimaatverandering versnellen. In Duitsland zouden gemiddeld 9,3 miljoen ton van deze gassen per jaar kunnen worden bespaard als producten zo ontworpen zouden zijn dat ze langer meegaan.
De schakelapparaten uit de TeSys-familie dragen al lange tijd bij aan de vermindering van broeikasgassen. Ze bieden een uitzonderlijk lange levensduur bij een nominale belasting, met tot wel 2,3 miljoen schakelingen.
Duurzame producten
De energiezuinige contactoren van de reeks TeSys Deca Green verbruiken dankzij een elektronisch aangestuurde spoel 80% minder energie dan elektromechanische contactoren. De batterij- en draadloze drukknoppen Harmony XB5R besparen waardevolle grondstoffen bij zowel gebruik als bedrading.
De berekeningstool EcoStruxure™ Motor Management Design maakt het mogelijk de verwachte energiebesparing en het netgedrag door frequentieregelaars te berekenen. Bovendien vormen de energiemeters van Schneider Electric het centrale bouwblok voor elke energiemeting, registratie en analyse conform ISO 50001 en DIN EN 16247-1, en daarmee voor de opbouw van een bedrijfsenergiemanagementsysteem.
Conclusie
Schneider Electric biedt schaalbare software- en hardwareoplossingen voor alle gebieden van de elektrotechniek. Bij Schneider Electric vindt u 99% van de componenten die u nodig hebt voor een eenvoudige en efficiënte constructie van uw schakelkasten. Ook op softwarebasis wordt elke behoefte gedekt – met een open en flexibele structuur.
Dankzij jarenlange ervaring en marktleiderschap is Schneider Electric de juiste partner op het gebied van techniek én duurzaamheid.
Afbeeldingen: Schneider Electric
