{"id":1479,"date":"2024-03-20T16:04:41","date_gmt":"2024-03-20T16:04:41","guid":{"rendered":"https:\/\/krayer.de\/?post_type=wiki&p=1479"},"modified":"2024-09-23T08:39:32","modified_gmt":"2024-09-23T08:39:32","slug":"schaltplan","status":"publish","type":"wiki","link":"https:\/\/krayer.de\/en\/ul-wissen\/ul-wiki\/schaltplan\/","title":{"rendered":"Schaltplan\u00a0"},"content":{"rendered":"\n

Schaltpl\u00e4ne, Schaltskizzen oder Schaltungsgrafiken sind ein wichtiger Bestandteil f\u00fcr elektronische Ger\u00e4te und somit auch f\u00fcr unsere UL 508A-zertifizierten Schaltschr\u00e4nke<\/strong>. Was so ein Schaltplan genau ist und welche Funktion er hat, erkl\u00e4ren wir hier.<\/p>\n\n\n\n\n

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Was ist ein Schaltplan?<\/h2>\n\n\n\n

Unter dem Begriff Schaltplan (engl. Wiring Diagram<\/a>) versteht man eine einfache grafische \u00dcbersicht einer elektrischen Schaltung.<\/strong> Andere Bezeichnungen f\u00fcr den Schaltplan sind auch Schaltbild oder Schaltskizze. Bei der Darstellung des Planes geht es rein um die Funktion der einzelnen Bauelemente und deren elektrische Verkn\u00fcpfungen<\/strong>. Aus diesem Grund werden Schaltpl\u00e4ne abstrahiert und vereinfacht<\/strong> dargestellt. Linien und Bauelemente sind die Hauptbestandteile dieser Grafiken. Mit fest definierten und genormten Symbolen<\/strong> f\u00fcr die Elemente und deren Verschaltungsart ist der Plan f\u00fcr den Fachmann schnell zu verstehen. Die in Europa verwendeten Schaltzeichen entsprechen der internationalen Vereinbarung der Norm IEC 60617. Im nordamerikanischem Raum orientiert man sich mit den Darstellungsformen des ANSI-Standard Y32. Diese Grafiken sind enorm wichtig in der Elektronik und werden zum Beispiel f\u00fcr die Stromkreise und die Erdung (Grounding<\/a>) von Schaltschr\u00e4nken erstellt.<\/p>\n\n\n\n

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Beispiel:<\/h3>\n\n\n\n

Im Folgenden sehen wir die unterschiedlichen Komponenten eines Schaltplans am Beispiel eines Schaltschranks.<\/p>\n\n\n\n

Wie funktioniert ein Schaltplan?<\/h2>\n\n\n\n

Wenn man als Laie einen Schaltplan betrachtet ist es schwer die Zeichen auf Anhieb zu verstehen. Die Linien stellen die leitenden Verbindungen dar. Sie liegen zwischen den Bauelementen. Um die \u00dcberschaubarkeit des Planes zu bewahren, ist es empfehlenswert, zu viele sich kreuzende Linien zu vermeiden<\/strong>. Wenn dies aber doch der Fall ist, muss man unterscheiden, ob es hier tats\u00e4chlich zum Kontakt der Verbindungen kommt oder sie sich in der Schaltung nicht ber\u00fchren und sich nur auf der Skizze kreuzen. Bei Kontakt, also bei einer Verbindung, wird dies mit einem schwarzen Punkt gekennzeichnet. Jedes Bauelement hat sein eigenes Symbol<\/strong> und ein Bezeichnungssystem wird oft zum eindeutigen Verst\u00e4ndnis zugef\u00fcgt. Wichtig ist es au\u00dferdem, auf die Norm zu achten. Zum Beispiel ist das Symbol f\u00fcr elektrischer Widerstand je nach Norm ein Rechteck oder eine Zickzack-Linie. Im europ\u00e4ischen Raum ist der Gebrauch des Rechtecks \u00fcblich. Zus\u00e4tzlich zu der grafischen Darstellung gibt es Informationen anhand Parameter und bestimmter Attribute<\/strong>, die zum Beispiel die elektrischen Parameter der Verbindungen zwischen den Bauteilen genauer definieren. Zudem k\u00f6nnen die einzelnen Elemente Informationen \u00fcber u.a. die Bestellnummer und den Hersteller mitbringen.<\/p>\n\n\n\n

[et_pb_section global_module=\"783\"][\/et_pb_section]<\/div>\n\n\n\n

Wie erkenne ich die Bauelemente in einem Schaltplan?<\/h3>\n\n\n\n

Die elektrischen Bauteile innerhalb eines Stromlaufplanes sind auf den ersten Blick an ihrer Symbolik zu erkennen. Im Folgenden zeigen wir die wichtigsten Schaltsymbole<\/strong>, die auf jeder Schaltskizze zu finden sind.<\/p>\n\n\n\n

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Widerstand<\/strong>
Mit dem elektrischen Widerstand wird ein Widerstand in die Spannung im Stromkreis eingesetzt. Der Grund daf\u00fcr ist es, die Stromst\u00e4rke zu reduzieren. Weil der Widerstand wie eine Art Bremse funktioniert, entsteht durch die Reibung W\u00e4rme.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

\"Zeichen<\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n
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Sicherung<\/strong>
Sicherungen sind wie der Name schon vermuten l\u00e4sst f\u00fcr die Sicherheit zust\u00e4ndig. Die elektrotechnischen Bauteile sch\u00fctzen den Stromkreis vor zu starken Str\u00f6men und verhindern eine \u00dcberlastung. Aus diesem Grund werden sie so in den Stromplan eingebaut, dass der gesamte Strom durch sie durchflie\u00dft.
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\"Zeichen<\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n
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Kondensator, allgemein<\/strong>
Kondensatoren bestehen aus zwei leitf\u00e4higen Metallplatten, die durch ein isolierendes Material voneinander getrennt sind. Sie sind erforderlich, um elektrische Energie zu speichern und k\u00f6nnen schnellen Spannungs\u00e4nderungen entgegenwirken. 
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\"Zeichen<\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n
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Spule <\/strong>
Spulen werden auch als Induktivit\u00e4ten oder Drosseln bezeichnet. Sie dienen als Leiter und bestehen meist aus Kupferlackdraht oder einer Hochfrequenzlitze. Wird an einer Spule eine elektrische Spannung angelegt, \u00e4ndert sich der Stromkreis nicht sprunghaft und ein rascher Stromanstieg wird verhindert.
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\"Zeichen<\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n
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Diode<\/strong>
Dioden sind sozusagen kleine Verkehrspolizisten im Stromkreis. Sie erlauben, dass der Strom in eine Richtung gehen darf und in die andere der Stromfluss gesperrt wird. Hier spricht man von Durchlassrichtung und Sperrrichtung. 
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\"Zeichen<\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n

Der Schaltplan als wichtige Dokumentation<\/h2>\n\n\n\n

Ein Schaltplan ist eine unverzichtbare Orientierungshilfe bei der Fehlersuche<\/strong> und der Behebung von St\u00f6rungen. Da der Schaltplan Auskunft \u00fcber die Verdrahtung der einzelnen Schaltkreise und die verbauten Einzelteile und Komponenten gibt, erm\u00f6glicht er meist rasche R\u00fcckschl\u00fcsse auf die Ursache der St\u00f6rung. Mit diesen Informationen k\u00f6nnen Fehler gesucht, eingegrenzt und behoben werden. Au\u00dferdem erleichtern die auf dem Schaltplan festgehaltenen Informationen \u00fcber die einzelnen Bauteile die Ersatzteilbeschaffung. Kurz gesagt: F\u00fcr eine ordnungsgem\u00e4\u00dfe und zuverl\u00e4ssige Wartung und Instandhaltung<\/strong> von Schaltschr\u00e4nken ist ein strukturierter und ausf\u00fchrlicher Plan die wichtigste Grundlage.<\/p>\n\n\n\n

Der Schaltplan als Dokumentation f\u00fcr die UL-Zertifizierung <\/h2>\n\n\n\n

Schaltungsgrafiken spielen jedoch nicht nur f\u00fcr die Fehersuche und -behebung eine wichtige Rolle. Auch f\u00fcr die UL-Zertifizierung<\/strong> ist der Schaltplan unverzichtbar. F\u00fcr jeden Steuerschrank, der ein UL-Label tragen darf, muss ein Schaltplan vorgelegt werden. Von besonderer Bedeutung ist der Schaltplan im Rahmen der Bewertung der Kurzschlussfestigkeit<\/strong>, des sogenannten SCCR-Ratings<\/a>. Dar\u00fcber hinaus bezieht sich die UL-Zertifizierung nur auf den konstruktiven Zustand, in welchem sich der Steuerschrank zum Zeitpunkt der Zertifizierung befunden hat. Dieser ist auf dem Schaltplan verzeichnet. Mit anderen Worten: Werden sp\u00e4ter Ver\u00e4nderungen an der Konstruktion vorgenommen, l\u00e4sst sich dies anhand des Schaltplans nachweisen;<\/strong> die UL Zertifizierung erlischt.<\/p>\n\n\n\n

Mit welchen Programmen werden Schaltpl\u00e4ne erstellt?<\/h2>\n\n\n\n

Schaltpl\u00e4ne werden heute selbstverst\u00e4ndlich mit Hilfe von PC-Programmen erstellt. Wie f\u00fcr fast alle Anwendungen ist die Auswahl an Software zum Erstellen von Schaltpl\u00e4nen riesig und reicht von Freeware f\u00fcr ambitionierte Bastler bis zu komplexen Programmen mit gro\u00dfem Funktionsumfang f\u00fcr den professionellen Einsatz. Im Schaltschrankbau haben sich vor allem zwei Anwendungen durchgesetzt SCAD und EPLAN.<\/p>\n\n\n\n

Schaltpl\u00e4ne erstellen mit OpenSCAD<\/h3>\n\n\n\n

OpenSCAD ist eine freie CAD-Software<\/strong> die mit Hilfe ihrer eigenen textbasierten Programmiersprache 3D-Modelle erzeugt. Vorteil dieses Programms ist, dass es dank seiner Verwendung einfacher Textdateien ein komplett freies, das hei\u00dft ein nicht lizenzrechtlich gesch\u00fctztes, Dateiformat zur Verf\u00fcgung stellt.<\/p>\n\n\n\n

EPLAN<\/h3>\n\n\n\n

Mit EPLAN<\/strong> kann nicht nur ein zweidimensionaler Schaltplan gezeichnet, sondern auch ein dreidimensionales Modell des gesamten Steuerschranks erstellt werden, sodass sich ein digitaler Zwilling<\/strong><\/a> des Originals ergibt. Somit kann schon w\u00e4hren der Planungsphase<\/strong> die Positionierung aller Bauteile gepr\u00fcft und gegebenenfalls ge\u00e4ndert werden. Ebenso erleichtert das digitale Abbild die Planung und Durchf\u00fchrung von Wartungsarbeiten<\/strong> am echten Schaltschrank. Durch seine Schnittstellen gew\u00e4hrleistet EPLAN dar\u00fcber hinaus die direkte Verbindung zwischen Planungssoftware und Produktion; EPLAN ist somit komplett Industrie 4.0-f\u00e4hig.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Was sind die Vorteile eines Schaltplans?<\/h2>\n\n\n\n

Schaltpl\u00e4ne erm\u00f6glichen ein leichtere und schnelle Verst\u00e4ndlichkeit von komplexen elektronischen Anlagen<\/strong> wie zum Beispiel Schaltschr\u00e4nken. Die wichtigen Bauteile des Stromkreises und deren Verschaltungen werden anhand einheitlicher Symbole und Schaltzeichen<\/strong> dargestellt. Das erm\u00f6glicht nicht nur die leichtere Lesbarkeit der Pl\u00e4ne und somit das verbesserte Verst\u00e4ndnis der Anlagen, sondern dient auch einer einheitlichen Darstellung<\/strong>. Die einheitliche Handhabung und die gute \u00dcbersichtlichkeit erleichtern zudem die Kommunikation unten den Experten<\/strong> und erm\u00f6glichen eine effektivere Fehlerbehebung und Sicherstellung der richtigen Stromversorgung.<\/p>\n\n\n\n

Ein Schaltplan dient neben der allgemein informativen Darstellung auch noch folgenden Zwecken:<\/p>\n\n\n\n

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  • Die Skizze des fertigen Schaltplans ist die Vorlage f\u00fcr den Layoutentwurf von Leiterplatten<\/strong>. <\/li>\n\n\n\n
  • Das Schaltbild als Eingabe f\u00fcr Schaltungssimulationen<\/strong>. Mit der grafischen Darstellung kann die Schaltung am Computer simuliert und getestet werden.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

    Regeln zum Erstellen eines Schaltplans<\/h2>\n\n\n\n

    Es gibt f\u00fcr die Erstellung einer Schaltskizze bestimmte Regeln, die man zu beachten hat. Hier zeigen wir Ihnen einige Grundlagen f\u00fcr die Erstellung eines professionellen Schaltplans:<\/p>\n\n\n\n

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    • Kabel werden im rechten Winkel weiter gezeichnet bei einem Richtungswechsel<\/li>\n\n\n\n
    • Bauteile werden nie in Ecken gezeichnet<\/li>\n\n\n\n
    • Keine Leitungen durch andere Bauteile legen<\/li>\n\n\n\n
    • Wenn m\u00f6glich rechts die Ausg\u00e4nge und links die Eing\u00e4nge<\/li>\n\n\n\n
    • Immer die \u00dcbersichtlichkeit wahren<\/li>\n\n\n\n
    • Kennzeichnung mit einem Punkt bei Verzweigungsstellen<\/li>\n\n\n\n
    • Oben positivere Spannungen als oben<\/li>\n\n\n\n
    • Vermeidung von zu vielen Leitungskreuzungen<\/li>\n\n\n\n
    • Bauteilnamen und Werte gut lesbar platzieren<\/li>\n\n\n\n
    • Elemente drehen, spiegeln und verschieben, um Leitungskreuzungen zu vermeiden<\/li>\n\n\n\n
    • Ausreichend auseinanderliegende Bauteile auf zueinander passender Lage<\/li>\n\n\n\n
    • Leitungsabbiegungen vermeiden<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n\n
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      Zusammenfassung<\/h2>\n
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      Ein Schaltplan, also die grafische Darstellung einer elektrischen Schaltung, ist sowohl f\u00fcr die Fehlersuche und -behebung als auch f\u00fcr die UL-Zertifizierung eines Schaltschranks unverzichtbar. Denn Anhand des Schaltplans k\u00f6nnen Konstruktions\u00e4nderungen nachgewiesen werden. Au\u00dferdem ist er f\u00fcr das SCCR-Rating von besonderer Bedeutung.
      Jedes Bauelement im Schaltplan hat sein eigenes Symbol. Die Symbole entsprechen den Darstellungsformen des ANSI-Standards 32, trotzdem wird h\u00e4ufig ein Bezeichnungssystem zum eindeutigen Verst\u00e4ndnis erg\u00e4nzt. Mit Softwareprogrammen wie OpenSCAD oder EPLAN lassen sich Schaltschr\u00e4nke digital erstellen. F\u00fcr die Erstellung gelten jedoch einige Regeln, zum Beispiel, dass Bauteile nie in Ecken gezeichnet werden und keine Leitungen durch andere Bauteile gelegt werden. Ein korrekt erstellter Schaltplan erm\u00f6glicht das schnelle Erfassen und die vereinfachte Kommunikation \u00fcber komplexe elektronische Anlagen.<\/p>\n\n\n\n

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