FASZINATION ALUMINIUM Elektrik und Automation · 2013. 11. 22. · Moderne Hardware-Lösungen 6...

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FASZINATION ALUMINIUM FASZINATION ALUMINIUM Elektrik und Automation FLACHWALZWERKE SMS SIEMAG

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  • FASZINATION ALUMINIUMFASZINATION ALUMINIUMElektrik und Automation

    FLACHWALZWERKE

    SMS SIEMAG

  • INHALT

    Elektrik und Automation 2

    AluControl 4

    Moderne Hardware-Lösungen 6

    Energieverteilung und Antriebssystme 8

    Level 1-Automation 10

    Level 2-Automation 12

    Produktionsplanungs-Systeme 14

    Sicherheitskonzept 16

    Plug & Work-Test 18

    Modernisierungskonzepte 20

    Services 22

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    Elektrik und AutomationSMS SIEMAG

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    ELEKTRIK UND AUTOMATIONELEKTRIK UND AUTOMATION für Aluminium-Warm- und -Kaltwalzwerke

    UMFASSENDE

    MODERNISIERUNGSKONZEPTE

    Betreiber von hüttentechnischen Anlagen müssen ihre Pro-duktionseinrichtungen ständig ergänzen und erneuern, umihre führende Position durch exzellente Produktqualität haltenzu können. Solche Erweiterungen sind nicht allein durch denEinsatz neu entwickelter Mechanik zu erzielen, sondern müs-sen auch in die Automatisierung integriert werden, um dieVerbesserung im Endprodukt auch tatsächlich zu erreichen.SMS Siemag bietet integrierte Modernisierungslösungen, diedie technologische Verbesserung der Produktion unter allenAspekten ermöglichen.

    PROFESSIONELLER PARTNER

    FÜR DIE ALUMINIUMINDUSTRIE

    Fachleute der Elektrik, Automatisierung, Technologie undMechanik arbeiten in einem eigenen Produktbereich zusam-men und sorgen für eine exakte Abstimmung unserer Anla-gen. So entstehen intelligente, marktorientierte Lösungen miteinem hohen Potential für eine verbesserte Produktion. Walz-anlagen für Aluminium betrachten wir seit jeher als eigenstän-dige Produkte. Deutlich sind die prozesstechnischen Unter-schiede zum Walzen von Stahl zu sehen. Dies spiegelt sichunmittelbar in den technologischen Lösungen wider: Unser gesamter Liefer- und Leistungsumfang vom Anlagen -engineering, der Verfahrenstechnik, Elektrik und Automation,Fertigung, Montage, Plug & Work-Test, Inbetriebnahme bishin zum Service ist auf die Besonderheiten der Aluminium -produktion ausgelegt.

    GANZHEITLICHE

    SYSTEMKOMPETENZ

    Die Automatisierung von metallurgischen Anlagen ist geprägtvon der Forderung nach einer hohen Anlagenverfügbarkeit undsteigenden Qualitätsansprüchen an die Endprodukte. Um demgerecht werden zu können, hat sich SMS Siemag bereits vorvielen Jahren entschieden, neben der Mechanik, den technolo-gischen Regelungen und Prozessmodellen auch die gesamteElektrik, Automatisierung und Antriebstechnik für ihre Anlagenanzubieten. Damit sind wir der „Generalunternehmer“ fürunsere Kunden, der das Engineering, den Bau und die Inbe-triebnahme einer Anlage vollständig aus einer Hand liefert.

    Wir stellen sicher, dass alle Systemkomponenten optimal auf-einander abgestimmt sind. Kurze Wege, direkte Absprachenund das gemeinsame Interesse aller beteiligten Bereicheschaffen dafür die besten Voraussetzungen.

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    ALUCONTROLALUCONTROL

    Die automationstechnischen Systeme der SMS Siemagwerden unter dem Namen X-Pact® zusammengefasst.Dies gilt für alle Anlagentypen, vom Stahlwerk bis zumWalzwerk, vom Ofen bis zur Glühe.

    AluControl ist die Bezeichnung für unsere Automati -sierungssysteme, die speziell auf das Warm- und Kalt-walzen von Aluminium zugeschnitten sind. AluControlist kein neues Produkt, sondern eine Untermenge der X-Pact®-Automationssysteme hinsichtlich der einge-setzten Hard- und Software.

    Dabei legen wir besonderen Wert auf eine hohe Wirt-schaftlichkeit sowie die Transparenz der regelungstech-nischen Lösungen. AluControl umfasst die Ebenen derAutomation vom Level 0 bis zum Level 3.

    Durch ein hohes Maß an produktorientierter Standardi-sierung konnten wir die Wettbewerbsfähigkeit unsererElektrik- und Automationslösungen erheblich verbes-sern. AluControl fasst unser spezielles Aluminium-Know-how in einem eigenständigen System zusam-men und orientiert sich an den prozesstechnischenBesonderheiten. Diese werden direkt in einen eigenen„Alu-Standard“ eingepflegt und dort kontinuierlichweiterentwickelt.

    Durch die Nähe von AluControl zum Aluminiumwalz-prozess und den damit verbundenen Steuerungen undRegelungen, konnte die Anwendungssoftware gezieltvereinfacht werden. Das hat für uns den Vorteil, dass

    Stufenkonzept der verschiedenenModulebenen.

    die so genannte „Alu-Standardlösung“ von Beginn an deutlich näher am Prozess liegt, als eine aus demGesamtportfolio generierte Anwendung und sie sichdaher mit einem reduzierten Aufwand feinoptimierenlässt. Für unsere Kunden liegt der Vorteil in einer Ver-schlankung der Systemstrukturen und einer damit ein-hergehenden größeren Übersichtlichkeit der Systeme.

    STUFENKONZEPT

    Alle Systeme basieren auf einheitlichen Plattformen,die modular aufgebaut sind. Dabei wird aktuellen Hard- und Software-Trends Rechnung getragen. Durchdie weitgehende Trennung in verschiedene Ebenen(Basis-Module, Technologie-Module, anlagenspezifischeModule) muss nur dort angepasst und verändert wer-den, wo wirklich Bedarf ist.

    Ändert sich das IT-Umfeld, beispielsweise durch eine neue Hardware, werden nur die Basis-Moduleangepasst. Kommen neue Technologien zum Einsatz, werden nur die Technologie-Module verändert. Projektspezifische Funktionen und Abläufe sind in denanlagenspezifischen Modulen platziert. Durch dieseStruktur wird sowohl die Reife und Lebensdauer derTechnologiemodule verbessert als auch beim Aus-tausch von IT oder bei gerätegetriebenen Änderungendie Stabilität der anlagenspezifischen Module garantiert.

    HOMOGENE SYSTEMUMGEBUNG

    Für die Automatisierung von Walzanlagen gibt es gene-rell die Unterscheidung in Fahr- und Ablaufsteuerungensowie die schnellen technologischen Prozessregelun-gen. Zusätzlich zu den materialbegleitenden Ablauf-steuerungen gibt es Steuerungen für Hilfs- und Neben-aggregate, beispielsweise Hydraulikstationen, Kühl-und Schmiersysteme, Walzöl- bzw. Emulsionsanlagen.In AluControl sind vorzugsweise alle Regelungs- undSteuerungsfunktionen auf einer Hardwareplattform (X-Pact® Embedded) und in einer gemeinsamen Pro-grammierumgebung (logi.CAD) zusammengefasst.

    Damit ist ein Höchstmaß an Verfügbarkeit sämtlicherSystemvariablen gegeben. Schnittstellen zwischenverschiedenen Systemplattformen entfallen, da alleProzessgrößen über die Reflective-Memory (RFM)-Architektur sofort und zeitgleich allen Sub-Systemenzur Verfügung stehen. Auch die Einbindung einesPDA-Systems als integraler Bestandteil des Gesamt-systems kann so über RFM realisiert werden.

    Um flexibel auf Kundenstandards oder spezielle Anforderungen, beispielsweise bei Modernisierungen,reagieren zu können, ist die Integration bestehenderSteuerungen problemlos möglich. So können auch

    andere Systeme, beispielsweise speicherprogram-mierbare Steuerungen (SPS), angeboten und einge-bunden werden.

    EINFACHE SYSTEMPFLEGE

    Durch die offene Systemarchitektur des X-Pact®-Sys-tems wird auf proprietäre Lösungen verzichtet. DieAutomatisierungssysteme werden vollständig unterlogi.CAD auf der Basis der international gültigen NormIEC61131-3 implementiert. Dies ist für internationaleProjekte wichtig und stellt sicher, dass unsere Syste-me auch von unseren Kunden gepflegt, gewartet undweiterentwickelt werden können.

    Für Systemingenieure und Programmierer, die mit derSPS-Programmierung vertraut sind, ist es sehr ein-fach, sich in logi.CAD einzuarbeiten. Die in logi.CADverwendete FBD-Technik (Function Block Diagramm)ist in Struktur und Handhabung absolut vergleichbarmit der in der SPS-Programmierumgebung genutztenCFC-Technik (Continuous Flow Chart).

    FDB Funktion Block Diagramm.

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    MODERNE HARDWARE-LÖSUNGENMODERNE HARDWARE-LÖSUNGEN

    HARD- UND SOFTWARE-

    PLATTFORM

    Für unsere Level 1-Echtzeitregelungen nutzen wirhochmoderne Computertechnologien. Die ProBAS-Software wird für die graphische Programmierungund Diagnose verwendet.

    Eine typische Konfiguration besteht aus:Einer oder mehreren Engineering-Stationen (MS Windows)Einem X-Pact® ProBAS-EntwicklungsserverEinem oder mehreren X-Pact® Embedded Automation PCs

    X-PACT® EMBEDDED

    AUTOMATION PC

    X-Pact® Embedded ist die SMS Siemag-Harwdare-plattform für moderne, hoch entwickelte Steuerun-gen und technologische Regelungen im Aluminium-bereich. X-Pact® Embedded basiert auf der modernenCore™-2-Duo-Technologie von Intel® und stellt für alle Applikationen die maximale Computerleistungbereit.

    Die X-Pact® Embedded-Hardware spart Platz imSchaltschrank. Die Laufwerkseinschübe (DVD, HDD)sowie zwei Compact-Flash-Anschlüsse werden durch eine Abdeckung auf der Vorderseite desGeräts geschützt. Die modulare Einschubtechnikerleichtert dem Bediener das Umschalten zwischenden Laufwerken. Alle Anschlüsse und Schnittstellenliegen auf der Gehäuseoberseite. Die Einbautiefewird durch vorstehende Anschlüsse nicht größer. Die Hardware lässt sich modular erweitern und damit an die unterschiedliche Komplexität unsererAnlagen anpassen. Die verschiedenen Größen der X-Pact® Embedded-Module mit einem, zwei odermehreren Kartenanschlüssen (für PCI/PCI Express-Karten) sind für jede Einbausituation optimal ausge-legt – eine perfekte Anordnung ohne jede Platzver-schwendung im Schaltschrank.

    Typische X-Pact® EmbeddedKonfiguration.

    ETHERNETBASIERTE

    FELDBUSSYSTEME

    Das Automatisierungssystem X-Pact® von SMS Siemag unterstützt die neueste Technologie imBereich der echtzeitfähigen Feldbussysteme. Gegen -über den klassischen Feldbussystemen bringt einethernetbasiertes System folgende Vorteile:

    Eine deutliche Leistungsverbesserung Echtzeitfähigkeit für schnelle EchtzeitregelungenUmfangreiche DiagnosemöglichkeitenGroße Verbreitung mit steigender AkzeptanzSchnittstellen zu klassischen Bussystemen

    Neben den genannten Vorteilen führt der Einsatz dieser Technologie auch zu einer erheblichen Redu -zierung des Aufwands im Hardware-Engineering, da nun erstmals auch Signale für die hochdynamischenAktoren/Sensoren über dezentrale Peripherie maschi-nennah eingesammelt werden können. Hierdurch entfallen eine beträchtliche Anzahl von einzelnenKabeln und die entsprechende Anpassung der Pro-zesssignale. Die technologischen Regelsysteme vonSMS Siemag nutzen EtherCAT® (Firma Beckhoff) als echtzeitfähigen Feldbus.

    ETHERNET „ON THE FLY“

    Durch die Nutzung dieser neuen Technologie setzen wir ein modernes, leistungsfähiges und echtzeitfähigesKommunikationsmedium für unsere Automationssys -teme ein. Die flexiblen Baumstruk turen machen dasNetzwerk jederzeit beliebig erweiterbar.

    Ethernet „on the fly”.

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    ENERGIEVERTEILUNG und ANTRIEBSSYSTEMEENERGIEVERTEILUNG und ANTRIEBSSYSTEME

    Für Aluminiumwalzwerke liefert unser Geschäftsbe-reich Elektrik und Automation auch die Einrichtungenfür die Energieverteilung und die Antriebstechnik.

    LIEFERPROGRAMM

    FÜR DIE ENERGIEVERTEILUNG

    Das Lieferspektrum der Energieverteilung erstrecktsich von der Hoch- beziehungsweise Mittelspan-nungs-Schaltanlage über die Verteiltransformatoren,Kompensations- und Filteranlagen, Notstromaggre -gate und USV-Anlagen bis hin zur Niederspannungs-Hauptverteilung und den dazugehörigen Not-Aus-Konzepten.

    LIEFERPROGRAMM

    FÜR DIE ANTRIEBSSYSTEME

    Bei den Antriebssystemen liefern wir alle variablenAntriebe für Aluminium-Warm- und Kaltwalzwerke.Hinzu kommen Konstantantriebe aller Leistungsstu-fen. Geringe Investitions- und Betriebskosten durchreduzierte Verlustleistungen, ein geringer Platzbedarfund wenig Wartung sind die Vorteile unserer Energie-verteilung und Antriebssysteme.

    ENERGIEVERTEILUNG

    AUS EINER HAND

    Das Konzept für die Energieverteilung wird in Formeines Einlinienschemas (Single-line) erstellt. Wir bera-ten unsere Kunden bei der Anschlussstrategie an dasVerbundnetz. Um in Abhängigkeit der Verbraucherdie erforderlichen Filter und Kompensationsanlagenzu bestimmen, führen wir eine Netzanalyse durch,bei der unter anderem der Blindleistungsbedarf unddie Anteile der Netzoberwellen bestimmt werden.

    Einlaufbereich Walzgerüst mit Rollgangsmotoren.

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    Hauptantriebe eines Kaltwalzwerkes.

    Unsere detaillierten Prozesskenntnisse versetzen unsin die Lage, die Gleichzeitigkeitsfaktoren exakt zubestimmen und hausinterne, Know-how trächtigeStichplandaten auszuwerten. Das führt dazu, dass wiralle Komponenten, von der Freileitungseinspeisung bis zum mechanischen Stellglied, optimal dimensio -nieren können.

    ZUVERLÄSSIGE ANTRIEBSSYSTEME

    Für die Auslegung der Antriebe, insbesondere bei großen Leistungen über 5 MW im Aluminium-Warm-und Kaltwalzwerksbereich, spielen viele Parametereine wichtige Rolle. Die Konzepte für diese Mittelspan-nungsantriebe wurden in den letzten Jahren mit nam-haften Lieferanten erarbeitet und optimiert. Durchintelligente Schaltungen ist es möglich, die netzseitigeOberwellenbelastung derart zu reduzieren, dass keineFilteranlage auf dieser Netzschiene erforderlich ist.

    Die Dimensionierung dieser Antriebsstränge (Mittel-spannungsschalter, Stromrichtertrafo, Umrichter undMotor) erfolgt auf Basis der echten Prozessanforde-rungen, welche aus den SMS Siemag eigenen Stich-plänen ersichtlich sind. Mit einer optimierten Getrie-beübersetzung der Antriebe sorgen wir dafür, dasswir unseren Kunden eine Anlage mit möglichst hoherFlexibilität bei der Gestaltung der Produktionspro-gramme bieten.

    Auch die antriebsnahen technologischen Funktionensind in der X-Pact® Elektrik und Automation realisiert,so dass die Schnittstelle zu den Antrieben schlankund standardisiert ist.

    Das von uns entwickelte Antriebs-Medien-Systemsteuert und überwacht alle Medien der Motoren und der Antriebstrafos. Unabhängig vom Lieferantender Antriebe bieten wir dadurch eine durchgängigeAnbindung an unsere Anlagenautomatisierung.

    Transformatorräume.

    Niederspannungs-schaltanlage.

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    LEVEL 1-AUTOMATIONLEVEL 1-AUTOMATION

    Stabilität, einfache Wartbarkeit, unkomplizierte Adap-tionen an neue Randbedingungen und hochwertigetechnologische Leistungsfähigkeit sind die Anforde-rungen an moderne Automationssysteme. Diesessetzt eine einfache und doch leistungsfähige Grund-lage voraus. Alle AluControl-Systeme basieren aufder einheitlichen X-Pact® Embedded Plattform mitihrem modularen Aufbau. Dadurch lassen sie sichleicht an die unterschiedlichen Komplexitäten imAluminium Warm- und Kaltbereich anpassen.

    Unsere technologischen Regelungssysteme sindausgerichtet auf eine ausgezeichnete technologi-sche und funktionale Umsetzung der Zielwertemittels hydraulischer und elektrischer Stellsysteme.Maxi male Funktionsverfügbarkeit sowie ein hoherGrad an Prozessablaufautomation, gepaart mitleistungs fähigen Service-Funktionen, sind die weiteren Maxime der Level 1-Systeme. In engerAbstimmung mit der Konstruktion werden zu jedermechanischen Einrichtung passende Software-Funk-tionsmodule entwickelt und in vielfältigen Einsätzenerprobt.

    KONFIGURATION

    DES KONTROLLSYSTEMS

    Das Level 1-System ist unterteilt in unterschiedli-che Auto mationsfunktionen. Jede Funktion arbeitetautark und ist elektrisch mit den entsprechendenSensoren und Aktoren verbunden. Die Hauptfunk -tionen sind:

    Master ControllerAblauf- und HilfssteuerungenAntriebsregelungenTechnologische Regelungen

    Master Controller

    Der Master Controller koordiniert den Walzprozessund den Informationsaustausch mit den am Pro-zess beteiligten Automationssystemen, z.B. demLevel 2-System, dem Sicherheitssystem und denLevel 1-Automationsfunktionen.

    Ablauf und Hilfssteuerungen

    Diese Funktionen sorgen für einen reibungslosenAblauf in den verschiedenen Bereichen des Walzwer-kes. Dazu gehören beispielsweise die Materialfluss-steuerung im Ein- und Auslaufbereich der Walzanlageoder die Steuerungen der unterschiedlichen Medien-systeme.

    Antriebsregelungen

    Zum Bereich der Antriebsregelungen gehören alleAntriebe, die am Transport, Walzen oder Auf-und Ab -wickeln des Produktes beteiligt sind. Im Wesentlichensind dies die Hauptantriebe, die Antriebe der Auf- undAbhaspel sowie der Planheitsmess- und Umlenkrollenund in den Warmwalzwerken die Antriebe der Rollgän-ge. Die Koordination aller am Materialfluss beteiligtenAntriebe erfolgt durch den „Speedmaster“.

    Technologische Regelungen

    Die Technologischen Regelungen umfassen im Wesent-lichen die schnellen Regelkreise für die Stellglieder unddie überlagerten Prozessregelkreise. Zu diesen Prozess-regelkreisen gehören z.B. die Dickenregelung und diePlanheitsregelung. Die Technologischen Regelungensorgen für eine perfekte Produktqualität hinsichtlichDicken- und Planheitstoleranzen, einen stabilen Walz -prozess und eine hohe Verfügbarkeit der Anlage.

    Konfiguration des Kontrollsystems.

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    DICKENREGELUNG

    Um die gewünschte Zieldicke auf der Auslaufseitedes Walzgerüstes zu erzielen, müssen die einlaufen-den Dickenfehler kompensiert werden. Dazu stehenneben dem Stellglied „Hydraulische Anstellung“ verschiedene Regelstrategien zur Verfügung:

    MonitordickenregelungVorwärtsdickenregelungMassenflussregelung

    PLANHEITSREGELUNG

    Abhängig vom Walzwerkstyp und dem zu walzendenProduktspektrum umfasst unsere Planheitsregelungalle erforderlichen Regelkreise für die mechanischenStellglieder:

    Arbeits- und ZwischenwalzenbiegungCVCplus®-Verschiebung der Arbeits- bzw.Zwischenwalzen Zwischenwalzenbiegung und -verschiebungVielzonen-KühlungHot Edge Spray System

    Funktionsstruktur einesLevel 1-Systems.

    HMI Prozessdaten.

    HMI-SYSTEME

    Unsere HMI-Systeme sind die Verbindung zwischenAnlage und Betreiber. Sie bieten eine produktions-orientierte Darstellung des Prozesses mit allenmaterial-logistisch und technologisch relevantenInformationen. Die Darstellungen erlauben über zeitgemäße „Grafik-Klick-Methoden“ zielgerichtetemanuelle Eingriffe in die Ablaufsteuerung oder dieBedienung der angeschlossenen Aggregate, z.B.Medienanlagen.

    Die Ausrichtung auf die Sicht des Bedieners wirddurch intensive Zusammenarbeit unserer Mitarbei -ter mit den Bedienmannschaften unserer Kundenerreicht. Dies wird wirksam unterstützt durch die Einbindung unserer Kunden in die Plug & Work-Tests.

  • modelle bestimmen die Voreinstellung der entspre-chenden Stellgrößen (Biegung, Walzenverschiebung)sowie die zu erwartende Walzkraft und Band dicke. Das Ziel ist es, schon beim Einfädeln ein planes Bandzu erhalten.

    Vorgegeben werden ebenfalls die zugehörigen Band -züge und Walzgeschwindigkeiten. Die Berechnung zielt immer auf einen maximalen Produktionsdurchsatzunter Einhaltung der geforderten Produktqualität. Dabeiwerden die Grenzen der Anlage sowie die aktuelleAnlagensituation, die Materialeigenschaften wie auchdie Produktabmessungen und die Temperatur berück-sichtigt.

    Die Berechnungen für Profil und Planheit sowie für denStichplan basieren auf mathematisch-physikalischenModellen, so dass bei hinreichend bekannten Material-eigenschaften auch für neue Produkte von Beginn an

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    LEVEL 2-AUTOMATIONLEVEL 2-AUTOMATION

    HOHE PRODUKTIVITÄT

    Bei der Steigerung der Ausbringungmoderner Aluminiumwalzwerkenimmt das X-Pact® Level 2-Systemeine Schlüsselrolle ein. Die Verbes-serung der Produktqualität, die Erhöhung der Produktivität und Fle-xibilität in der Produktion sind dieHauptaufgaben der auf mathema-tisch-physikalischen Prozessmodel-len basierenden Level 2-Systeme.Im Rahmen der Qualitätssicherungmüssen Prozesskontrollsystemeneben den Funktionen zur Prozess -optimierung auch die Produkt- undProduktionsdatenerfassung derAnlage sicherstellen.

    Wie auch in den anderen Automa-tionsebenen sind die SMS SiemagLevel 2-Systeme unabhängig von dereingesetzten Hardwarestruktur. Dieeinzelnen Funktionen können entwe-der verteilt auf mehreren Rech nernoder alle auf einem entsprechend leistungsstarkenRechner laufen. Erreicht wird dies durch die Nutzungeiner CORBA basierten Abstraktionsschicht, dem SMS Siemag CBS-Framework.

    Die Kommunikation zu den externen Systemen, beispielsweise einem anlagenübergreifenden Produk-tionsplanungssystem, ist als eigene Funktionen aus-geführt, um eine hohe Flexibilität bezüglich der unter-schiedlichen Anbindungen zu erhalten.

    TECHNOLOGISCHE

    PROZESSMODELLE

    Für einen optimalen Walzprozess ist eine gute Vorein-stellung des Walzspalts wichtig. Eine falsche Vorein-stellung kann zu Produktionsverzögerung und größerenAbmaßlängen führen. Die technologischen Prozess -

    Module des Level 2-Systems.

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    gute Vorgabewerte errechnet werden können. Unter-schiede zwischen den berechneten Vorgabewerten undden während des Walzprozesses gemessenen Wertenwerden im Level 2-System durch Kurz- und Langzeit -adaptionsfunktionen schrittweise ausgeglichen.

    Ablauf der Stichplan und Setzwertberech-nung.

    Typischer Level 2-Bericht.

    PRODUKTIONSDATENERFASSUNG

    UND BERICHTSWESEN

    Die Betriebs- und Produktdatenerfassung basiert aufden Prozessereignissen des Level 1-Systems. Dazuwerden im Level 2-System alle Produkte, die sich imEinzugsbereich des Walzgerüsts befinden, mit ihremaktuellen Status verfolgt.

    Dies ermöglicht Plausibilitätsprüfungen für den Pro-duktionsablauf und die Vorgabe von produktspezifi-schen Werten für den Walz- und Produktionsprozess.Die relevanten Produktions- und Produktdaten wer-den in einer Datenbank gespeichert und können fürProduktionsauswertungen, Qualitäts- und Produkt -berichte zur Verfügung gestellt werden.

  • PRODUKTIONSPLANUNGS-SYSTEMEPRODUKTIONSPLANUNGS-SYSTEME

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    Maximierung des Gesamtdurchsatzes für das WerkPlanung und Minimierung von Lagerbeständen für Zwischenprodukte Einheitliche und anlagenübergreifende Produkt -verfolgung Zusammenfassende Qualitätskontrolle bis zur endgültigen QualitätsfreigabeErhöhung der Liefertermintreue.

    FERTIGUNGSAUFTRÄGE

    Kundenaufträge werden in technisch ausführbareFertigungsaufträge umgesetzt. Auf Basis der Bestell-spezifikation wird unter Verwendung eines umfang -reichen Regelwerks der Fertigungsauftrag für dasProdukt erzeugt.

    Definition der notwendigen Fertigungsschritte und der möglichen AnlagenalternativenDefinition der Abmessungen und der Qualität der Eingangs- und ZwischenproduktePlanung der Ausbringung für jeden Produktions-schritt zur Ermittlung der benötigten Mengen an EinsatzmaterialDefinition der Probennahmen- und Testvor schriften

    Eine große Produktvielfalt in bester Qualität in kür-zesten Lieferzeiten zur Verfügung zu stellen, machteine detaillierte Planung des Produktionsprozesseserforderlich. Zudem muss eine Verbindung mit denProduktionssystemen von Lieferanten und Kundenbestehen, um möglichst schnell auf Änderungen reagieren zu können. Die Entwicklung geht hin zum „Real Time Enterprise“ (RTE), bei dem dieseÄnderungen in Echtzeit geprüft und berücksichtigtwerden.

    Dem gegenüber stehen die technischen und tech -nologischen Restriktionen der Anlagen, die bei derProgrammplanung beachtet werden müssen. In derKonsequenz entsteht die Forderung nach umfassen-den Produktionsplanungssystemen.

    VORTEILE DURCH X-PACT® LEVEL 3

    X-Pact® Level 3 stellt dem Anlagenbetreiber alle Werk-zeuge zur Verfügung, die für die Planung und Kontrolleder Produktionsprozesse in metallurgischen Anlagenund Walzwerken erforderlich sind. Als Bindeglied zwi-schen der kaufmännischen Welt und den technischenProzessautomationssystemen bietet das Level 3-Pro-duktionsplanungssystem folgende Vorteile:

    Vom Kundenauftrag zumFertigungsauftrag.

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    DAS FABRIKMODELL

    Ein einheitliches, alle Bereiche umfassendes Pla-nungssystem basiert auf der Grundlage eines Fabrik-models. Die Umsetzung des Fabrikmodels im Pla-nungssystem erfolgt in Form einer elektronischenPlantafel.

    PRODUKTIONSPLANUNG

    Die Kapazitäts- und Terminplanung ermittelt für alleFertigungsaufträge die terminliche Machbarkeit.Dabei werden alle Anlagen des Werkes sowie auchAnlagenalternativen berücksichtigt. Daraus folgt dieReihenfolgeplanung für die einzelnen Anlagen sowiedie Einplanung des verfügbaren Einsatzmaterials fürdie einzelnen Fertigungsaufträge.

    Materialfluss im Alu-Walzwerk.

    QUALITÄTSVERFOLGUNG

    Durch den Datenaustausch mit den verschiedenenLevel 2-Systemen der Gesamtanlage ist das Level 3-System jederzeit über die einzelnen Produktions-schritte sowie die Produktqualität nach dem jeweiligenSchritt informiert. Die Einbindung von Inspektions- undLabordaten ergänzen das Ergebnis. Auf dieser Basiserfolgt dann die endgültige Qualitätsfreigabe der End-produkte vor der Auslieferung.

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    SICHERHEITSKONZEPTSICHERHEITSKONZEPT

    Die Sicherheit von Maschinen und Anlagen gewinntweltweit immer mehr an Bedeutung. Gesetze undNormen fordern den Schutz von Mensch undUmwelt.

    Für einen sicheren Betrieb unserer Produkte ist einekoordinierte Vorgehensweise bei der Planung undKonstruktion der Maschinen und Anlagen unbedingteVoraussetzung. Gemeinsam erstellen Mechanik undElektrik die wichtigsten Bestandteile des Sicherheits-konzepts:

    Das GefahrenbereichslayoutDie RisikobeurteilungDie elektro-mechanische Funktionsbeschreibung„Sicherheit“ Das Not-Halt-Konzept

    Im Gefahrenbereichslayout erfolgt die Einteilung derAnlage in Gefahrenbereiche. Alle anlagenbezogenenSicherheitseinrichtungen sowie die Grenzen der Anla-ge werden dargestellt.

    In der Risikobeurteilung werden die möglichenGefahren in einer Anlage erfasst, beurteilt und erfor-derliche Maßnahmen beschrieben.

    Für jede Anlage wird ein detailliertes Not-Halt-Konzept festgelegt.

    Gemeinsam mit unseren Kunden haben wir eine praxisgerechte Lösung erarbeitet, bei der die sicher-heitsgerichteten Steuerungsfunktionen getrennt vonden Maschinensteuerungen ausgeführt werden unddie die zahlreichen Gesetze und Vorschriften berück-sichtigt. Durch diese Maßnahme vermindern sich derTest- und Dokumentations- sowie der Inbetriebnah-meaufwand. Bereits beim Plug & Work-Test werdendie sicherheitsgerichteten Steuerungsfunktionen ausgiebig getestet.

    Gefahrenbereichslayout.

    Überwachung einesGefahrenbereichs.

    Maschinensicherheit.

    Trennung von Sicherheitsfunktionenund Steuerungsfunktionen.

    Schrottabfuhr

    Motoren-bereich

    Gerüst-bereich

    Bundentnahme Walzenwechselbereich

    Gerüst-auslauf

    Gerüst-einlauf

    Roll-gangs-bereich

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    PLUG & WORK-TESTPLUG & WORK-TEST

    Aufbau eines Plug & Work Tests im Testfeld.

    Das Plug & Work-Konzept, das seit Jahren bei uns etabliert ist, wird von unseren Kunden in besonderemMaße geschätzt. Der Kern von Plug & Work sind Pro-duktionssimulationen, die bis ins Detail der Wirklichkeitentsprechen. Auf Grund unserer langjährigen Erfahrungin der Mechanik und Prozesstechnik wissen wir genau,wie sich Prozesse verhalten und durch welche Stell-größen bestimmte Produkteigenschaften erzielt wer-den. Dieses komplexe Zusammenspiel wird in unse-rem Simulationssystem im Rahmen von Plug & Workabgebildet.

    Plug & Work beginnt mit Modultests, wobei die einzel-nen Hard- und Softwarekomponenten isolierten Funk-tionsüberprüfungen unterzogen werden. Anschließendfolgen Integrationstests, bei denen das fehlerfreieZusammenspiel der Module untersucht wird. Statt wieüblicherweise hier die Vortests abzuschließen und erstnach Errichtung und Fertigstellung der Anlage auf derBaustelle die Tests fortzuführen, gehen wir noch einenSchritt weiter. Das komplette Automationssystem wirdin einem unserer Testfelder installiert und mit einemSimulationssystem verbunden. Für das Simulationssys-tem werden die kundenspezifischen Konstruktionsmo-delle der Anlage inklusive kinematischer und dynami-scher Parameter des Anlagenverhaltens sowie derSensoren aufbereitet. So entsteht ein rechnergestütz-tes Simulationsmodell, an dem die Fahrweise und Pro-zessabläufe der Anlage getestet werden können.

    Für den Bediener ist es so, als arbeite er an seinerAnlage: sämtliche Fahrweisen und Prozesse werdenihm in Echtzeit visualisiert. Er kann die Produktion virtuell steuern, aber auch Wartungsabläufe erlernen.Durch dieses praxisorientierte Vorgehen stellen wir dasAutomationssystem bereits im Vorfeld auf fehlerfreieAbläufe und einwandfreie Bedienbarkeit ein.

    Das Verfahren verkürzt nachweislich die Inbetriebnah-mezeiten und reduziert den Fehlerbehebungsaufwandvor Ort. Die mit dem Test einhergehenden Trainings-möglichkeiten unter realitätsnahen Bedingungen erlau-ben eine bestmögliche Vorbereitung der Bediener aufihre späteren Aufgaben an den Anlagen.

    TRAINING

    Intensives Training wird als Service häufig vernach-lässigt. „Das machen wir dann auf der Baustelle“, ist häufig die Antwort, wenn Kunden danach fragen,wie ihr Personal mit den neuen, komplexen Syste-men vertraut gemacht werden soll.

    Generell wird Training als Vorbereitung unserer Kun-den auf den späteren Produktionsprozess bei unsgroß geschrieben.

    Dabei werden zunächst die theoretischen Grund -lagen im Rahmen von „Classroom-Tranings“ gelegt,in denen technologisch versierte Mitarbeiter ihrKnow-how an den Kunden weitergeben. AusführlicheSchulungsunterlagen werden dabei mit an die Handgegeben und stellen sicher, dass auch später nocheinmal nachgeschaut werden kann, wie etwas funk-tioniert.

    Für die in unseren Automationssystemen integriertenMesssysteme sehen wir eine zusätzliche Einweisungin die Bedienung und Wartung durch das Fachperso-nal des jeweiligen Herstellers vor. Ausgestattet mitden Grundlagen führen wir das Bedienertraining imPlug & Work-Test weiter.

    Schließlich erfolgt das On-Site-Training auf der Bau-stelle. Das Kundenpersonal wird von uns konsequentin die Inbetriebnahme der Anlage mit eingebundenund wird dadurch auch in der Praxis mit den Syste-men und dem Prozess vertraut gemacht.

    Bis zum Ende der Inbetriebnahme gewährleisten wirdurch die aufeinander aufbauenden Trainingsmodule,dass unsere Kunden in der Lage sind, die Anlagesicher und eigenständig zu bedienen und beim Auf-treten von Störungen gezielt deren Ursachen aufzu-spüren und zu beseitigen.

    Bedienerschulung.

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    MODERNISIERUNGS-KONZEPTEMODERNISIERUNGS-KONZEPTE

    SMS Siemag hat ein produktionssicherndes Konzeptfür Umbau- bzw. Modernisierungsmaßnahmen entwickelt, das gegenüber herkömmlichen Vorge-hensweisen den Anlagenbetreibern deutlich höhereAusfallsicherheit, kürzere Inbetriebnahmen, steilereHochlaufkurven und somit einen frühzeitigen Return-on-Investment sichert.

    GRÜNDE FÜR

    MODERNISIERUNGSPROJEKTE:

    Verbesserung der ProdukteigenschaftenSteigerung der Produktion/Produktivität Reduzierung der Produktionskosten Erhöhung der Verfügbarkeit

    Die Modernisierungskonzepte der SMS Siemagberücksichtigen bei der Umsetzung alle Aspektemoderner hüttentechnischer Automatisierungs -systeme:

    Integration neuer ProzesstechnologienReproduzierbare ProzessabläufeVerbesserte Ergonomie und Sicherheitstechnik Austausch obsoleter Systeme Qualitätsnachweis der Produkteigenschaftenmittels technologischer Größen im gesamten Prozess

    VORGEHENSWEISE

    Die wesentlichen Schritte bei einer Modernisierungsind: Bestandsaufnahme, Abstimmung der Anlagen-fahrweise, Planung der Umbauphasen, Anlagentest,Umschaltkonzept, Wiederinbetriebnahme und Opti-mierung.

    Bestandsaufnahme

    Ein erster Projektschritt für eine erfolgreiche Moder -nisierung ist eine detaillierte Bestandsaufnahme desautomatisierungstechnischen Ist-Zustandes. Hier wirddie installierte Sensorik erfasst und auf ihre Wieder-verwendbarkeit überprüft. Dabei wird auch geklärt,wie neue Sensorik und Messtechnik installiert werdenkann. Von besonderer Bedeutung ist hier, dass die Ist-Aufnahme die gesamte relevante Ausrüstung derElektrik und Automation und den kompletten techno-logischen Prozessablauf betrachtet.

    Der zweite wesentliche Aspekt ist die Untersuchungund Festlegung von Schnittstellen zu Automatisie-rungssystemen und IT-Infrastrukturen, die bestehenbleiben sollen. Die Ergebnisse der Ist-Aufnahmemünden im Wesentlichen in einer Motoren- undKomponentenliste, einer technologischen Prozess -beschreibung sowie in eine Dokumentation derSchnittstellen für jede Umbauphase.

    Abstimmung der Anlagenfahrweise

    An jeder Anlage haben sich über die Zeit gewach -sene Fahrweisen entwickelt. Diese SOP (StandardOperational Procedures) müssen während der Ist-Aufnahme sorgfältig untersucht werden. Die SOPwerden vor Ort mit der Bedien- und Wartungsmann-schaft erarbeitet und dokumentiert. Auf dieser Basiswerden mit den täglich an der Anlage arbeitendenMenschen die neuen Fahrweisen entwickelt undabgestimmt.

    Planung der Umbauphasen

    Mit dem Kunden werden die Phasen für die großenUmbauschritte Mechanik, Medien und Elektrikgeplant. Die Planung der Umbauphasen wird vor den einzelnen Umbauschritten detailliert. Durch einehohe Parallelisierung der notwendigen Arbeitsvorgän-ge vor, während und nach den Produktionsstillstän-den wird eine möglichst kurze Stillstandszeit erreicht.Anhand vorher definierter Meilensteine wird derAblauf eines jeden Stillstands durch kompetent undvernetzt handelnde Bauleiter verfolgt und gegebe-nenfalls umgeplant.

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    Umschaltkonzept

    Das einfache Umschwenken der Signale an denSchnittstellen ist die einfachste Lösung zur Umschal-tung des Anlagenbetriebs von alter auf neue Automa-tion. Dabei werden im Umbaustillstand die Feldsigna-le von der alten auf die neue Automatisierung gelegt.In Wartungsstillständen vor dem Umbau können ein-zelne Funktionalitäten vorbereitend getestet werden,das Umschwenken im Stillstand hat aber einen ulti-mativen Charakter, ein Rückbau auf die Altanlage istmit dieser Methode kaum möglich.

    Insbesondere bei komplexen Schnittstellen und pro-duktionskritischen Anlagenteilen wird meistens einUmschaltkonzept eingesetzt. Dies erlaubt, dass inmehreren geplanten Wartungsstillständen Teilfunk-tionen der neuen Automatisierung bereits vor demeigentlichen Umbaustillstand an der Anlage funktio-nal getestet werden können.

    Die elektronische Version des Umschaltkonzeptserlaubt auch den so genannten Mithörbetrieb. Die-ser ermöglicht es, relevante Daten und Signale der

    bestehenden Automatisierung mit leistungsfähigenAufzeichnungssystemen zu erfassen und zu analy -sieren. In besonders kritischen Fällen wird die Um -schalttechnik so weit ausgebaut, dass der gesamteAnlagenbetrieb zwischen neuer und alter Automationohne wesentliche Produktionsunterbrechung umge-schaltet werden kann.

    Die Entscheidung für das Umschaltkonzept wird mitdem Kunden unter der Berücksichtigung aller wirt-schaftlichen und technischen Gesichtspunkte trans-parent erarbeitet.

    Wiederinbetriebnahme

    Durch die vorgenannten Maßnahmen werden vieleRisiken eines Umbaus reduziert. Aufgrund der lang-jährigen Erfahrung in der Inbetriebnahme hüttentech-nischer Anlagen gelingt es uns, während des Umbau-stillstandes in kürzester Zeit die Betriebsbereitschaftder Anlage herzustellen.

    Das Wiederanfahren einer Anlage nach einem Umbaustellt den Höhepunkt des Projektes dar. Dazu wird im Vorfeld eine sorgfältige Produktionsplanung derMaterialqualitäten und Abmessungen mit dem Kun-den vorgenommen. Mit Hilfe der während des Mit-hörbetriebes aufgenommenen Daten sind unsereProzessmodelle bereits voroptimiert, so dass einemsofortigen Produktionsstart mit verkaufbarer Produkt-qualität nichts im Wege steht.

    Weiterhin erhält der Kunde von uns Unterstützung,angefangen von einer kontinuierlichen Begleitungbeim Hochfahren bis hin zur Technologieunterstüt-zung aus unseren Entwicklungsbereichen. In einigenFällen erkennen beide Seiten auch Potential fürgemeinsame Weiterentwicklungen die im Rahmenvon Kooperationsverträgen erarbeitet werden.Positive Rückmeldungen unserer Kunden von zahlrei-chen erfolgreich durchgeführten Projekten bestätigendie Wirksamkeit unserer Modernisierungskonzepte.

    Umschaltkonzept zwischenAlt- und Neuautomation.

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    Elektrik und AutomationSMS SIEMAG

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    SERVICESSERVICES

    INBETRIEBNAHME

    Bereits während des Plug & Work-Tests sindunsere erfahrenen Ingenieure im Testfeld prä-sent. Mit der Prüfung des vollständigen Liefer-und Funktionsumfangs übernehmen sie zumAbschluss des Plug & Work-Tests die nun inbe-triebnahmereife Automation für die Anlage.

    Die Inbetriebnahme vor Ort gliedert sich imWesentlichen in die folgenden Abschnitte:

    KaltinbetriebnahmeWarminbetriebnahmeOptimierung der Systeme während der ProduktionLeistungstests

    Kaltinbetriebnahme

    Zur Kaltinbetriebnahme zählen alle Aktivitäten, dieerforderlich sind, um das erste Band zu walzen. DieKaltinbetriebnahme endet mit dem ersten Band.

    Warminbetriebnahme

    Die Warminbetriebnahme beginnt mit dem Walzendes ersten Bands. In dieser Phase werden allemechanischen und elektrischen Funktionen unterLast getestet, um die Funktionsweise der Steuerun-gen und Regelungen zu überprüfen.

    Optimierung der Systeme

    während der Produktion

    Während dieser Phase werden die Parameter allerSysteme so eingestellt, dass die geforderten Leis-tungsdaten erreicht werden.

    Leistungstests

    Gemeinsam mit dem Kunden werden die im Vertragspezifizierten Leistungsdaten der Anlage anhandeines Testprogramms vorgefahren.

    AFTER SALES SERVICE

    Im Rahmen des After Sales Services stehen wirunseren Kunden mit unserem Fachwissen jederzeitzur Verfügung. Speziell für die X-Pact® Elektrik undAutomation bietet SMS Siemag mit dem Service-Portal SP/1 eine besondere Möglichkeit zur schnellenStörungsbeseitigung.

    Schon während der Inbetriebnahme richten wir dasService-Portal zur optimalen Anlagenbetreuung einund ermöglichen so eine stabile, geschützte Kommu-nikation zwischen dem Kunden- und unserem eige-nen Netzwerk. Über das Portal greifen die Expertenvon SMS Siemag auf das Automationssystem derAnlage zu und unterstützen die Kunden ohne Zeitver-zögerung mit Ferndiagnosen und Fernwartung welt-weit und von Anfang an.

    Vorteile des Service-Portals

    Rund 70 Prozent der an einer Anlage auftretendenStörungen lassen sich sofort beheben. Alternativerfolgt eine Eingrenzung der Störung. Beispielsweisekönnen fehlerhafte Bauteile online ermittelt werden,eventuell deaktiviert und dann vor Ort durch den Servicetechniker ausgetauscht werden.

    DOKUMENTATION

    Zentrale, mitlaufende Verwaltung der

    Projektdokumentation

    Wir verwalten die gesamte Kundendokumentationeines Auftrages in einer MS Excel-basierten Liste.Die Form entspricht einem Inhaltsverzeichnis, dasunseren Kunden eine einfache und schnelle Über-sicht über die gesamte Dokumentation gibt. In dieserListe sind alle Dokumente, z. B. Funktionsbeschrei-bungen, Stromlaufpläne, Betriebsanleitungen, zentralund strukturiert abgelegt. Alle Dokumente, die wäh-rend der gesamten Projektlaufzeit entstehen, werdenintegriert. Mit jeder Dokumentationslieferung erhal-ten unsere Kunden den vollständigen aktuellen Standin elektronischer Form.

    Die Liste selbst enthält für jedes einzelne Dokumentalle notwendigen Informationen, z. B.: Dateiformat,Druckformat, Sprache, Version und Lebenszyklus. Übereinen zentralen Einstiegspunkt kann das entsprechendeDokument sehr schnell gesucht und gefunden werdenund über eine Verknüpfung direkt geöffnet werden. Sofindet der Anlagenbediener seine Bedienhandbücher,der Wartungsmitarbeiter das Datenblatt eines Sensorsund der Programmierer die Software-Beschreibung der Automatisierung. Nach dem Projektabschluss können die Kunden dieDokumentation selbständig weiternutzen und neueDokumente bzw. Dokumentversionen ablegen und verwalten.

    Tabellenbasierte Dokumen-tenverwaltung.

    Das Service-Portal macht eine besondersschnelle und sichere Fernwartung möglich.

  • SMS SIEMAG AG

    Geschäftsbereich Elektrik und Automation

    Wiesenstraße 3057271 Hilchenbach

    Telefon: +49 (0) 2733 29-5895Telefax: +49 (0) 2733 29-775895

    Ivo-Beucker-Straße 4340237 Düsseldorf

    Telefon: +49 (0) 211 881-5895Telefax: +49 (0) 211 881-775895

    E-Mail: [email protected]: www.sms-siemag.com

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    „Die in dieser Druckschrift enthaltenen Informationen beschreiben Leistungseigenschaften von Produkten im Allgemeinen. Die Leistungseigenschaften von gelieferten Produkten können vonden in der Broschüre beschriebenen Eigenschaften abweichen. Insbesondere können sich diese Eigenschaften durch Weiterentwicklung von Produkten ändern. Die in dieser Druckschrift ent-haltenen Informationen entfalten keine Rechtswirkung. Zur Lieferung von Produkten mit spezifischen Eigenschaften sind wir nur verpflichtet, wenn dies ausdrücklich vereinbart ist.”