Moderne Markierungstechniken nutzen Daten aus dem Engineering

Optimierung der Prozesskette

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Unter zunehmendem Kostendruck im Maschinen- und Anlagenbau suchen Anwender nach weiteren Einsparpotenzialen. Ein Ansatz ist die Steigerung der Produktivität durch Optimierung des Produktionsprozesses mittels durchgängiger Daten. Dabei zeigt sich, dass selbst bei der eindeutigen Kennzeichnung aller Komponenten und Betriebsmittel am Ende des Produktionsprozesses Daten der Planungs- und Projektierungsphase genutzt werden können. Die Planungs- und Markierungs-Lösung von Phoenix Contact bietet dazu Schnittstellen zu verschiedenen CAE-Systemen.

DER AUTOR Dipl.-Ing. Andreas Radeck ist Mitarbeiter im Produktmarketing Industrielle Verbindungstechnik bei Phoenix Contact GmbH & Co. KG in Blomberg ( www.phoenixcontact.de)

Bei der Erzeugung dauerhafter und eindeutiger Kennzeichnungen sowie bei der Auszeichnung der Komponenten werden unterschiedliche Phasen durchlaufen. Die drei wichtigsten Phasen sind die Planungs- und Projektierungsphase, die Auswahl der optimalen Kennzeichnungs-Materialien sowie die Auswahl eines geeigneten Druckmediums. Im Reparatur- oder Service-Fall reduziert eine eindeutige Kennzeichnung die Ausfallzeiten von Maschinen und Anlagen erheblich, weil eine aufwändige Fehlersuche entfällt.
Mit dem Projektplan fängt es an
Die Projekt- und Stromlaufpläne werden heute meist vollständig in CAE-Systemen abgebildet und sind jederzeit per Mausklick online abrufbar. Alle notwendigen Informationen zu den einzelnen Funktionen der verwendeten Komponenten, Anschlussquerschnitte der Leiter und Kabel sowie Kennzeichnungsinformationen wie Quelle und Ziel können hier hinterlegt werden. Da alle relevanten Daten im CAE-System vorliegen, sind manuelle Dateneingaben überflüssig, mögliche Fehlerquellen aufgrund redundanter Eingaben werden vermieden.
Auf welche Weise erhält nun aber der Anwender die zahlreichen Informationen aus dem CAE-System und wie kann er die Daten weiterverarbeiten? Als Bindeglied sind hier Software-Programme zur Planung und Markierung zu nennen, wie Clip Project Advanced von Phoenix Contact. Als Teil der Wertschöpfungskette übernimmt das Programm per Mausklick aus allen gängigen CAE-Systemen die hinterlegten Informationen zu Klemmenpunkten, Kabeln und Leitungen sowie die kompletten Kennzeichnungsdaten aus dem Stromlaufplan. Zusätzlich werden die vollständigen Bestell-, Stück-, Aufbau- und Montagelisten sowie eine zweidimensionale Darstellung der Klemmenleiste erzeugt. Aktuelle Updates für die Software erhält der Anwender automatisch über das Internet – ein Service, der insbesondere für international tätige Firmen von Nutzen ist.
Das Tool ermöglicht die schnelle Planung und Markierung von Komponenten in Schaltschrank und Feld. Die Software übernimmt die Daten aus den bekannten Elektro-Planungssystemen und platziert automatisch die korrekten Produkte in Grafik und Stückliste. Das Tool verfügt über Schnittstellen sowohl zu Elektroplanungssystemen namhafter Hersteller als auch zu Tabellen- und Textverarbeitungsprogrammen. Die Autokorrektur setzt selbstständig die benötigten Endhalter, Deckel etc. und sorgt so für eine hohe Qualität der Dokumentation. Auf Wunsch wird die vollständige Dokumentation der bestückten Tragschiene ausgegeben. Alle Schilder für Klemmen, Leiter und Betriebsmittel werden via Mausklick bedruckt. Das Tool ist für alle Komponenten der Reihen Clipline, Interface und Trabtech geeignet und kompatibel zu Automationworx. Die Software ermöglicht Auswahl und Bedruckung aller Marker für die Klemmen-, Leiter- und Betriebsmittelkennzeichnung und unterstützt neben den Ausgabegeräten von Phoenix Contact weitere Geräte. Darüber hinaus ist ein automatischer Datenaustausch mit Elektroplanungssystemen möglich. Über die bidirektionale Schnittstelle zu Eplan lassen sich beispielsweise alle Produktdaten in die Eplan-Stücklisten zurückschreiben.
Verfahren und Materialien
Die richtige Auswahl der Kennzeichnungs-Materialien hängt primär von der Anwendung und deren Einsatzgebiet ab. So kommt es beispielsweise darauf an, ob der geplante Einsatz im Innen- oder Außenbereich erfolgen soll. Eine Eignung der Materialien für den Außenbereich hängt nicht etwa vom Temperatureinsatzbereich ab, selbst wenn dieser mit -40 bis +120 °C angegeben wird. Es ist vielmehr das Zusammenspiel von UV-Licht und auftretender Feuchtigkeit in Abhängigkeit von der Einwirkzeit. Diese Faktoren führen bei den meisten Materialien zur Rissbildung und Versprödung, was letztendlich eine Zerstörung der Kennzeichnungs-Materialien bewirkt. Um diesem Prozess entgegenzusteuern, kann man den Kunststoffen UV-stabilisierende Pigmente beimischen, Etiketten mittels einer UV-absorbierenden Laminatfolie schützen oder bei Typenschildern auf Materialien aus Metall zurückgreifen. Im Vorfeld müssen zahlreiche Faktoren betrachtet werden: Welche Innhaltsstoffe sind erlaubt – etwa Silikone, Halogene oder Cadmium? Gegen welche Chemikalien muss das Material beständig sein? Welchen Temperatur-Einsatzbereich soll es abdecken? Ist eine Listung wie etwa UL oder CSA erforderlich, und welche Brennbarkeitsklasse nach UL 94 muss das Material erfüllen? Die Anforderungen können in unterschiedlichen Branchen wie etwa Verkehrstechnik, Energietechnik, Lebensmittelindustrie, Kernkraftwerke, Maschinen-, und Anlagenbau recht unterschiedlich sein.
Eine Kennzeichnung nach heutigem Stand sollte dem Nutzer folgende Vorteile bieten: dauerhaft gute Lesbarkeit, optisch ansprechendes Erscheinungsbild sowie hohe Beständigkeit gegenüber mechanischen und chemischen Einflüssen. Ein Verfahren, das nur in wenigen industriellen Bereichen umgesetzt wird, obwohl es diese Anforderungen alle erfüllt, ist die Kennzeichnung der Materialien mittels Laser. Zum Einsatz kommt das Verfahren dort, wo besonders hohe Anforderungen an die Haltbarkeit der Kennzeichnung gestellt werden. Eine Entfernung der Kennzeichnung würde in den meisten Fällen eine Zerstörung des Materials bewirken. Nachteil des Verfahrens sind allerdings die hohen Kosten, schwierig ist auch die Auswahl eines geeigneten Materials für die Kennzeichnungen. In der Industrie kommen vorwiegend drei Druckverfahren zum Einsatz. Weit verbreitet ist immer noch der Beschriftungs-Plotter, der mittels eines mit Tinte gefüllten Stiftes die Informationen auf das Material überträgt.
UV-Licht härtet schnell und sauber
Ganz anders verhält es sich mit dem Thermotransferdrucker. Den Druckkopf, der hier zum Einsatz kommt, kann man vereinfacht mit einem Nadelkissen vergleichen. Die Nadeln werden im Millisekunden-Bereich erwärmt und wieder abgekühlt. Überall dort, wo die erwärmten Nadeln mit dem Farbband in Berührung kommen, erfolgt ein Farbumschlag auf das Material. Standard ist heute eine Druckauflösung von 300 dpi (dots per inch), wodurch auch Schriftgrößen von 0,5 mm Höhe möglich sind. Als weitere Alternative erweist sich hier die so genannte Tintenstrahltechnik. Als jüngstes Mitglied dieser Familie ist hier der neue High-Speed-Drucker Bluemark LED von Phoenix Contact zu nennen. Der Begriff Tinte trifft bei diesem Drucker allerdings nicht zu, da hier ein lösungsmittelfreies Beschriftungsfluid verwendet wird. Die Aushärtung mittels UV-Licht sorgt für wisch- und kratzfeste Beschriftungen.

INFO-TIPP
Zirka 200 Mitglieder nutzen ProSTEP iViP als Informations- und Kommunikationsplattform rund um die Produktentwicklung: Im Vordergrund steht dabei das reibungslose Zusammenspiel von Produktdaten, Systemen und Prozessen. Anfänglich lag der Fokus auf dem Austausch von CAD-Daten. Neben der Entwicklung offener Standards für den Produktdatenaustausch rückt die Gestaltung von Prozessen in den Vordergrund:

PRAXIS PLUS
Die produktive Nutzung von Markierungs-Techniken im industriellen Bereich ist eine Thematik, bei der zahlreiche Vorgaben und Anforderungen berücksichtigt werden müssen. Sinnvoll ist die Verarbeitung von Daten, die bereits während der Planungs- und Projektierungsphase vorliegen. Die automatische Weiterverarbeitung dieser Daten übernehmen spezielle Software-Programme, eine manuelle Dateneingabe wird damit überflüssig. Auf diese Weise werden Fehlerquellen minimiert und Kosten gespart. Die Auswahl der entsprechenden Markierungs-Materialien sowie eines geeigneten Druckverfahrens kann dagegen anwenderspezifisch unterschiedlich ausfallen.
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