FASZINATION GROBBLECH Elektrik und · PDF file5 S MIE AG Elektrik und Automation 4...

FASZINATION GROBBLECHFASZINATION GROBBLECHElektrik und Automation

ELEKTRIK und AUTOMATION

Grobblechwalzwerke

SMS SIEMAG

INHALT

AutomationslösungenHard- und Software 4

Automationslayout 6

Moderne Hardware-Lösungen 9

Energieverteilung und Antriebssysteme 10

Technologie für Grobblechwalzwerke 12

Level 1-Automation 14

Human Machine Interface (HMI) 17

Level 2-Automation 18

Level 3-Produktionsplanungs-Systeme 22

Sicherheitskonzept 24

Plug & Work-Test 26

Modernisierungskonzepte 28

Services 30

Elektrik und Automation füralle Anlagenvariationen 32

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Elektrik und AutomationSMS SIEMAG

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ELEKTRIK UND AUTOMATIONELEKTRIK UND AUTOMATION für Grobblechwalzwerke

GANZHEITLICHE

SYSTEMKOMPETENZ

Die Automatisierung von metallurgischen Anlagen istgeprägt von der Forderung nach einer hohen Anlagen-verfügbarkeit und steigenden Qualitätsansprüchen andie Endprodukte. Um dieser gerecht werden zu kön-nen, hat sich SMS Siemag bereits vor vielen Jahrenentschieden, neben der Mechanik, den technologi-schen Regelungen und Prozessmodellen auch diegesamte Elektrik, Automatisierung und Antriebstech-

nik für ihre Anlagen anzubieten. Damit sind wir der„Generalunternehmer“ für unsere Kunden, der dasEngineering, den Bau und die Inbetriebnahme einerAnlage vollständig aus einer Hand liefert.

Wir stellen sicher, dass alle Systemkomponentenoptimal aufeinander abgestimmt sind. Kurze Wege,direkte Absprachen und das gemeinsame Interessealler beteiligten Bereiche schaffen dafür die bestenVoraussetzungen.

UMFASSENDE

MODERNISIERUNGSKONZEPTE

Betreiber von hüttentechnischen Anlagen müssenihre Produktionseinrichtungen ständig ergänzen underneuern, um ihre führende Position durch exzellenteProduktqualität halten zu können. Solche Erweite -rungen sind nicht allein durch den Einsatz neu ent -wickelter Mechanik zu erzielen, sondern müssenauch in die Automatisierung integriert werden, umdie Verbesserung im Endprodukt auch tatsächlich zuerreichen. SMS Siemag bietet integrierte Modernisie-rungslösungen, die die technologische Verbesserungder Produktion unter allen Aspekten ermöglichen.

PROFESSIONELLER PARTNER FÜR

GROBBLECHWALZWERKE

Fachleute der Elektrik, Automatisierung, Technologieund Mechanik arbeiten eng zusammen und sorgenfür eine exakte Abstimmung unserer Anlagen. So ent-stehen intelligente, marktorientierte Lösungen miteinem hohen Potential für eine verbesserte Produk-tion. Unser gesamter Liefer- und Leistungsumfangvom Anlagen-Engineering, der Verfahrenstechnik,Elektrik und Automation, Fertigung, Montage, Plug &Work-Test, Inbetriebnahme bis hin zum Service ist aufdie Besonderheiten der Blechproduktion ausgelegt.

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AUTOMATIONSLÖSUNGENHARD- UND SOFTWAREAUTOMATIONSLÖSUNGENHARD- UND SOFTWARE

X-PACT®

Unter dem Markennamen X-Pact® sind die Elektrik- undAutomatisierungssysteme von SMS Siemag für alle Pro-zessstufen zusammengefasst.

X-Pact® ist ein modular aufgebautes System. Dadurchlässt es sich flexibel auf die individuellen Kundenanforde-rungen anpassen oder erweitern. X-Pact® verknüpft dieunterschiedlichen Ebenen der Elektrik und Automation.Neben den technologischen Regelungen und Prozess-modellen umfasst X-Pact® auch alle Aufgaben dermodernen Anlagenautomation über Antriebstechnik undSensorik (Level 0) bis zur Produktionsplanung (Level 3).

Technologie, Mechanik, Hydraulik sowie Elektrik & Auto-mation bilden als Systemlösung eine effektive Einheit.

X-Pact® ist dabei ein ganzheitliches Konzept.

STUFENKONZEPT

Die X-Pact® Elektrik- und Automatisierungssysteme ver-wenden weltweit verfügbare Systemsoft- und Hard-ware und richten sich an international anerkanntenStandards aus. Alle Systeme basieren auf einheitlichenPlattformen, die modular aufgebaut sind. Dabei wirdaktuellen Hard- und Software-Trends Rechnung getra-gen. Durch die weitgehende Trennung in verschiedeneEbenen (Basis-Module, Technologie-Module, anlagen-spezifische Module) muss nur dort angepasst und ver-ändert werden, wo wirklich Bedarf ist.

Ändert sich das IT-Umfeld, beispielsweise durch eineneue Hardware, werden nur die Basis-Module ange-passt. Kommen neue Technologien zum Einsatz,werden nur die Technologie-Module verändert. Projekt-spezifische Funktionen und Abläufe sind in den anlagen-spezifischen Modulen platziert. Durch diese Strukturwird sowohl die Reife und Lebensdauer der Technolo-giemodule verbessert als auch beim Austausch von IToder bei gerätegetriebenen Änderungen die Stabilitätder anlagenspezifischen Module garantiert.

Stufenkonzept derverschiedenen Modulebenen.

SYSTEMUMGEBUNG

In X-Pact® für Grobblechanlagen sind alle Regelungs- undSteuerungsfunktionen auf unserer einheitlichen System-plattform X-Pact® ProBAS implementiert.Für die Automatisierung von Grobblechanlagen gibt esgenerell die Unterscheidung in schnelle technologischeProzessregelungen sowie in Fahr- und Ablaufsteuerun-gen. Zusätzlich zu den materialbegleitenden Steuerun-gen gibt es Steuerungen für Hilfs- und Nebenaggregatewie beispielsweise Hydraulikstationen, Kühl- undSchmiersysteme. Schnittstellen zwischen verschiedenenSystemplattformen entfallen, da alle Prozessgrößen überdie Reflective-Memory (RFM)-Archi tektur sofort und zeit-gleich allen Sub-Systemen zur Verfügung stehen.

Andere Systeme, beispielsweise speicherprogrammier-bare Steuerungen für Fahr- und Ablaufsteuerungen,können z.B. im Scherenbereich problemlos eingebun-den werden. Auch die Einbindung eines PDA-Systemsals integraler Bestandteil des Gesamtsystems kannüber RFM realisiert werden. Um flexibel auf Kundenst-andards oder spezielle Anforderungen, wie etwa beiModernisierungen, reagieren zu können, ist die Integra-tion bestehender Steuerungen problemlos möglich.

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 internationale Projekte wichtig und stelltsicher, dass unsere Systeme auch von unseren Kun-den gepflegt, gewartet und weiterentwickelt werdenkönnen. Die in logi. CAD verwendete FBD-Technik(Function Block Diagramm) ist in Struktur und Hand-habung absolut vergleichbar mit der in der SPS-Pro-grammierumgebung genutzten CFC-Technik (Conti-nuous Flow Chart).

FBD FunktionsblockDiagramm.

Produktionsplanungssystem

Materialverfolgung, Walzfolgesteuerung, Production RoutingTechnologische Prozessmodelle, Produktionsdatenerfassung und Berichtswesen

Technologische Regelungen, Ablaufsteuerungen, Antriebsregelungen

AntriebstechnikEnergieverteilung

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AUTOMATIONSLAYOUT EINESGROBBLECHWALZWERKESAUTOMATIONSLAYOUT EINESGROBBLECHWALZWERKES

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MODERNEHARDWARE-LÖSUNGENMODERNEHARDWARE-LÖSUNGEN

HARD- UND SOFTWAREPLATTFORM

Für unsere Level 1-Echtzeitregelungen nutzen wirhochmoderne Computertechnologien. Die ProBAS-Software wird für die graphische Programmierungund Diagnose verwendet. Eine typische Konfigura-tion besteht aus:

Einer oder mehreren Engineering-Stationen(MS Windows) Einem X-Pact® ProBAS-EntwicklungsserverEinem oder mehreren X-Pact® ProBAS Systemen

X-PACT® EMBEDDED

AUTOMATION PC

X-Pact® Embedded ist innerhalb X-Pact® ProBAS diemodernste Hardwareplattform für moderne, hochentwickelte Steuerungen und technologische Rege-lungen im Warmwalzbereich. X-Pact® Embeddedbasiert auf der modernen Core™-2-Duo-Technologievon Intel® und stellt für alle Applikationen die maxi-male Computerleistung bereit.

Die X-Pact® Embedded-Hardware spart Platz imSchaltschrank. Die Laufwerkseinschübe (DVD, HDD)sowie zwei Compact-Flash-Anschlüsse werden durcheine Abdeckung auf der Vorderseite des Gerätsgeschützt. Die modulare Einschubtechnik erleichtertdem Bediener das Umschalten zwischen den Lauf-werken. Alle Anschlüsse und Schnittstellen liegenauf der Gehäuseoberseite. Die Einbautiefe wirddurch vorstehende Anschlüsse nicht größer. DieHardware lässt sich modular erweitern und damit andie unterschiedliche Komplexität unserer Anlagenanpassen. Die verschiedenen Größen der X-Pact®

Embedded-Module mit einem, zwei oder mehrerenKartenanschlüssen (für PCI/PCI Express Karten) sindfür jede Einbausituation optimal ausgelegt – eine per-fekte Anordnung ohne jede Platzverschwendung imSchaltschrank.

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ETHERNETBASIERTE

FELDBUSSYSTEME

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

Eine deutliche Leistungsverbesserung Echtzeitfähigkeit für schnelle Echtzeitregelungen Umfangreiche Diagnosemöglichkeiten Große Verbreitung mit sehr guter Akzeptanz Schnittstellen zu klassischen Bussystemen

Neben den genannten Vorteilen führt der Einsatz die-ser Technologie auch zu einer erheblichen Reduzie-rung des Aufwands im Hardware-Engineering, danun erstmals auch Signale für die hochdynamischenAktoren/Sensoren über dezentrale Peripherie maschi-nennah „eingesammelt“ werden können. Hierdurchentfallen eine beträchtliche Anzahl von einzelnenKabeln zwischen der Anlage und dem Elektroraumund die entsprechende Anpassung der Prozesssigna-le. Die Automatisierungssysteme der SMS Siemagnutzen EtherCAT® (Firma Beckhoff) als echtzeitfähi-gen Feldbus. Durch die Nutzung dieser neuen Tech-nologie setzen wir ein modernes, leistungsfähigesund echtzeitfähiges Kommunikationsmedium fürunsere Automationssysteme ein. Die flexiblen Baum-strukturen machen das Netzwerk jederzeit beliebigerweiterbar.

ENERGIEVERTEILUNGUND ANTRIEBSSYSTEMEENERGIEVERTEILUNGUND ANTRIEBSSYSTEME

Für Grobblechwalzwerke 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 Mittelspannungs-Schaltanlage über die Verteiltransformatoren, Kompen-sations- und Filteranlagen, Notstromaggregate undUSV-Anlagen bis hin zur Niederspannungs-Hauptver-teilung und den dazugehörigen Not-Aus-Konzepten.

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.Unsere detaillierten Prozesskenntnisse versetzen unsin die Lage, die Gleichzeitigkeitsfaktoren exakt zubestimmen und hausinterne Stichplandaten auszu-werten. Das führt dazu, dass wir alle Komponenten,von der Freileitungseinspeisung bis zum mechani-schen Stellglied, optimal dimensionieren können.

LIEFERPROGRAMM

FÜR DIE ANTRIEBSSYSTEME

Bei den Antriebssystemen für Grobblechwalzwerkeliefern wir neben allen variablen Antrieben auch Kon-stantantriebe aller Leistungsstufen. Geringe Investi-tions- und Betriebskosten durch reduzierte Verlust-leistungen, ein geringer Platzbedarf und wenigWartung sind die Vorteile unserer Energieverteilungund Antriebssysteme.

ZUVERLÄSSIGE

ANTRIEBSSYSTEME

Für die Auslegung der Antriebe, insbesondere beigroßen Leistungen, spielen viele Parameter einewichtige Rolle. Die Konzepte hierfür wurden in denletzten Jahren gemeinsam mit namhaften Lieferan-ten erarbeitet und optimiert. Durch intelligente Schal-tungen ist es möglich, die netzseitige Oberwellenbe-lastung derart zu reduzieren, dass keine Filteranlageauf der 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 einem optimiertenAntriebssystem sorgen wir dafür, dass wir unseren

Kunden eine Anlage mit möglichst hoher Flexibilitätbei der Gestaltung der Produktionsprogramme bie-ten. Auch die antriebsnahen technologischen Funk-tionen, wie z.B. Ski-Bildung oder Lastausgleichsrege-lung zwischen Ober- und Untermotor, sind in derX-Pact® Elektrik und Automation realisiert, so dassdie Schnittstelle zu den Antrieben schlank und stan-dardisiert ist.

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

Transformatorräume.

Niederspannungs-schaltanlage.

Walzgerüst mitRollgangsmotoren.

2x12 MW Twin Drive einesGrobblechwalzwerkes.


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TECHNOLOGIE FÜR GROBBLECHWALZWERKETECHNOLOGIE FÜR GROBBLECHWALZWERKE

Die Entwicklung hochfester Stähle hat zu veränder-ten Walzverfahren geführt, wodurch auch höhereAnforderungen an die Blechkühlung sowie an dienachgeordneten Richtmaschinen gestellt werden.Die Technologien für Walzen, Kühlen und Richtenhaben wir darauf abgestimmt und in den letztenJahren weiterentwickelt.

HAUPTEIGENSCHAFTEN

VON GROBBLECH

Bei der Grobblechproduktion unterscheidetman folgende Eigenschaften:

Diese Anforderungen müssen im Zusammenhang mitder Automations- und Modellberechnung für die Blech -produktion beachtet werden. Um diese Eigenschaftendurch den Umformprozess und die Temperaturführungzu erreichen, gibt es unterschiedliche Strategien.

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Walzstrategien.

Mehrblechwalzen.

WALZSTRATEGIEN

Neben den verschiedenen Walzstrategien kommenauch unterschiedliche Modi von Längs- und Querwal-zen zum Einsatz. Diese Modi berücksichtigen die Geo-metrie der Einsatzbramme und des Fertigproduktes,aber auch Anforderungen an Querwalzen, die eineStreckung des Materials in Querrichtung erwirkt.

PROZESSMODELL-

FUNKTIONALITÄTEN

Die Prozessmodellfunktionalitätensind im Wesentlichen:

WalzfolgesteuerungStichplanmodell (PSC)Profil- und Planheitsmodell (PFC) für CVC plusWalzentemperaturmodellWalzenverschleißmodellModell zur Optimierung der Rechtwinkligkeitder Bleche (ASC)Adaptionsmodell

Anforderungen anBlecheigenschaften.

Eigenschaft Merkmale

Festigkeit StreckgrenzeZugfestigkeitStreckgrenzenverhältnisBrinellhärte (HB)

Zähigkeit KerbschlagarbeitÜbergangstemperaturRestbruchfläche

Verarbeitbarkeit(SchweißeignungKaltumformbarkeit)

Kohlenstoffäquivalent CeqVorwärmtemperatur

Produktform EbenheitGeometrie

Resistenzgegen Medien

Wetterbeständige BlecheBeständigkeit gegen saure Gase

Festigkeit(Rm, ReH, Härte)

(M... TM-StahlN... normalgeglüht)

Resistenzgegen Medien

Produktform(Ebenheit,Geometrie, ...)

Zähigkeit,Sprödbruch-sicherheit

Verarbeitbarkeit(Schweißeignung,Kaltformbarkeit,Bearbeitbarkeit, ...)

„St 52-3 N”S355ML450 M sour

Vorphase

Zwischenphase

Endphase

ACC-Kühlung

Luftabkühlung

Wartephase 1

Wartephase 2

Temperatur warten - umformen - warten umformen kühlen

Vorgerüst Fertiggerüst ACC-Kühlung

FerritAustenit und FerritNicht rekristallisierterAustenit

RekristallisierterAustenit

Zeit

Quellennachweis zu nebenstehendem Bild:Vortrag auf dem EisenhüttentagAG der Dillinger Hüttenwerke, Dr.-Ing. Alois Streißelberger, Dr.-Ing. Franz Hanus, Dipl.-Ing. Wolfgang Schütz, Dr.-Ing. Ralf Hubo


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LEVEL 1-AUTOMATIONLEVEL 1-AUTOMATION

Support Control SystemAntriebssysteme

Area Control System

Das Area Control System koordiniert den Walzprozessund den Informationsaustausch mit den am Prozessbeteiligten Automationssystemen, wie z.B. dem Level2-System, den technologischen Systemen für dieGerüste, Richtmaschinen und Blechkühlung, denbenachbarten Level 1-Automatisierungssystemen wieAufwärmöfen, Kühlbetten sowie dem HMI Systemund dem Sicherheitssystem. Basis hierfür ist einekonti nuierliche Blechverfolgung bzw. Blechsteuerung.

Technological Control System

Die Technologischen Regelungen sorgen für eine per-fekte Produktqualität, einen stabilen Prozess und einehohe Verfügbarkeit der Anlage.

Die Technologischen Regelungen umfassen imWesentlichen die schnellen Regelkreise für die Stell-glieder und die überlagerten Prozessregelkreise. Zudiesen Prozessregelkreisen gehören im Gerüst dieDickenregelung und die Profil- und Planheitsregelung.Bei den Richtmaschinen gibt es die hydraulischenAnstellfunktionen, die Lastausgleichsregelung für dieRichtmaschinenantriebe sowie eine prozessgeführteEin-/ Ausfädelfunktion. Bei der Blechkühlung sind esdie Anstellungen der Treibrollen sowie die Regelun-gen der Wasserkreisläufe.

Support Control System

Hierzu gehören die Steuerungen der Mediensystemebestehend aus Hydraulikstationen, Ölschmiersyste-men, Fettsystemen sowie der Wasserwirtschaft.

Antriebssysteme

Zu den Antriebssystemen gehören die Hauptantriebeder Gerüste, die Antriebe der Richtmaschinen undBlechkühlung sowie die Antriebe der Rollgänge. DieKoordination aller am Materialfluss beteiligten Antrie-be erfolgt durch den „Speedmaster“im Area ControlSystem.

Stabilität, einfache Wartbarkeit, unkomplizierte Anpas-sungen an neue Randbedingungen und hochwertigetechnologische Leistungsfähigkeit sind die Anforde-rungen an moderne Automationssysteme. Diesessetzt eine einfache und doch leistungsfähige Grundla-ge voraus. Unsere X-Pact® Automatisierungssystememit ihrem modularen Aufbau lassen sich leicht an dieunterschiedlichen Komplexitäten anpassen.

Unsere technologischen Regelungssysteme undAblaufsteuerungen sind ausgerichtet auf eine ausge-zeichnete technologische und funktionale Umsetzungder Zielwerte mittels hydraulischer und elektrischerStellsysteme.

Maximale Funktionsverfügbarkeit sowie ein hoherGrad an Prozessablaufautomation, gepaart mit leis-tungsfähigen Service-Funktionen, sind die weiterenMaxime der Level 1-Systeme. Dies gilt für die Syste-me des gesamten Warmbereichs, bestehend ausStaucher, Gerüst, Vorrichtmaschine, Blechkühlungund Warmblechrichtmaschine sowie für den aus Kühl-betten, Scherenlinien, Adjustage inklusive Kaltblech-richtmaschine bestehenden Kaltbereich.

WARMBEREICH

Das Level 1-System ist unterteilt in unterschiedlicheAutomationsfunktionen. Jede Funktion arbeitetautark und ist mit den entsprechenden Sensoren undAktoren verbunden. Die Hauptfunktionen sind:

Area Control SystemTechnological Control System

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Blechkühlung: Kombination ausSprüh- und Laminarkühlung.

Mehrblechwalzung

Unsere Automatisierungssysteme unterstützen dieWalzarten wie „Normales Walzen“ und „Temperatur-geregeltes Walzen“ für die Einblech- oder Mehrblech-produktion (statischer und kontinuierlicher Batch).

BESONDERE MERKMALE

DER BLECHKÜHLUNG

Die Blechkühlung besteht oft aus einer Kombinationvon Sprühkühlung und laminarer Kühlstrecke. DieKombination der beiden Kühlsysteme mit den instal-lierten Treibrollen ermöglicht extrem hohe Kühlratenbei bester Planheit und ist damit ein hervorragendesWerkzeug zur Produktion hochfester Bleche.

Die wesentliche Funktion ist die Dosierung der Kühl-mittelmenge, um die vom Level 2-Kühlmodell berech-neten Abkühlraten und den Temperaturverlauf einzu-stellen.

Das Kopf- und Fußende eines Bleches sind in derRegel kälter als die Blechmitte. Um den Effekt von zustark abgekühlten Blechenden zu vermindern, ist eineMaskierung vorgesehen, um die wirksame Kühllängezu beeinflussen.

Eine Sonderfunktion ist das Zwischenkühlen von Ble-chen für den thermomechanischen Walzprozess.

BESONDERE MERKMALE

IM GERÜSTBEREICH

Dickenregelung

Um die gewünschte Zieldicke auf der Auslaufseitedes Walzgerüstes zu erzielen, stehen neben der Spin-del- und Hydraulischen Anstellung folgende Funk-tionsmodule zur Verfügung.

Automatic Gauge Control (AGC)Roll Alignment Control (RAC) Dynamic Disturbance Compensation (DDC)

Profil- und Planheitsregelung

Die Profil- und Planheitsregelung umfasst alle erforder -lichen Regelkreise für die mechanischen Stellglieder:

CVC plus - Verschiebung der Arbeitswalzen Arbeitswalzenbiegung

AutomationsstrukturWarmbereich.

Konzept derDickenregelung.

Setzwerte

Walzen-schwenk-regelung

RAC

AutomatischeDickenregelung

AGC

DynamischeStörgrößen

Kompensation(DDC)

HydraulischeAnstellung

HGC

ElektromechanischeAnstellung

EMP

Dicken-messgerät

Dickenregelung

Walzspalt-regelung

Level 2 - Automation HMI

Area Control System

TechnologicalControl

Systems

SupportControl

Systems

Level 1-Automation

Antriebssysteme

BESONDERE MERKMALE BEI DEN

RICHTMASCHINEN

Um die geforderte Qualität bezüglich der Ebenheitüber den gesamten Herstellungsprozess der Bleche zugewährleisten, stehen verschiedene Richtmaschinen-typen zur Verfügung: Vorrichtmaschinen, Warmblech-Richtmaschinen und Kaltblech-Richtmaschinen. Siesind innerhalb des Produktionsprozesses an verschie-denen Stellen angeordnet und gewährleisten eine opti-male Umsetzung der Ebenheitsanforderungen, die fürdie Endqualität der Bleche entscheidend sind.

Das hierfür von SMS Siemag entwickelte Technologi-sche Regelsystem (TCS-System) regelt die verschie-den Anstellmöglichkeiten wie Parallelanstellung,Wiege, Kippe, Biegung, Einzelrollenanstellung sowiedie Richtgeschwindigkeiten und die Antriebsmomen-te. Wesentliche Parameter für die Regelung sind dieEigenschaften des Werkstoffs bei der aktuellenBlechtemperatur, die Blechabmessungen sowie dieWelligkeit des zu richtenden Bleches.



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KALTBEREICH

Das Level 1-System ist in unterschiedliche Automa-tionsfunktionen unterteilt. Jede Funktion arbeitetautark und ist mit den entsprechenden Sensoren undAktoren verbunden. Die Hauptfunktionen sind:

Area Control / Machine Control SystemsSupport Control Systems Antriebssysteme

Area Control / Machine Control System

Im Kaltbereich erfolgt die Blechbearbeitung in einzel-nen, dem Prozess angepassten Sektionen. Hierzugehören neben den Kühl-/Inspektionsbetten die Sche-renlinie mit Schopfschere, Doppelbesäumschere,Längsteilschere, Querteilschere, Probenschere sowiedie Adjustageneinrichtungen. Das jeweilige Area Con-trol System koordiniert den Informationsaustausch mitden am Prozess beteiligten Systemen wie den Level 2-Systemen, den Automatisierungssystemen derbenachbarten Sektionen, dem HMI sowie dem Sicher-heitssystem. Durch diesen modularen Aufbau lassensich leicht unterschiedliche Komplexitäten realisieren.

Support Control System

Hierzu gehören die Steuerungen der Mediensystemebestehend aus Hydraulikstationen, Ölschmiersyste-men sowie Fettsystemen.

Antriebssysteme

Zu den Antriebssystemen gehören die Antriebe derScheren und Kühlbetten/Adjustageeinrichtungensowie die Antriebe der Rollgänge.

Unsere HMI-Systeme sind die Schnittstelle zwischenAnlage und Bediener. Sie bieten eine produktions-orientierte Darstellung des Prozesses mit allen materi-al-logistisch und technologisch relevanten Informatio-nen. Die Darstellungen erlauben über zeitgemäße„Grafik-Klick-Methoden“ zielgerichtete manuelle Ein-griffe in die Ablaufsteuerung oder die Bedienung derangeschlossenen Aggregate, z.B. Medienanlagen.

Die Ausrichtung auf die Sicht des Bedieners wirddurch eine intensive Zusammenarbeit unserer Mitar-beiter mit den Bedienmannschaften unserer Kundenerreicht. Dies wird wirksam unterstützt durch die Ein-bindung unserer Kunden in die Plug & Work-Tests.

HUMAN MACHINE INTERFACE (HMI)HUMAN MACHINE INTERFACE (HMI)

NEUE BEDIENPHILOSOPHIE

FÜR MEHR QUALITÄT IM

PRODUKTIONSPROZESS

Klare und verständliche Funktionen erleichtern dasArbeiten am Bedienpult. Anlagenbediener profitierenvon diesen präzisen Vorgaben, da sich auf dieseWeise mögliche Bedienfehler minimieren lassen.

SMS Siemag hat für die Anlagenbediener eine neue,produktionsorientierte Bedienphilosophie und einneues Pultdesign entwickelt. Unser neues Pultdesignwurde erfolgreich in mehreren Grobblechwalzwerkeneingesetzt. Im Vordergrund steht hier die Sicht desBedienpersonals auf die gesamte Produktion, für diewir die Automatisierungsstrukturen maßgeschneidertgestalten.

AutomationsstruckturKaltbereich.

Richtmaschine.

HMI Prozessdaten.

Ergonomische Bedienpulte. Ergonomisch gestalteterBedienerarbeitsplatz.

Level 2 - Automation HMI

MaschineControl

Functions

Level 1-Automation

Antriebssysteme

Area ControlSystem

SupportControl

Systems

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TECHNOLOGISCHE

PROZESSMODELLE

WALZGERÜST

PSC® Pass Schedule Calculation

PFC® Profile and Flatness Control

Für einen optimalen Walzprozess ist eine gute Vorein-stellung des Walzspalts wichtig. Die technologischenProzessmodelle berechnen für jeden Stich die ent-sprechenden Stellgrößen wie Blechdicke, Biegung,Walzenverschiebung, Geschwindigkeit sowie die zuerwartende Walzkraft. Vorgegeben wird ebenfalls diezugehörige Walzgeschwindigkeit. Die Berechnungzielt immer auf einen maximalen Produktionsdurch-satz unter Einhaltung der geforderten Produktqualität.Dabei werden die Grenzen der Anlage sowie dieaktuelle Anlagensituation, die Materialeigenschaftenwie auch die Produktabmessungen und die Tempera-tur berücksichtigt. Die Berechnungen für Profil undPlanheit sowie für den Stichplan basieren auf mathe-matisch-physikalischen Modellen, so dass bei bekann-ten Materialeigenschaften auch für neue Produktevon Beginn an gute Setzwerte errechnet werden kön-nen. Unterschiede zwischen den berechneten Vorga-bewerten und den während des Walzprozessesgemessenen Werten werden im Level 2-Systemdurch Kurz- und Langzeitadaptionsfunktionen schritt-weise ausgeglichen.



HOHE PRODUKTIVITÄT

Bei der Steigerung der Ausbringung moderner Blech-walzwerke nimmt das X-Pact® Level 2-System eineSchlüsselrolle ein. Die Verbesserung der Produktqua-lität, die Erhöhung der Produktivität und Flexibilität inder Produktion sind die Hauptaufgaben der aufmathematisch-physikalischen Prozessmodellen basie-renden Level 2-Systeme.

Im Rahmen der Qualitätssicherung müssen Prozess-kontrollsysteme neben den Funktionen zur Prozess -optimierung auch die Produkt- und Produktionsdaten-erfassung der Anlage sicherstellen. Wie auch in denanderen Automationsebenen sind die SMS SiemagLevel 2-Systeme unabhängig von der eingesetztenHardware-Struktur. Die einzelnen Funktionen sind aufmehrere Rechner verteilt. Die Kommunikation zu denexternen Systemen, beispielsweise einem anlagen-übergreifenden Produktionsplanungssystem, ist alseigene Funktion ausgeführt, um eine hohe Flexibilitätbezüglich der unterschiedlichen Anbindungen zuerhalten.

9-/5-Rollen-Modus derKaltblechrichtmaschine.

ASC Strategie.

BLECHKÜHLUNG

SMS Siemag stattet die Kühlstrecke mit physikalisch-mathematischen Prozessmodellen zur exakten Steuer -ung der erforderlichen Kühlstrategien aus. Mit denProzessmodellen werden die gewünschten Gefüge-strukturen und damit die mechanischen Eigenschaf-ten der Bleche eingestellt. Je nach Anforderung derKundenprodukte stehen zwei verschiedene Kühlein-richtungen zur Verfügung: Die laminaren Kühleinrich-tungen und die von SMS Siemag entwickelte Sprüh-kühlung. Die laminare Kühlung zeichnet sich durch einbreites Anwendungsspektrum bei niedrigen Betriebs-und Wartungskosten aus. Eine Sprühkühlstreckebesitzt leistungsfähige Hochdruckstationen und Treib -rollen zwischen den Kühlbalken. Damit verbundensind hohe Kühlraten und eine gute Blechebenheitauch bei sehr dünnen Blechen.

RICHTMASCHINEN

Hervorragende Richtergebnisse werden erst durch daspräzise Zusammenspiel der mechanischen Einrichtun-gen und der X-Pact® Automation möglich. Das vonSMS Siemag entwickelte Richtmodell regelt den Pro-zess und berechnet die Anstellung der Richtwalzensowie die Antriebsmomente. Wesentliche Parameterfür diese Berechnungen sind die Eigenschaften desWerkstoffs bei der aktuellen Blechtemperatur sowiedie Blechabmessungen. Auch vom Bedienpersonalerfasste Unebenheiten fließen in den Richtprozessein. Durch den Richtprozess werden Unebenheitenund Restspannungen im Blech entfernt. Die Kaltblech-richtmaschine kann im 9- und 5-Rollen-Modus betrie-ben werden. Dadurch vergrößert sich der Richtbereichohne das ein Richtwalzenwechsel erforderlich ist.

Reportsystem HMI

Datentransfer

Perfo

rmance A

uswertu

ng

Interne Materialverfolgung

Koordination

(Event-Handling) Prozess-

datenStrategie

Techno -logischeProzess-modelle

Archiv-datenbank

Prozess Modell Schale

ASC Automatic Shape Control

Zur Minimierung des beim Schneiden anfallendenKopf- und Endschrotts ist es erforderlich, ein mög-lichst rechteckiges Blech zu Walzen.

Um dies zu erreichen, wird beim Walzen der Quersei-te zu Anfang und Ende eines Stiches eine höhereDicke als für den Mittenbereich eingestellt. Nach demDrehen bewirkt das überschüssige Material an denKanten, dass im Verlauf der nachfolgenden Stiche dasBlech zu einem nahezu rechteckigen Blech ausge-walzt wird.

Länge und Höhe dieser positiven Keile werden vomASC-Modell in Abhängigkeit vom Werkstoff und denAbmessungen berechnet.

Profil, Konturund Planheits-

Modell

Ablauf der Stichplan undSetzwertberechnung.

Module des Level2-Systems.

Einflüsse bei derPFC Modellrechnung.

ThermischeBombierung Walzenverschleiß

Durchbiegungder Walzen

Walzenabplattungdurch das Blech

Walzenabplattungzwischen den Walzen

Kraftverteilung

Materialfluß

Blechplanheit

Walzenschliff/Walzenverschiebung

Längswalzen

Bramme

90° Drehen

Fertigwalzen

Quer-walzen

Dickenprofil nachdem Längswalzen

Kopf und Fußform beimkonventionellen Walzen

Reduzierte Länge der Kopf-und Fußenden durch ASC

90° Drehen

Mutterblech nachdem Fertigwalzen

Dickenprofil nachdem Querwalzen

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ÜBERGEORDNETE

MATERIALVERFOLGUNG

Für die Zuordnung von Stückinformationen zu Produk-tionsplanungsdaten ist das Level 2-Materialverfol-gungssystem zuständig. Mit diesen Angaben unter-stützt das Level 2-System eine produktionsorientierteÜbersicht des Materials in der Anlage. Darüber hinauswerden abhängig von der Materialposition vom Level 2 Setzwertberechnungen gestartet. Die wesent-lichen Funktionen sind:

Primärdateneingabe für die Vorgabe von Informatio-nen zum Materialfluss und der Berarbeitung derBrammen und Bleche an den unterschiedlichenMaschinenAblaufsteuerung zur Kontrolle des Materialflussesvon Brammen und Blechen an den unterschied-lichen MaschinenMaterialverfolgungsmodule zur Steuerung undÜberwachung von Lage und Zustand der Materia-lien wie Mutter- und Tochterbleche Kommunikationsmodule für den Datenaustauschmit anderen Automationssystemen von den Bram-menöfen bis zu den Stapeleinrichtungen.Automatische Setzwerterzeugung für alleMaschinen in der AnlageErfassen, filtern und verdichten von Messwertenzur Berichtserstellung und QualitätskontrolleProduktionsverfolgung und Berichtserstellung Erzeugung von Blechgruppen zum Mehrblechwalzenim statischen und kontinuierlichen Batch Modus.

WALZFOLGESTEUERUNG

Für die Verarbeitung der Bleche berücksichtigt dasWalzfolgesteuerungsmodell die Produktionszeit fürjeden einzelnen Produktionsbereich (Walzzeit, Warte-zeit, Transportzeit, usw). Die aktuelle Produktionszeitwird dabei ständig berücksichtigt.

Das Walzfolgesteuerungsmodell errechnet den opti-malen Produktionsabstand und bestimmt so den idea-len Zeitpunkt zum Ziehen der nächsten Bramme. Das Walzfolgesteuerungsmodell berücksichtigt u.a.geplante und ungeplante Verzögerungen, Fehlwalzun-gen und Ausfälle.

Folgende Funktionen werden ausgeführt:

Vorausberechnung des zeitlichen AblaufsPrüfung des Ablaufs vom Ofenaustritt bis zumEintritt in die WarmblechrichtmaschineBerechnung des OfenaustragsintervallsAusgabe des Signals "Austrag nächste Bramme"an den BedienerÜberwachung des aktuellen Walzfolgezeitplanszur Analyse

PRODUKTIONSDATENERFASSUNG

UND BERICHTSWESEN

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

Dies ermöglicht Plausibilitätsprüfungen für den Pro-duktionsablauf und die Vorgabe von produktspezifi-schen Werten für den Produktionsprozess. Die rele-vanten Produktions- und Produktdaten werden ineiner Datenbank gespeichert und können fürProduktionsauswertungen, Qualitäts- und Produktbe-richte zur Verfügung gestellt werden.


SCHNITTOPTIMIERUNG

Die Schnittoptimierung passt das geplante Schnitt-muster an die gemessene Geometrie des Mutterble-ches an und bestimmt die zur Herstellung der Fertig-bleche erforderlichen Schnitte. Dabei wird sowohldie Geometrie und die Qualitätsanforderung des Fer-tigblechs als auch die Eigenschaften der verschiede-nen Scheren berücksichtigt.

Zur Schrottminimierung werden die Fertigbleche opti-mal in der gemessenen Kontur des Mutterblechspositioniert. Bei der Berechnung wird der maximalmögliche Durchsatz der Scherenlinie berücksichtigt.

Passt die gemessene Geometrie nicht mit demgeplanten Schnittmuster überein, berechnet dieSchnittoptimierung Teilschnitte an der Schopfschereund adaptiert die Fertigbleche in die neue Kontur.Diese Neueinteilung erfolgt vollautomatisch.

Vorgerüstmit Staucher

Fertiggerüst Blech-kühlung

Warmblech-richtmaschine

Kühl- und Inspek-tionsbetten

Ultraschall-testgerät

Schopfschere Besäumschere/Längs-teilschere

Querteilschere Inspektions-betten

Kaltblechricht-maschine

SetzwertePrimärdaten

Messwerte

Bildschirmmaske einerSchnittvorgabe.

Walzfolgesteuerung.

Level 2System


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LEVEL 3 – PRODUKTIONSPLANUNGSSYSTEMLEVEL 3 – PRODUKTIONSPLANUNGSSYSTEM

Prozessautomationssystemen bietet das Level 3-Produktionsplannungssystem folgende Vorteile:

Maximierung des Gesamtdurchsatzes für das WerkPlanung und Minimierung von Lagerbeständenfür ZwischenprodukteEinheitliche und anlagenübergreifendeProduktverfolgungZusammenfassende Qualitätskontrollebis 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 undder möglichen Anlagenalternativen Definition der Abmessungen und der Qualität derEingangs- und Zwischenprodukte Planung der Ausbringung für jeden Produktions-schritt zur Ermittlung der benötigten Mengen anEinsatzmaterial Definition der Probenahmen und Testvorschriften

Eine große Produktvielfalt in bester Qualität in kürzes-ten Lieferzeiten zur Verfügung zu stellen, macht einedetaillierte Planung des Produktionsprozesses erfor-derlich. Zudem muss eine Verbindung mit den Pro-duktionssystemen von Lieferanten und Kundenbestehen, um möglichst schnell auf Änderungen rea-gieren zu können. Die Entwicklung geht hin zum„Real Time Enterprise“ (RTE), bei dem diese Ände-rungen in Echtzeit geprüft und berücksichtigt werden.

Dem gegenüber stehen die technischen und techno-logischen Restriktionen der Anlagen, die bei der Programmplanung beachtet werden müssen. In derKonsequenz entsteht dadurch die Forderung nachumfassenden Produktionsplanungssystemen.

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 technischen

Vom Kundenauftrag zumFertigungsauftrag.

DAS FABRIKMODELL

Ein einheitliches, alle Bereiche umfassendes Pla-nungssystem basiert auf der Grundlage eines Fabrik-modells. Die Umsetzung des Fabrikmodells 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 Anla-genalternativen berücksichtigt. Daraus folgt die Rei-henfolgeplanung für die einzelnen Anlagen und dieEinplanung des verfügbaren Einsatzmaterials für dieeinzelnen Fertigungsaufträge.

Materialfluss imGrobblechwalzwerk.

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 jeweili-gen Schritt informiert. Die Einbindung vonInspektions- und Labordaten ergänzen das Ergebnis.Auf dieser Basis erfolgt dann die endgültige Quali-tätsfreigabe der Endprodukte vor der Auslieferung.

Zum Kunden

DICKBLECH> 50 mm

Zum Kunden

BLECH< 50 mm

Wärmeöfen

Entzunderer

Vorrichtmaschine

Blechkühlung

Kühl- undInspektionsbettenWalzgerüst

mit Staucher

Warmblech-Richtmaschine

Ultraschall-Testgerät

Besäum- undLängsteilschere

Querteilschere

Kaltblech-Richtmaschine

Schopfschere

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SICHERHEITSKONZEPTSICHERHEITSKONZEPT

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

Für einen sicheren Betrieb unserer Produktionsanla-gen ist eine koordinierte Vorgehensweise bei der Planung und Konstruktion der Maschinen und Anla-gen unbedingte Voraussetzung. Gemeinsam erstellenMechanik und Elektrik die wichtigsten Bestandteiledes Sicherheitskonzepts:

Das Gefahrenbereichslayout Die RisikobeurteilungDie elektro-mechanischeFunktionsbeschreibung "Sicherheit" Das Not-Halt-Konzept

Im Gefahrenbereichslayout erfolgt die Einteilung derAnlage in Gefahrenbereiche. Alle anlagenbezogenenSicherheitseinrichtungen sowie die Grenzen der Anla-genbereiche 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-Kon-zept festgelegt.

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

Überwachung einesGefahrenbereichs.

Maschinensicherheit.

Trennung von Sicherheitsfunktionenund Steuerungsfunktionen.

Auszug aus einemGefahrenbereichslayout.

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PLUG & WORK-TESTPLUG & WORK-TEST

Aufbau eines Plug & Work Tests.

Das Konzept für den Plug & Work-Test, das seit Jahrenbei uns etabliert ist, wird von unseren Kunden inbesonderem Maße geschätzt. Der Kern von Plug &Work sind Produktions- und Anlagensimulationen, diebis ins Detail der Wirklichkeit entsprechen. Aufgrundunserer langjährigen Erfahrung mit unserer Mechanikund Prozesstechnik wissen wir sehr genau, wie sichdie Anlagen und die Prozesse unter Produktionsbedin-gungen verhalten und durch welche Stellgrößenbestimmte Produkteigenschaften erzielt werden. Die-ses komplexe Zusammenspiel wird in unserem Simula-tionssystem im Rahmen von Plug & Work abgebildet.

MODUL- UND INTEGRATIONSTEST

Plug & Work beginnt mit Modultests, wobei die ein-zelnen Hard- und Softwarekomponenten isoliertenFunktionsüberprüfungen unterzogen werden.Anschließend folgen Integrationstests, bei denen dasfehlerfreie Zusammenspiel der Module untersuchtwird. Statt wie üblicherweise hier die Vortests abzu-schließen und erst nach Errichtung und Fertigstellungder Anlage auf der Baustelle die Tests fortzuführen,gehen wir noch einen Schritt weiter. Das kompletteAutomationssystem wird in einem unserer Testfelderinstalliert und mit einem Simulationssystem verbun-den. Für das Simulationssystem werden die Konstruk-tionsmodelle der Anlage inklusive kinematischer unddynamischer Parameter des Anlagenverhaltens sowieder Sensoren auftragsspezifisch aufbereitet. So ent-steht ein computergestütztes Simulationsmodell, andem die Fahrweise und Prozessabläufe der Anlagegetestet 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 wirdas Automationssystem bereits im Vorfeld auf fehler-freie Abläufe und einwandfreie Bedienbarkeit ein.

Das Verfahren beschleunigt nachweislich den Start-up der Anlage, verkürzt die Inbetriebnahmezeitenund reduziert den Fehlerbehebungsaufwand vor Ort.Die mit dem Test einhergehenden Trainingsmöglich-keiten unter realitätsnahen Bedingungen erlaubeneine bestmögliche Vorbereitung der Bediener unddes Wartungspersonals auf ihre späteren Aufgabenan den Anlagen.

TRAINING

Intensives Training des Kundenpersonals mit denneuen, komplexen Systemen hat bei uns einen hohenStellenwert.

Zunächst werden die theoretischen Grundlagen imRahmen von "Classroom-Tranings" gelegt, in denentechnologisch versierte Mitarbeiter ihr Know-how anden Kunden weitergeben.

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

Schließlich erfolgt das On-Site-Training auf der Bau-stelle. Das Kundenpersonal wird von uns in die Inbe-triebnahme der Anlage eingebunden und dadurch inder Praxis mit den Systemen und dem Prozess ver-traut 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 zuermitteln und zu beseitigen.

Kundenschulungim Testfeld.

Test mit dem originalEquipment.

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MODERNISIERUNGS-KONZEPTEMODERNISIERUNGS-KONZEPTE

SMS Siemag hat ein produktionssicherndes Konzeptfür Umbau- bzw. Modernisierungsmaßnahmen ent-wickelt, das gegenüber herkömmlichen Vorgehens-weisen den Anlagenbetreibern deutlich höhere Aus-fallsicherheit, kürzere Inbetriebnahmen, steilereHochlaufkurven und somit einen frühzeitigen Return-on-Investment sichert.

GRÜNDE FÜR

MODERNISIERUNGSPROJEKTE

Verbesserung der Produkteigenschaften Steigerung der Produktion/Produktivität Reduzierung der Produktionskosten Erhöhung der Verfügbarkeit Ablösung von Altsystemen

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

Integration neuer Prozesstechnologien Reproduzierbare Prozessabläufe Verbesserte Ergonomie und Sicherheitstechnik Austausch obsoleter Systeme Qualitätsnachweis der Produkteigenschaften mittelstechnologischer Größen im gesamten Prozess

VORGEHENSWEISE

Die wesentlichen Schritte bei einer Modernisierungsind: Bestandsaufnahme, Abstimmung der Anlagen-fahrweise, Planung der Umbauphasen, soweit sinn-voll ein Umschaltkonzept, Anlagentest, Wiederinbe-triebnahme und Optimierung.

BESTANDSAUFNAHME

Ein erster Projektschritt für eine erfolgreiche Moderni-sierung ist eine detaillierte Bestandsaufnahme desautomatisierungstechnischen Ist-Zustandes. Hier wird

die installierte Sensorik erfasst und auf ihre Wieder-verwendbarkeit überprüft. Dabei wird auch geklärt,wie neue Sensorik und Messtechnik installiert wer-den können. Von besonderer Bedeutung ist hierbei,dass die Ist-Aufnahme die gesamte relevante Ausrüs-tung der Elektrik und Automation und den komplettentechnologischen Prozessablauf betrachtet. Der zweitewesentliche Aspekt ist die Untersuchung und Festle-gung von Schnittstellen zu Automatisierungssyste-men und IT-Infrastrukturen, die bestehen bleiben sol-len. Die Ergebnisse der Ist-Aufnahme münden imWesentlichen in einer detaillierten Motoren- undKomponentenliste, einer technologischen Prozessbe-schreibung sowie in eine Dokumentation der Schnitt-stellen für jede Umbauphase.

ABSTIMMUNG DER

ANLAGENFAHRWEISE

An jeder Anlage haben sich über die Zeit gewachseneFahrweisen entwickelt. Diese SOP (Standard Opera-tional Procedures) werden von uns während der Ist-Aufnahme sorgfältig beachtet. Die SOP werden vorOrt mit der Bedien- und Wartungsmannschaft erarbei-tet und dokumentiert. Auf dieser Basis werden ggf.neue Fahrweisen entwickelt und abgestimmt.

PLANUNG DER UMBAUPHASEN

Gemeinsam mit dem Kunden werden die zeitlichenPhasen für die großen Umbauschritte Mechanik,Medien und Elektrik geplant. Durch die parallele Vorge-hensweise bei allen notwendigen Arbeitsvorgängenvor, während und nach den Produktionsstillständenwird eine möglichst kurze Stillstandszeit erreicht.Anhand vorher definierter Meilensteine wird der Ablaufeines jeden Stillstands durch kompetente Bauleiterverfolgt und gegebenenfalls umgeplant.

UMSCHALTKONZEPT

Das klassische 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 beikomplexen Schnittstellen und produktionskritischenAnlagenteilen wird von SMS Siemag daher meistensein Umschaltkonzept eingesetzt. Dies erlaubt, dassin mehreren geplanten Wartungsstillständen Teilfunk-tionen der neuen Automatisierung bereits vor dem

eigentlichen Umbaustillstand an der Anlage funktio-nal getestet werden können. Die elektronische Ver-sion des Umschaltkonzepts erlaubt auch den soge-nannten Mithörbetrieb. Dieser ermöglicht es,relevante Daten und Signale der bestehenden Auto-matisierung mit leistungsfähigen Aufzeichnungssys-temen zu erfassen und zu analysieren.

In besonders kritischen Fällen wird die Umschalt-technik so weit ausgebaut, dass der gesamte Anla-genbetrieb zwischen neuer und alter Automationohne wesentliche Produktionsunterbrechung umge-schaltet werden kann. Hierzu setzen wir unserbewährtes PIOS-Konzept ein. Die Entscheidung fürdas jeweilige Umschaltkonzept erarbeiten wirgemeinsam mit unseren Kunden unter der Berück-sichtigung aller wirtschaftlichen und technischenGesichtspunkte.

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 einerAnlage nach einem Umbau stellt den Höhepunkt desModernisierungsprojektes dar.

Dazu wird im Vorfeld eine sorgfältige Produktionspla-nung der Materialqualitäten und Abmessungen mitdem Kunden vorgenommen. Mithilfe der währenddes Mithörbetriebes aufgenommenen Daten sindunsere Prozessmodelle voroptimiert, so dass einemsofortigen Produktionsstart mit guter Produktqualitätnichts 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 besteht auch Potenzial für gemeinsameWeiterentwicklungen, die im Rahmen von Koopera-tionsverträgen erarbeitet werden können. Vieleerfolgreich durchgeführte Projekte bestätigen dieWirksamkeit unserer Modernisierungskonzepte.

Alt

PPS/L3

Prozessmodelle / L2

Prozessregelung / L1

Remote IO’s

Remote IO’sPIOS

Prozessmodelle / L2

Prozessregelung / L1

Neu

Umschaltkonzept zwischenAlt- und Neuautomation.

PIOS (Prozess IO Server) =„elektronischeKlemmleiste”

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SERVICESSERVICES

INBETRIEBNAHME

Bereits während des Plug & Work-Tests sind unsereerfahrenen Inbetriebnehmer im Testfeld präsent. Siebereiten sich auf die sukzessive Übernahme der Ver-antwortung vor. Mit der Prüfung des vollständigenLiefer- und Funktionsumfangs übernehmen sie zumAbschluss des Plug & Work-Tests die nun inbetrieb-nahmereife Automation für die Anlage.

Die Inbetriebnahme vor Ort gliedert sich im Wesent-lichen in die folgenden Abschnitte:

KaltinbetriebnahmeWarminbetriebnahmeOptimierung der Systeme während der ProduktionLeistungstests

Kaltinbetriebnahme

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

Warminbetriebnahme

Die Warminbetriebnahme beginnt mit dem Walzendes ersten Blechs. Bei der Warminbetriebnahmewerden alle mechanischen und elektrischen Funktio-nen unter Last getestet, um die Funktionsweise derSteuerungen 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 Service stehen wir unse-ren Kunden auch weiterhin mit unserem Fachwissenzur Verfügung. Speziell für die X-Pact®-Elektrik undAutomation von Anlagen bietet SMS Siemag mit demService-Portal SP/1 eine besondere Möglichkeit zurschnellen Störungsbeseitigung.

Schon während der Inbetriebnahme richten wir zuroptimalen Anlagenbetreuung ein Service-Portal ein,das eine stabile, geschützte Kommunikation zwischenzwei Netzwerken ermöglicht. Über dieses Portal grei-fen die Experten von SMS Siemag auf das Automa-tionssystem der Anlage zu, und unterstützen die Kun-den ohne Zeitverzögerung mit Ferndiagnosen undFernwartung weltweit.

VORTEILE DES SERVICE PORTALS

Rund 70 Prozent der Störungen lassen sich sofortbeheben. Alternativ erfolgt eine Eingrenzung der Stö-rung. Beispielsweise können fehlerhafte Bauteileonline ermittelt werden, eventuell deaktiviert unddann vor Ort durch den Servicetechniker ausge-tauscht werden.

DOKUMENTATION

Wir verwalten die gesamte Kundendokumentationeines Auftrages in einer detaillierten Excel-Liste. DieForm entspricht einem Inhaltsverzeichnis, das unserenKunden eine einfache und schnelle Übersicht über diegesamte Dokumentation gibt.

In dieser Liste sind alle Dokumente, wie z.B. Funk-tionsbeschreibungen, Stromlaufpläne, Betriebsanlei-tungen, zentral und strukturiert abgelegt. Alle Doku-mente, die während der gesamten Projektlaufzeitentstehen, werden integriert. Mit jeder Dokumenta-tionslieferung erhalten unsere Kunden den vollständi-gen aktuellen Stand in elektronischer Form.

Die Liste selbst enthält für jedes einzelne Dokumentalle notwendigen Informationen, wie z.B.: Dateifor-mat, Druckformat, Sprache, Version und Lebenszy-klus. Über einen zentralen Einstiegspunkt lässt sichdas entsprechende Dokument sehr schnell suchenund finden und kann über eine Verknüpfung direktgeöffnet werden. So findet der Anlagenbediener seineBedienhandbücher, der Wartungsmitarbeiter das Daten -blatt eines Sensors und der Programmierer die Soft-ware-Beschreibung der Automatisierung. Nach demProjektabschluss können die Kunden die Dokumenta-tion selbständig weiternutzen und neue Dokumentebzw. Dokumentversionen ablegen und verwalten.

TabellenbasierteDokumentenverwaltung.

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

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ELEKTRIK UND AUTOMATION FÜR ALLE ANLAGENVARIATIONEN ZURHERSTELLUNG VON BLECHEN

ELEKTRIK UND AUTOMATION FÜR ALLE ANLAGENVARIATIONEN ZURHERSTELLUNG VON BLECHEN

GROBBLECHWALZWERK

MIT EINEM GERÜST

GROBBLECHWALZWERK

MIT ZWEI GERÜSTEN

Bei unseren X-Pact®-Automationssystemen werdenComputertechnologien nach dem neuesten Standder Technik auf der Basis modernster echtzeitfähigerFeldbussysteme eingesetzt. Neben seiner hohenVerfügbarkeit bietet unser X-Pact®-Automationssys-tem eine ergonomisch ausgelegte Arbeitsumge-bung, die zur Verbesserung der Qualität im Produk-tionsprozess beiträgt.

Wir liefern auch die Energieversorgung und dieAntriebssysteme für alle Erzeugnisse von SMSSiemag. Durch die Verknüpfung unserer mechani-schen und elektrischen Konstruktionsabteilungensind wir in der Lage, die Antriebskonzepte fürunsere Walzwerke zu optimieren - vom Walzspaltüber die Getriebekonstruktion bis zur Auslegung der Frequenzumrichter und Motoren.

Durch die Automation von Anlagen mit Automations-systemen von SMS Siemag wird eine Verbesserungder Produktqualität und eine höhere Ausbringung beigleichzeitiger Senkung der Energie- und Personalkos-ten erzielt. Als Teil unseres Plug & Work-Konzeptsführen wir umfangreiche Integrationstests durch.Dadurch wird ein schnelles Hochfahren der Anlagensichergestellt.

KOMBINATION STECKEL / PLATE

ZUR ERZEUGUNG VON BÄNDERN

UND BLECHEN

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.”

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