{"id":7276,"date":"2026-02-19T09:00:00","date_gmt":"2026-02-19T08:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/tps-electronic.com\/?post_type=case_studies&#038;p=7276"},"modified":"2026-02-19T14:20:42","modified_gmt":"2026-02-19T13:20:42","slug":"leistungsschalter-retrofit-schaltschrankdesign-systemmodernisierung","status":"publish","type":"case_studies","link":"https:\/\/tps-elektronik.com\/ar\/case-studies\/leistungsschalter-retrofit-schaltschrankdesign-systemmodernisierung\/","title":{"rendered":"Modernisierung eines industriellen Leistungsschaltersystems mit Embedded-Steuerung"},"content":{"rendered":"\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Ausgangssituation<\/h2>\n\n\n\n<p>Ein Unternehmen aus der schweren Industrieautomation beauftragte <a href=\"https:\/\/tps-elektronik.com\/\" type=\"page\" id=\"10\">TPS Elektronik<\/a> mit der Modernisierung einer bestehenden Schutzplattform in Stromverteilerschr\u00e4nken.<\/p>\n\n\n\n<p>Das vorhandene Leistungsschalterfeld war seit \u00fcber 20 Jahren im Einsatz. Die Konstruktion entsprach weder aktuellen technischen Anforderungen noch den heutigen Erwartungen an Monitoring und Systemintegration.<\/p>\n\n\n\n<p>Folgende Herausforderungen wurden identifiziert:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Die bestehende Systemauslegung erf\u00fcllte aktuelle Schutz- und \u00dcberwachungsanforderungen nicht mehr.<\/li>\n\n\n\n<li>Mechanische Komponenten waren verschlissen und nur eingeschr\u00e4nkt erweiterbar.<\/li>\n\n\n\n<li>Die Embedded-Steuerlogik bot begrenzte Skalierbarkeit und keine strukturierte Fehlerbehandlung.<\/li>\n\n\n\n<li>Digitale Konstruktionsdaten lagen nicht vor; lediglich ein Musterger\u00e4t war verf\u00fcgbar.<\/li>\n\n\n\n<li>Der urspr\u00fcngliche Lieferant stand f\u00fcr Weiterentwicklung und Produktion nicht mehr zur Verf\u00fcgung.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p>TPS Elektronik wurde mit einer vollst\u00e4ndigen Retrofit-Neuentwicklung beauftragt, einschlie\u00dflich Elektronik, Mechanik und Embedded-Software.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Technische Herausforderungen<\/h2>\n\n\n\n<p>Die Modernisierung erforderte ein koordiniertes Vorgehen \u00fcber mehrere Disziplinen hinweg.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">1. Neuausrichtung der Schutzarchitektur<\/h3>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>\u00dcberf\u00fchrung der bestehenden Logik in eine strukturierte, moderne Steuerungsarchitektur<\/li>\n\n\n\n<li>Integration eines Software-Entwurfsmusters \u201eCircuit Breaker\u201c zur kontrollierten Fehlerisolation<\/li>\n\n\n\n<li>Kombination aus hardwareseitiger Stromunterbrechung und softwarebasierter Resilienz<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">2. Elektronik-Neuentwicklung<\/h3>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Entwicklung eines neuen Schutzcontrollers mit \u00dcberwachungs- und Logikfunktionen<\/li>\n\n\n\n<li>Neuaufbau des PCB-Layouts in professionellen ECAD-Umgebungen (u. a. Altium Designer, Cadence Allegro)<\/li>\n\n\n\n<li>Optimierung der Hochstromf\u00fchrung und Signaltrennung zur Unterst\u00fctzung des EMV-Verhaltens<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">3. Mechanische Rekonstruktion<\/h3>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Reverse Engineering des vorhandenen Geh\u00e4uses und der Bet\u00e4tigungsmechanik<\/li>\n\n\n\n<li>Neukonstruktion mechanischer Baugruppen zur Verbesserung von Wartungszug\u00e4nglichkeit und thermischem Verhalten<\/li>\n\n\n\n<li>Simulation bewegter Teile und Ausl\u00f6semechanismen zur Funktionsabsicherung<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">4. Retrofit-Integration<\/h3>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Mechanische und elektrische Integration in bestehende Schaltschr\u00e4nke<\/li>\n\n\n\n<li>Beibehaltung der Feldverdrahtung, soweit technisch m\u00f6glich<\/li>\n\n\n\n<li>Minimierung des Umr\u00fcstaufwands im laufenden Betrieb<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Umgesetzte L\u00f6sung<\/h2>\n\n\n\n<p><a href=\"https:\/\/www.shop-tps.com\/shop\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer nofollow\">TPS Elektronik<\/a> realisierte eine ganzheitliche Systemmodernisierung mit folgenden Kernkomponenten:<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Elektronik und PCB-Layout<\/h3>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Entwicklung einer neuen Schutz- und Steuerplatine<\/li>\n\n\n\n<li>Strukturierte Leiterplattenauslegung in mehrlagiger Bauweise<\/li>\n\n\n\n<li>Ber\u00fccksichtigung von Hochstrompfaden, Signalf\u00fchrung und EMV-Aspekten<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Embedded-Software und FPGA-Steuerung<\/h3>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Implementierung der Schutzlogik auf FPGA-Basis<\/li>\n\n\n\n<li>Deterministische Signalverarbeitung und schnelle Fehlererkennung<\/li>\n\n\n\n<li>Einsatz eines Circuit-Breaker-Softwaremusters in Firmware und verteilter \u00dcberwachungssoftware zur strukturierten Fehlerbehandlung<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Mechanik und Geh\u00e4use<\/h3>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Neukonstruktion von Geh\u00e4use- und Bet\u00e4tigungsmechanik<\/li>\n\n\n\n<li>CAD-gest\u00fctzte Validierung von Bewegungsabl\u00e4ufen<\/li>\n\n\n\n<li>Anpassung der Baugruppen zur Integration in bestehende Schaltschranksysteme<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Projektergebnisse<\/h2>\n\n\n\n<p>Im Rahmen des Projekts wurden folgende Verbesserungen erzielt:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Anpassung der Schutzarchitektur an aktuelle industrielle Anforderungen<\/li>\n\n\n\n<li>Optimiertes EMV-Verhalten durch \u00fcberarbeitetes PCB-Layout<\/li>\n\n\n\n<li>Strukturierte softwareseitige Fehlerbehandlung zur Reduzierung systemischer Wechselwirkungen<\/li>\n\n\n\n<li>Weiterverwendung bestehender Infrastruktur durch Retrofit-Integration<\/li>\n\n\n\n<li>Verk\u00fcrzte Reaktionszeit der Schutzfunktion im Vergleich zur Legacy-Ausf\u00fchrung<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p>Alle Ergebnisse wurden projektbezogen dokumentiert und gemeinsam mit dem Kunden validiert.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Fazit<\/h2>\n\n\n\n<p>Die Modernisierung zeigt, wie bestehende industrielle Leistungsschaltersysteme durch gezielte <a href=\"https:\/\/tps-elektronik.com\/kontakt\/\" type=\"page\" id=\"20\">Neuentwicklung von Elektronik<\/a>, Embedded-Software und Mechanik technisch weiterentwickelt werden k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n<p>Durch die Kombination aus:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>PCB-Neuentwicklung<\/li>\n\n\n\n<li>FPGA-basierter Schutzlogik<\/li>\n\n\n\n<li>mechanischer Rekonstruktion<\/li>\n\n\n\n<li>strukturierter Software-Fehlerbehandlung<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p>entstand eine skalierbare und wartungsfreundliche Plattform, die in vorhandene Anlagen integriert werden konnte.<\/p>\n\n\n\n<p>Das Projekt verdeutlicht die M\u00f6glichkeit, bestehende Schutzsysteme durch Retrofit-Ans\u00e4tze weiterzuentwickeln, ohne die gesamte Infrastruktur zu ersetzen.<\/p>\n\n\n<style id=\"wpforms-css-vars-4336-block-55de4838-883f-481b-9347-2f0cb801475b\">\n\t\t\t\t#wpforms-4336.wpforms-block-55de4838-883f-481b-9347-2f0cb801475b {\n\t\t\t\t--wpforms-field-size-input-height: 43px;\n--wpforms-field-size-input-spacing: 15px;\n--wpforms-field-size-font-size: 16px;\n--wpforms-field-size-line-height: 19px;\n--wpforms-field-size-padding-h: 14px;\n--wpforms-field-size-checkbox-size: 16px;\n--wpforms-field-size-sublabel-spacing: 5px;\n--wpforms-field-size-icon-size: 1;\n--wpforms-label-size-font-size: 16px;\n--wpforms-label-size-line-height: 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