Intelligent Schalten und Vernetzen

Die Elektrotechniker unterteilen ihren Bereich in drei Ebenen: Hoch-, Mittel- und Niederspannung. Während bei den ¿dicken Klötzen¿ für die hohen und mittleren Spannungen in den letzten 20 Jahren ein erhebliches Innovationstempo zu interessanten Weiterentwicklungen führte, schienen die Hersteller von Niederspannungs-Schaltanlagen und -Geräten bis vor kurzem auf der Stelle zu treten. So beurteilten es wenigstens Fachleute, wobei das vermutlich zuweilen durch die Wettbewerbsbrille betrachtet wurde. Dabei hat sich der Anteil kleiner Anschlußleistungen durch die Automatisierung in der Produktion gravierend vergrößert. Er liegt bei Stromabzweigen bis 25 Ampere bereits zwischen 60 und 80 Prozent. Nicht zuletzt diese Erkenntnis sowie die Forderungen nach vernetzungsfähigen Geräten, die sich mit der Steuerungselektronik kombinieren lassen, hat bei einigen Herstellern in den letzten Jahren zu überraschenden Entwicklungen geführt.
Auf dem Wege vom Kraftwerk zum elektrischen Verbraucher reduziert sich die elektrische Spannung zunehmend. Während die Preise pro Anschlußgerät im gleichen Maße sinken, potenziert sich die Anzahl der Anschlüsse. Diese letzten Glieder der Stromverteilung werden deshalb in großen Stückzahlen benötigt. Da es sich hier ¿ wenigstens bisher ¿ um sehr konventionelle Technik handelte, blieb der weltweite Wettbewerb nicht aus. Es genügte also keinesfalls, ein paar Automaten in die Fertigung zu stellen, um kostengünstiger zu produzieren. Nur durch völlige, automatisierungsgerechte Neukonstruktionen, die natürlich auch die anderen Forderungen der Abnehmer wie rationelle Installation und Montage sowie Vernetzbarkeit erfüllen mußte, ließ sich die globale Wettbewerbsfähigkeit sichern.

Bremsende Normen
Dabei, so scheint es mir, mußten die Konstrukteure recht häufig über die eigenen Schatten springen. Böse Zungen behaupten nämlich, daß sich die Elektrotechniker mit ihrem konservativ eingestellten Gremien über lange Jahren selbst im Wege standen und zum Teil auch noch stehen. Es klingt deshalb ein bißchen blauäugig, wenn Gerhard Voß von ABB in seiner Eigenschaft als VDE-Tagungsleiter zu einer Niederspannungs-Fachtagung die Branche beschwört: ¿Normalerweise können Normen und Bestimmungen nur im nachhinein die Rahmenbedingungen für neue Gegebenheiten setzen. Mit der Basis von IEC-Publikationen auf europäischer Ebene sind diese erfreulicherweise zum Motor von einheitlichen Standards geworden. Sie haben damit den weitsichtigen, aktiven Unternehmensführern den Schlüssel zu allen Türen in Europa und für die meisten Länder der übrigen Welt in die Hand gegeben. Allerdings ¿ öffnen muß man die Türen selbst, um den Markt zu bedienen.¿ Er weiß natürlich auch, daß die Normen weiterhin der kleinste gemeinsame Nenner vieler divergierender Interessen sind, versucht aber auf diese Weise offensichtlich bei den Fachkollegen etwas mehr Begeisterung für den Fortschritt zu wecken.

Am weitesten vorgeprescht in diesem Wettlauf um den Markt ist Siemens mit seinem Niederspannungs-Schaltgeräte-System unter dem Produktnamen Sirius 3R. Dieser völlig neu entwickelte Systembaukasten von Schaltgeräten für Verbraucherabzweige besteht aus Leistungsschaltern, Schützen, Überlast- und Zeitrelais sowie dem dazu passenden Montage- und Anschlußzubehör. Natürlich sind alle Gerätegruppen dieser neuen Familie mechanisch und elektrisch so aufeinander abgestimmt, daß der Kunde mit relativ wenig Aufwand beliebige Verbraucherabzweige aufbauen kann. Mit nur vier Baugrößen in den drei kompakten Baubreiten 45, 55 und 70 Millimeter deckt dieses System Leistungen bis 45 Kilowatt ab.

Technologieführer und Trendsetter
Damit hat sich das Unternehmen ausgesprochen anspruchsvolle Ziele gesetzt, die Klaus Kosack, Geschäftsgebietsleiter Niederspannungs-Schalttechnik, Anfang letzten Jahres so umriß: ¿Wir wollen im ersten Jahrzehnt des neuen Jahrtausends mit der Niederspannungs-Schalttechnik als Global Player Marktführer in der erweiterten Triade Europa, Amerika und Asien sein. Bereits seit einigen Jahren wachsen wir schneller als der Markt, wollen dieses Tempo noch weiter steigern und damit weitere Marktanteile hinzugewinnen. Mit unseren Produktinnovationen wollen wir Technologieführer und Trendsetter sein.¿

Das Ziel ist ja auch recht verlockend, denn bereits 1995 umfaßte der Welt- markt für Niederspannungs-Schalttechnik 17,4 Milliarden Mark. Er wächst mit durchschnittlich sechs Prozent im Jahr. Dieses rasante Wachstum wird auch der vermehrte Einsatz von speicherprogrammierbaren Steuerungen und Industrie-PCs nicht abbremsen. Die können nämlich nur einen Teil der Prozesse in der Fertigung steuern und regeln. In der Feldebene, dem Bereich der Aktoren und Sensoren finden Niederspannungs-Schaltgeräte bisher schon und auch zukünftig ihren Platz. Doch die Anforderungen an Niederspannungs-Schaltgeräte haben sich mit Einzug der Automatisierungstechnik wesentlich verändert. Die Intelligenz der Geräte wandert zunehmend in die Periphierie und so muß die Automatisierungswelt auch Schaltgeräte sowie kleinste Aktoren und Sensoren heute einbinden. Die Niederspannungs-Schalttechnik erfordert deshalb zunehmend ¿intelligente¿ Produkte. Bild 5 zeigt in der Praxis, daß die Niederspannungs-Schaltgeräte zwar nicht dominieren aber ihren Platz inmitten der Elektronik beanspruchen.

Netzwerkfähig
Das beginnt bereits bei den sogenannten Befehlsgeräten, die sich inzwischen über einen Feldbus vernetzen lassen. Das verringert die Installationskosten und erlaubt einen weitaus flexibleren Einsatz. Ein Beispiel hierzu kommt von Klöckner-Moeller mit dem Bus, der sich AS-Interface (AS-I) nennt und speziell für die ¿untere¿ Ebene der Aktoren und Sensoren konzipiert wurde.

Schraubenlos
Aber auch beim Verdrahten muß heutzutage mit jedem Handgriff gegeizt werden. Siemens liefert deshalb seine Sirius-3R-Familie alternativ zur Schraubtechnik auch in der sogenannten Cage-Clamp-Technik, einer schraubenlosen Anschlußtechnik. Das geht beim Verdrahten nicht nur schneller, die Geräteanschlüsse werden auf diese Weise sowohl rüttel- und schocksicher als auch wartungsfrei. Das Nachziehen der Schrauben nach einem Transport kann hier beispielsweise entfallen. Außerdem paßt sich bei dieser Technik die Klemmkraft automatisch dem Leitungsquerschnitt von 0,5 bis 2,5 Quadratmillimetern an und drückt die sogenannte Käfigzugfeder flächig gegen den Leiter, so daß die ¿bombenfeste¿ Verbindung nicht mehr verrutschen kann. Die Schaltgeräte im Bild 2 zeigen derartige Ausführungen.

Dieses Verdrahten sollte darüber hinaus möglichst auf ein Minimum reduziert werden, die Geräte sollten sich also praktisch aneinander stecken lassen.

Nicht nur die Gremien, die ich beschrieben habe, sind sehr konservativ eingestellt, sondern auch die Abnehmer, die ja zum Teil ebenfalls in diesen Gremien sitzen. Das Programm der geplanten VDE-Fachtagung zeigt dies. Schließlich soll damit der Markt für eine Technik aufbereitet werden, mit der die Hersteller bereits in naher Zukunft ihre bisherigen Produkt-Programme komplett ablösen wollen. Die Unterlagen zur VDE-Fachtagung ¿Niederspannungs-Schaltanlagen und -Gerätetechnik¿ am 13. und 14. Mai in Mannheim können Sie über die folgende Kennziffer anfordern.

Bernhard Siegmund / April 1998