PRÄZISES KALTWALZENPRÄZISES KALTWALZEN Elektrik und Automation

FLACHWALZWERKE

SMS SIEMAG

INHALT

X-Pact® Elektrik und Automation 4

Moderne Hardware-Lösungen 6

Energieverteilung und Antriebssysteme 8

Level 1-Automation 10

Level 2-Automation 12

Level 3-Produktionsplanungs-Systeme 14

Sicherheitskonzept 16

Plug & Work 18

Modernisierungskonzepte 20

Services 22

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Elektrik und AutomationSMS SIEMAG

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ELEKTRIK UND AUTOMATIONELEKTRIK UND AUTOMATION für Kaltwalzwerke

Solche Erweiterungen sind nicht allein durch den Einsatzneu entwickelter Mechanik zu erzielen, sondern müssenauch in die Automatisierung integriert werden, um die Ver-besserung im Endprodukt auch tatsächlich zu erreichen.SMS Siemag bietet integrierte Modernisierungslösungen,die die technologische Verbesserung der Produktion unterallen Aspekten ermöglichen.

PROFESSIONELLER PARTNER

FÜR KALTWALZWERKE

SMS Siemag bietet für nahezu alle Produkte und ge -wünsch ten Kapazitäten Kaltwalzwerke an. Das Anlagen-portfolio umfasst Reversier-Gerüste, Konti-Tandem straßen,Dressiergerüste und Cluster-Gerüste. Das Produktspektrumreicht u.a. von Kohlenstoffstählen, Silizium-Stählen,Weiß blech, rostfreien Edelstählen bis hin zu Kupfer.

Unsere Fachleute der Elektrik, Automatisierung, Techno -logie und Mechanik arbeiten eng zusammen und sorgenfür eine exakte Abstimmung unserer Kaltwalzanlagen. So entstehen intelligente, marktorientierte Lösungen mithoher Produktivität und für hochqualitatives Kaltband.

GANZHEITLICHE

SYSTEMKOMPETENZ

Die Automatisierung von metallurgischen Anlagen istgeprägt von der Forderung nach einer hohen Anlagenver -fügbarkeit und steigenden Qualitätsansprüchen an dieEndprodukte. Um dem gerecht werden zu können, hatsich SMS Siemag bereits vor vielen Jahren entschieden,neben der Mechanik, den technologischen Regelungenund Prozessmodellen auch die gesamte Elektrik, Automa-tisierung und Antriebstechnik für ihre Anlagen anzubieten.Damit sind wir der „Generalunternehmer“ für unsere Kunden, der das Engineering, den Bau und die Inbetrieb-nahme einer Anlage vollständig aus einer Hand liefert.

Wir stellen sicher, dass alle Systemkomponenten auf ein -ander abgestimmt sind. Kurze Wege, direkte Ab sprachenund das gemeinsame Interesse aller beteiligten Bereicheschaffen dafür die besten Voraussetzungen.

UMFASSENDE

MODERNISIERUNGSKONZEPTE

Betreiber von hüttentechnischen Anlagen müssen ihre Produktionseinrichtungen ständig ergänzen und erneuern,um ihre führende Position durch exzellente Produktqualitäthalten zu können.

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Elektrik und AutomationSMS SIEMAG

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X-PACT®X-PACT®

Elektrik und Automation

Die automationstechnischen Systeme der SMS Siemagwerden unter dem Namen X-Pact® zusammengefasst.Dies gilt für alle Anlagentypen, vom Stahlwerk bis zur Gießanlage, vom Walzwerk bis zur Bandbehand-lungslinie. Bei X-Pact® für Kaltwalzwerke legen wirbesonderen Wert auf die hohe Wirtschaftlichkeit undTransparenz der regelungstechnischen Lösungen. X-Pact® umfasst die Ebenen der Automation vomLevel 0 bis zum Level 3. Durch ein hohes Maß anproduk torientierter Standardisierung konnten wir dieWett bewerbs fähigkeit unserer Elektrik- und Automa -tions lösungen erheblich verbessern.

In X-Pact® für Kaltwalzwerke ist unser spezielles Verfahrens-Know-how in einem System zusammen-gefasst, welches die prozesstechnischen Besonder-heiten berücksichtigt. Durch die Nähe von X-Pact®

zum Kaltwalzprozess und den damit verbundenenSteuerungen und Regelungen, konnte die Anwen -dungs software gezielt vereinfacht werden. Das hatden Vorteil, dass sich die Lösung mit einem reduzier-ten Aufwand feinoptimieren lässt. Für unsere Kundenliegt der Vorteil in einer Verschlankung der System-strukturen und einer damit einhergehenden größerenÜbersichtlichkeit der Systeme.

STUFENKONZEPT

Alle Systeme basieren auf einheitlichen Plattformen,die modular aufgebaut sind. Dabei wird aktuellenHard- und Software-Trends Rechnung getragen.Durch die weitgehende Trennung in verschiedeneEbenen (Basis-Module, Technologie-Module, anlagen-spezifische Module) muss nur dort angepasst undverändert 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, wer-den nur die Technologie-Module verändert. Projekt-spezifische Funktionen und Abläufe sind in denanlagenspezifischen Modulen platziert.

Stufenkonzept der verschiedenenModulebenen.

Durch diese Struktur wird sowohl die Reife undLebensdauer der Technologiemodule verbessert, alsauch beim Austausch von IT oder bei gerätegetriebe-nen Änderungen die Stabilität der anlagenspezifi-schen Module garantiert.

HOMOGENE SYSTEMUMGEBUNG

Für die Automatisierung von Walzanlagen gibt esgenerell die Unterscheidung in Fahr- und Ablaufsteu-erungen sowie die schnellen technologischen Pro-zessregelungen. Zusätzlich zu den materialbegleiten-den Ablaufsteuerungen gibt es Steuerungen für Hilfs- und Nebenaggregate, beispielsweise Hydraulik-stationen, Kühl- und Schmiersysteme, Walzöl- bzw.Emulsionsanlagen.

In X-Pact® für Kaltwalzwerke sind vorzugsweise alleRegelungs- und Steuerungsfunktionen auf einerHardwareplattform (X-Pact® Embedded) und in einergemeinsamen Programmierumgebung logi.CADzusammengefasst.

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. Umflexibel auf Kundenstandards oder spezielle Anfor -derungen, beispielsweise bei Modernisierungen, reagieren zu können, ist die Integration bestehenderSteuerungen problemlos möglich. So können auchandere Systeme, beispielsweise speicherprogram-mierbare Steuerungen (SPS), angeboten und einge-bunden werden.

EINFACHE SYSTEMPFLEGE

Durch die offene Systemarchitektur des X-Pact®-Systems wird auf proprietäre Lösungen verzichtet.Die Automatisierungssysteme werden vollständigunter logi.CAD auf der Basis der international gülti-gen Norm IEC61131-3 implementiert. Dies ist fürinternationale Projekte wichtig und stellt sicher, dassunsere Systeme auch von unseren Kunden gepflegt,gewartet und weiterentwickelt werden können. FürSystemingenieure 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).

FBD Funktion Block Diagramm.

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MODERNE HARDWARE-LÖSUNGENMODERNE HARDWARE-LÖSUNGEN

HARD- UND SOFTWAREPLATTFORM

Für unsere Level 1-Prozessregelungen (Echtzeit) nutzen wir hochmoderne Computertechnologien. Die ProBAS-Software wird für die graphische Programmierung und 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-Hardware -plattform für moderne, hoch entwickelte Steuerungenund technologische Regelungen im Kaltwalzbereich. X-Pact® Embedded basiert auf der modernen Core™-2-Duo-Technologie von Intel® und stellt für alle Appli -kationen die maximale Computerleistung bereit. Die X-Pact® Embedded-Hardware spart Platz im Schalt-schrank. Die Laufwerkseinschübe (DVD, HDD) sowiezwei Compact-Flash-Anschlüsse werden durch eineAbdeckung auf der Vorderseite des Geräts geschützt.

Die modulare Einschubtechnik erleichtert dem Bedie-ner das Umschalten zwischen den Laufwerken. AlleAnschlüsse und Schnittstellen liegen auf der Gehäuse-oberseite. Die Einbautiefe wird durch vorstehendeAnschlüsse nicht größer. Die Hardware lässt sichmodular erweitern und damit an die unterschiedlicheKomplexität unserer Anlagen anpassen. Die verschie-denen Größen der X-Pact® Embedded-Module miteinem, zwei oder mehreren Kartenanschlüssen (fürPCI/PCI ExpressKarten) sind für jede Einbausituationoptimal ausgelegt – eine perfekte Anordnung ohnejede Platzverschwendung im Schaltschrank.

Typische X-Pact® EmbeddedKonfiguration.

ETHERNETBASIERTE

FELDBUSSYSTEME

Das Automatisierungssystem X-Pact® von SMS Siemagunterstützt die neueste Technologie im Bereich derechtzeitfähigen Feldbussysteme. Gegenüber den klassi-schen Feldbussystemen bringt ein ethernetbasiertesSystem folgende Vorteile:

Eine deutliche Leistungsverbesserung Echtzeitfähigkeit für schnelle Prozessregelungen Umfangreiche Diagnosemöglichkeiten Große Verbreitung mit steigender Akzeptanz Schnittstellen zu klassischen Bussystemen

Neben den genannten Vorteilen führt der Einsatz dieserTechnologie auch zu einer erheblichen Reduzierung desAufwands im Hardware-Engineering, da nun erstmalsauch Signale für die hochdynamischen Aktoren/Senso-ren über dezentrale Peripherie maschinennah einge-sammelt werden können. Hierdurch entfallen einebeträchtliche Anzahl von einzelnen Kabeln und die ent-sprechende Anpassung der Prozesssignale. Die tech -nologischen Regelsysteme von SMS Siemag nutzenEtherCAT® (Firma Beckhoff) als echtzeitfähigen Feldbus.Durch die Nutzung dieser neuen Technologie setzen wir ein modernes, leistungsfähiges und echtzeitfähigesKommunikationsmedium für unsere Automations -systeme ein. Die flexiblen Baumstrukturen machen das Netzwerk jederzeit beliebig erweiterbar.

X-Pact® Embedded

E-Raum

CPU

Pro!

bus

Echtzeit-EthernetPro!bus

Fern-E/A-Kästen

Ventil Zylinder Sensor Antriebe & E/A

Feld

DEZENTRALE

SYSTEMARCHITEKTUR:

Einfache CPU-Systeme (CPCI)Nur Energieversorgung und Netz-werk sind mit dem Feldbereich verbundenEchtzeit-Ethernet als schnellerFeldbusWeniger aufwendiges Signal- undHW-EngineeringStark reduzierte Komplexität

Eine steigende Anzahl Lieferanten unterstützt Geräte mit schneller Ethernet-Schnittstelle, wie z.B. dieneue Ventilbaureihe von MOOG, Stellungsgeber von Heidenhain

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ENERGIEVERTEILUNG und ANTRIEBSSYSTEMEENERGIEVERTEILUNG und ANTRIEBSSYSTEME

Für Kaltwalzwerke liefert unser Geschäftsbereich Elektrik und Automation auch die Einrichtungen fürdie 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 Kaltwalzwerke. Hinzu kommen Konstant-antriebe aller Leistungsstufen. Geringe Investitions-und Betriebskosten durch reduzierte Verlustleistungen,ein geringer Platzbedarf und wenig Wartung sind die Vorteile unserer Energieverteilung und Antriebs -systeme.

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 Stichplandaten auszuwerten. Einlaufbereich Walzgerüst.

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Antriebsseite eines Kaltwalzwerkes.

Das führt dazu, dass wir alle Komponenten, von derFreileitungseinspeisung bis zum mechanischen Stell-glied, optimal dimensionieren können.

ZUVERLÄSSIGE ANTRIEBSSYSTEME

Für die Auslegung der Antriebe, insbesondere beiMotorleistungen im Megawatt-Bereich, spielen vieleParameter eine wichtige Rolle. Die Konzepte fürdiese Mittelspannungsantriebe wurden in den letztenJahren mit namhaften Lieferanten erarbeitet undoptimiert.

Durch intelligente Schaltungen ist es möglich, dienetzseitige Oberwellenbelastung derart zu reduzie-ren, dass keine Filteranlage auf dieser Netzschieneerforderlich ist. Die Dimensionierung dieser Antriebs-

stränge (Mittelspannungsschalter, Stromrichtertrafo,Umrichter und Motor) erfolgt auf Basis der echtenProzessanforderungen, welche aus unseren mitge-lieferten Stichplänen ersichtlich sind. Mit einer opti-mierten Getriebeübersetzung der Antriebe sorgenwir dafür, dass wir unseren Kunden eine Anlage mitmöglichst hoher Flexibilität bei der Gestaltung derProduktionsprogramme bieten. Auch die antriebs -nahen technologischen Funktionen sind in der X-Pact® Prozessregelung realisiert, sodass dieSchnittstelle zu den Antrieben schlank und standar -disiert 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 Anforderun-gen an moderne Automationssysteme. Dieses setzteine einfache und doch leistungsfähige Grundlage vor-aus. Alle X-Pact® Kaltwalz-Systeme basieren auf dereinheitlichen X-Pact® Embedded Plattform mit ihremmodularen Aufbau. Dadurch lassen sie sich leicht andie unterschiedlichen Komplexitäten im Kaltbereichanpassen.

Unsere technologischen Regelungssysteme sind aus-gerichtet auf eine ausgezeichnete technologische undfunktionale Umsetzung der Zielwerte mittels hydrau -lischer und elektrischer Stellsysteme. Maximale Funk-tionsverfügbarkeit sowie ein hoher Grad an Prozess -ablaufautomation, gepaart mit leistungsfähigenService-Funktionen, sind die weiteren Maximen derLevel 1-Systeme. In enger Abstimmung mit der Kon-struktion werden zu jeder mechanischen Einrichtungpassende Software-Funktionsmodule entwickelt und in vielfältigen Einsätzen erprobt.

KONFIGURATION

DES REGELSYSTEMS

Das Level 1-System ist unterteilt in unterschiedlicheAutomationsfunktionen. Jede Funktion arbeitet autarkund ist elektrisch mit den entsprechenden Sensorenund Aktoren verbunden. Die Hauptfunktionen sind:

Master Controller Ablauf- und Hilfssteuerungen Antriebsregelungen Technologische Regelungen

Master Controller

Der Master Controller koordiniert den Walzprozess und den Informationsaustausch mit den am Prozessbeteiligten Automationssystemen, z.B. dem Level 2-System, dem Sicherheitssystem und den Level 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 Abwi-ckeln des Produktes beteiligt sind. Im Wesentlichensind dies die Hauptantriebe, die Antriebe der Auf- undAbhaspel sowie der Planheitsmess- und Umlenkrollen.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 einen stabilen Walzprozess, eine hohe Verfügbarkeit der Anlage und für eine perfekte Produkt-qualität hinsichtlich Dicken- und Planheitstoleranzensowie der Minimierung des Bandkantenabfalls.

Konfiguration des Regelsystems.

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DICKENREGELUNG

Um die gewünschte Zieldicke auf der Auslaufseite desWalzgerüstes zu erzielen, müssen die einlaufendenDickenfehler kompensiert werden. Dazu stehen nebendem Stellglied „Hydraulische Anstellung“ verschiede-ne Regelstrategien zur Verfügung:

Monitordickenregelung Vorwärtsdickenregelung Massenflussregelung

PLANHEITSREGELUNG

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

Arbeits- und Zwischenwalzenbiegung CVCplus® -Verschiebung der Arbeits- bzw.ZwischenwalzenSchwenken Vielzonen-Kühlung Exzenter-Anstellung (20-Rollen-Kaltwalzwerke)

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 allen mate-riallogistisch und technologisch relevanten Informa-tionen. 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 intensive Zusammenarbeit unserer Mitarbeitermit den Bedienmannschaften unserer Kundenerreicht. Dies wird wirksam unterstützt durch die Einbindung unserer Kunden in die Plug & Work-Tests.

Die technologischen Prozessmodelle bestimmen dieVoreinstellung der entsprechenden Stellgrößen (Wal-zenbiegung, Walzenverschiebung und Schwenken)sowie die zu erwartende Walzkraft und Banddicke.

Das Ziel ist es, schon beim Einfädeln ein planes Bandzu erhalten. Vorgegeben werden ebenfalls die zuge -hörigen Bandzüge und Walzgeschwindigkeiten. DieBerechnung zielt immer auf einen maximalen Produk-tionsdurchsatz unter Einhaltung der geforderten Pro-duktqualität. Dabei werden die Grenzen der Anlagesowie die aktuelle Anlagensituation, die Materialeigen-schaften wie auch die Produktabmessungen und dieTemperatur berücksichtigt.

Die Berechnungen für die Planheit sowie für den Stich-plan basieren auf mathematisch-physikalischen Model-len, sodass bei hinreichend bekannten Materialeigen-schaften auch für neue Produkte von Beginn an guteVorgabewerte errechnet werden können.

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LEVEL 2-AUTOMATIONLEVEL 2-AUTOMATION

HOHE PRODUKTIVITÄT

Bei der Steigerung der Ausbringungmoderner Kaltwalzwerke nimmt das X-Pact® Level 2-System eine Schlüssel-rolle ein. Die Verbesserung der Produkt-qualität, die Erhöhung der Produktivitätund Flexibilität in der Produktion sinddie Hauptaufgaben der auf mathema-tisch-physikalischen Prozessmodellenbasierenden Level 2-Systeme.

Im Rahmen der Qualitätssicherungmüssen Prozesskontrollsysteme nebenden Funktionen zur Prozessoptimierungauch die Produkt- und Produktionsda-tenerfassung der Anlage sicherstellen.Wie auch in den anderen Automations-ebenen sind die SMS Siemag Level 2-Systeme unabhängig von der eingesetz-ten Hardwarestruktur. Die einzelnenFunktionen können entweder verteiltauf mehreren Rechnern oder alle aufeinem entsprechend leistungsstarkenRechner laufen. Erreicht wird dies durchdie Nutzung einer CORBA basiertenAbstraktionsschicht, dem SMS SiemagCBS-Framework. Die Kommunikation zuden externen Systemen, beispielsweiseeinem anlagenübergreifenden Produk-tionsplanungssystem, ist als eigeneFunktionen ausgeführt, um eine hoheFlexibilität bezüglich der unterschied-lichen Anbindungen zu erhalten.

TECHNOLOGISCHE

PROZESSMODELLE

Für einen optimalen Walzprozess isteine gute Voreinstellung des Walz-spalts wichtig. Eine falsche Voreinstel-lung kann zu Produktionsverzögerungund größeren Abmaßlängen führen.

Module des Level 2-Systems.

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Ablauf der Stichplan und Setzwertberechnung.

Typischer Level 2-Bericht.

Unterschiede zwischen den berechneten Vorgabe -werten und den während des Walzprozesses gemes-senen Werten werden im Level 2-System durch Kurz- und Langzeit adaptionsfunktionen schrittweiseausgeglichen.

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 Plausibili-tätsprüfungen für den Produktionsablauf und die Vorga-be von produktspezifischen Werten für den Walz- undProduktionsprozess. Die relevanten Produktions- undProduktdaten werden in einer Datenbank gespeichertund können für Produktionsauswertungen, Qualitäts-und Produktberichte zur Verfügung gestellt werden.

PRODUKTIONSPLANUNGS-SYSTEMEPRODUKTIONSPLANUNGS-SYSTEME

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Maximierung des Gesamtdurchsatzes für das Werk Planung und Minimierung von Lagerbeständen fürZwischenprodukte Einheitliche und anlagenübergreifende Produktverfolgung Zusammenfassende Qualitätskontrolle bis zur endgültigen Qualitätsfreigabe Erhöhung der Liefertermintreue

FERTIGUNGSAUFTRÄGE

Kundenaufträge werden in technisch ausführbare Fertigungsaufträge umgesetzt. Auf Basis der Bestell-spezifikation wird unter Verwendung eines umfang -reichen Regelwerks der Fertigungsauftrag für das Produkt 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 Probennahmen und Testvorschriften

Eine große Produktvielfalt in bester Qualität in kürzes-ten Lieferzeiten zur Verfügung zu stellen, macht einedetaillierte Planung des Produktionsprozesses erforder-lich. Zudem muss eine Verbindung mit den Produk-tionssystemen von Lieferanten und Kunden bestehen,um möglichst schnell auf Änderungen reagieren zukönnen.

Die Entwicklung geht hin zum „Real Time Enterprise“(RTE), bei dem diese Änderungen in Echtzeit geprüftund berücksichtigt werden.

Dem gegenüber stehen die technischen und technolo-gischen Restriktionen der Anlagen, die bei der Pro-grammplanung beachtet werden müssen. In der Kon-sequenz entsteht die Forderung nach umfassendenProduktionsplanungssystemen.

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.

Kontinuierliche Beize

CCM Kaltwalzwerk

Hauben-glühöfen

Dressiergerüst

Umwickellinie

Verpackungslinie

Kunde

KaltgewalztesBand

ManuelleVerpackung

Manuelle Verpackung

GebeiztesWarmband

Kunde

Kunde

Dressiertes,verpacktesKaltband

Verpackungslinie

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DAS FABRIKMODELL

Ein einheitliches, alle Bereiche umfassendes Planungs-system basiert auf der Grundlage eines Fabrikmodels.Die Umsetzung des Fabrikmodels im Planungssystemerfolgt in Form einer elektronischen Plantafel.

PRODUKTIONSPLANUNG

Die Kapazitäts- und Terminplanung ermittelt für alleFertigungsaufträge die terminliche Machbarkeit. Dabeiwerden alle Anlagen des Werkes sowie auch Anlagen-alternativen berücksichtigt. Daraus folgt die Reihenfol-geplanung für die einzelnen Anlagen sowie die Einpla-nung des verfügbaren Einsatzmaterials für dieeinzelnen Fertigungsaufträge.

Materialfluss im Kaltwalzwerk.

QUALITÄTSVERFOLGUNG

Durch den Datenaustausch mit den verschiedenenLevel 2-Systemen der Gesamtanlage ist das Level 3-System jederzeit über die einzelnen Produktionsschrit-te 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 und Umwelt.Für einen sicheren Betrieb unserer Produkte ist einekoordinierte Vorgehensweise bei der Planung und Konstruktion der Maschinen und Anlagen unbedingteVoraussetzung. Gemeinsam erstellen Mechanik undElektrik die wichtigsten Bestandteile des Sicherheits-konzepts:

Das Gefahrenbereichslayout Die Risikobeurteilung Die 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 werdendie möglichen Gefahren in einer Anlage erfasst, beur-teilt und erforderliche Maßnahmen beschrieben. Fürjede Anlage wird ein detailliertes Not-Halt-Konzeptfestgelegt.

Gemeinsam mit unseren Kunden haben wir eine pra-xisgerechte Lösung erarbeitet, bei der die sicherheits-gerichteten Steuerungsfunktionen getrennt von denMaschinensteuerungen ausgeführt werden und die diezahlreichen Gesetze und Vorschriften berücksichtigt.Durch diese Maßnahme vermindern sich der Test-undDokumentations- sowie der Inbetriebnahmeaufwand.Bereits beim Plug & Work-Test werden die sicherheits-gerichteten Steuerungsfunktionen ausgiebig getestet.

Gefahrenbereichslayout.

Überwachung einesGefahrenbereichs.

Maschinensicherheit.

Trennung von Sicherheitsfunktionenund Steuerungsfunktionen.

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PLUG & WORKPLUG & WORK

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. Aufgrund 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 unseremSimulationssystem im Rahmen von Plug & Work abge-bildet.

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 Simulations -system werden die kundenspezifischen Konstruktions-modelle der Anlage inklusive kinematischer und dynamischer Parameter des Anlagenverhaltens sowieder Sensoren aufbereitet. So entsteht ein rechnerge-stütztes Simulationsmodell, an dem die Fahrweise undProzessabläufe 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 des Personals mit den neuen, komplexen Systemen hat bei uns hohen Stellenwert.

Zunächst werden die theoretischen Grundlagen im Rahmen von „Classroom-Trainings“ gelegt, in denentechnologisch versierte Mitarbeiter ihr Know-how anden Kunden weitergeben. Ausführliche Schulungsunter-lagen werden dabei mit an die Hand gegeben und stel-len sicher, dass auch später noch einmal nachgeschautwerden kann, wie etwas funktioniert.

Für die in unseren Automationssystemen integriertenMesssysteme sehen wir eine zusätzliche Einweisungin die Bedienung und Wartung durch das Fachpersonaldes jeweiligen Herstellers vor. Ausgestattet mit denGrundlagen führen wir das Bedienertraining im Rah-men von Plug & Work weiter.

Schließlich erfolgt das On-Site-Training auf der Bau -stelle. Das Kundenpersonal wird von uns konsequentin die Inbetriebnahme der Anlage mit eingebunden und wird dadurch auch in der Praxis mit den Systemenund 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 Auftre-ten von Störungen gezielt deren Ursachen aufzuspürenund zu beseitigen.

Bedienerschulung.

Alt

PPS/L3

Prozessmodelle / L2

Prozessregelung / L1

Remote IO’s

Remote IO’sPIOS

Prozessmodelle / L2

Prozessregelung / L1

Neu

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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 Ausfallsicherheit, 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

Die Modernisierungskonzepte der 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, Anlagentest,Umschaltkonzept, Wiederinbetriebnahme und Opti -mierung.

BESTANDSAUFNAHME

Ein erster Projektschritt für eine erfolgreiche Moder -nisierung ist eine detaillierte Bestandsaufnahme desautomatisierungstechnischen Ist-Zustandes.

Hier wird die installierte Sensorik erfasst und auf ihreWiederverwendbarkeit überprüft. Dabei wird auchgeklärt, wie neue Sensorik und Messtechnik installiertwerden können.

Von besonderer Bedeutung ist hier, dass die Ist-Auf-nahme die gesamte relevante Ausrüstung der Elektrikund Automation und den kompletten technologischenProzessablauf betrachtet. Der zweite wesentlicheAspekt ist die Untersuchung und Festlegung vonSchnittstellen zu Automatisierungssystemen und IT-Infrastrukturen, die bestehen bleiben sollen. Die Ergeb-nisse der Ist-Aufnahme münden im Wesentlichen ineiner Motoren- und Komponentenliste, einer technolo-gischen Prozessbeschreibung sowie in eine Dokumen-tation der Schnittstellen für jede Umbauphase.

ABSTIMMUNG DER

ANLAGENFAHRWEISE

An jeder Anlage haben sich über die Zeit gewachseneFahrweisen entwickelt. Diese SOP (Standard Operatio-nal Procedures) müssen während der Ist-Aufnahmesorgfältig untersucht werden. Die SOP werden vor Ortmit der Bedien- und Wartungsmannschaft erarbeitetund dokumentiert. Auf dieser Basis werden mit dentäglich an der Anlage arbeitenden Menschen dieneuen Fahrweisen entwickelt und abgestimmt.

PLANUNG DER UMBAUPHASEN

Mit dem Kunden werden die Phasen für die großenUmbauschritte Mechanik, Medien und Elektrik geplant.Die Planung der Umbauphasen wird vor den einzelnenUmbauschritten detailliert. Durch eine hohe Paralleli-sierung der notwendigen Arbeitsvorgänge vor, wäh-rend und nach den Produktionsstillständen wird einemöglichst kurze Stillstandszeit erreicht. Anhand vorherdefinierter Meilensteine wird der Ablauf eines jedenStillstands durch kompetent und vernetzt handelndeBauleiter verfolgt und gegebenenfalls 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 Auto -mation. Dabei werden im Umbaustillstand die Feld-signale von der alten auf die neue Automatisierunggelegt. In Wartungsstillständen vor dem Umbau kön-nen einzelne Funktionalitäten vorbereitend getestetwerden, das Umschwenken im Stillstand hat abereinen ultimativen Charakter, ein Rückbau auf die Alt-anlage ist mit 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 Umschaltkonzepts erlaubt auch densogenannten 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. Die Entscheidung für dasUmschaltkonzept wird mit dem Kunden unter derBerücksichtigung aller wirtschaftlichen und techni-schen Gesichtspunkte transparent 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 einerAnlage nach einem Umbau stellt den Höhepunkt desProjektes dar. Dazu wird im Vorfeld eine sorgfältigeProduktionsplanung der Materialqualitäten undAbmessungen mit dem Kunden vorgenommen. Mithilfe der während des Mithörbetriebes aufgenom-menen Daten sind unsere Prozessmodelle bereitsvoroptimiert, sodass einem sofortigen Produktions-start mit verkaufbarer Produktqualität 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 Potenzial fürgemeinsame Weiterentwicklungen, die im Rahmenvon Kooperationsverträgen erarbeitet werden. Zahl-reiche erfolgreich durchgeführte Projekte bestätigendie Wirksamkeit unserer Modernisierungskonzepte.

Umschaltkonzept zwischenAlt- und Neuautomation.

PIOS (Prozess IO Server) =„elektronischeKlemmleiste”

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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. DieInbetriebnahme vor Ort gliedert sich im Wesent-lichen in die folgenden Abschnitte:

Kaltinbetriebnahme Warminbetriebnahme Optimierung der Systeme während der Produktion Leistungstests

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 Walzen des ersten Bands. In dieser Phase werden alle mecha-nischen und elektrischen Funktionen unter Last getes-tet, um die Funktionsweise der Steuerungen undRegelungen 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 anhand einesTestprogramms vorgefahren.

AFTER SALES SERVICE

Im Rahmen des After Sales Services stehen wir unse-ren Kunden mit unserem Fachwissen jederzeit zur Ver-fügung. Speziell für die X-Pact® Elektrik und Automa-tion bietet SMS Siemag mit dem Service-Portal SP/1eine besondere Möglichkeit zur schnellen Störungs -beseitigung.

Schon während der Inbetriebnahme richten wir dasService-Portal zur optimalen Anlagenbetreuung ein undermöglichen so eine stabile, geschützte Kommunika-tion zwischen dem Kunden- und unserem eigenenNetzwerk. Über das Portal greifen die Experten vonSMS Siemag auf das Automationssystem der Anlagezu und unterstützen die Kunden ohne Zeitverzögerungmit Ferndiagnosen und Fernwartung weltweit und vonAnfang an.

Vorteile des Service-Portals

Rund 70 Prozent der an einer Anlage auftretenden Stö-rungen lassen sich sofort beheben. Alternativ erfolgteine Eingrenzung der Störung. Beispielsweise könnenfehlerhafte Bauteile online ermittelt werden, eventuelldeaktiviert und dann vor Ort durch den Servicetechni-ker ausgetauscht werden.

DOKUMENTATION

Zentrale, mitlaufende Verwaltung der

Projektdokumentation

Wir verwalten die gesamte Kundendokumentationeines Auftrages in einer MS Excel-basierten Liste. DieForm entspricht einem Inhaltsverzeichnis, das unserenKunden eine einfache und schnelle Übersicht über diegesamte Dokumentation gibt. In dieser Liste sind alleDokumente, z.B. Funktionsbeschreibungen, Stromlauf-pläne, Betriebsanleitungen, zentral und strukturiertabgelegt. Alle Dokumente, die während der gesamtenProjektlaufzeit entstehen, werden integriert. Mit jederDokumentationslieferung erhalten unsere Kunden denvollständigen aktuellen Stand in elektronischer Form.Die Liste selbst enthält für jedes einzelne Dokument

alle notwendigen Informationen, z.B.: Dateiformat,Druckformat, Sprache, Version und Lebenszyklus. Über einen zentralen Einstiegspunkt kann das entspre-chende Dokument sehr schnell gesucht und gefundenwerden und über eine Verknüpfung direkt geöffnetwerden. So findet der Anlagenbediener seine Bedien-handbücher, der Wartungsmitarbeiter das Datenblatteines Sensors und 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: Automation@sms-siemag.comInternet: 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.”