AFC — Metaltehnomash Ltd.

 

 

 

Das automatische Planheitsregelsystem für Bänder ist eine wissensbasierte Regelungstechnologie, ohne die eine wettbewerbsfähige Herstellung von Walzerzeugnissen mit hoher Bandplanheit heute undenkbar ist.

Allgemeine Informationen zum System
Das erste einheimische AFC auf Basis des berührungslosen Planheitsmessgeräts IP-4M wurde im Rahmen des Modernisierungsprogramms beim Metallurgischen Kombinat Nowolipezk eingeführt.
Das AFC, das berührungslose Verfahren zur Messung der Planheit und Temperatur von Bändern nutzt, dient der automatischen Messung und Regelung der Bandplanheit an eingerüstigen und kontinuierlichen Kaltwalzstraßen sowie der Erfassung, Speicherung, Visualisierung und Aufzeichnung von Prozessinformationen.

An der Entwicklung des AFC waren folgende Organisationen beteiligt:

• Metaltehnomash Ltd. und das Institut für Eisenmetallurgie der NAW der Ukraine — Entwicklung des Projekts und des Gesamtsystems, einschließlich der Methoden zur Berechnung der Prozessparameter, der Datenerfassung, der Synthese und Optimierung der Stelleingriffe über Walzenbiegung und Walzenschwenkung im Dressiergerüst (realisiert in der Softwareumgebung CodeGear RAD Studio), Programmierung der HMI-Oberfläche (PC577 12 Key mit Software der Firma Siemens – Simatic WinCC flexible 2005 SP1) sowie der Archivierung der Prozessparameter und ihrer anschließenden Analyse (auf Basis von Microsoft-SQL-Server-Datenbanken);
• CJSC "Inkomet" — Entwicklung des Planheitsmessgeräts IP-4M samt Installationsprojekt, einschließlich des Softwarepakets DAC32WIP4 zur Verarbeitung der Daten von Fernseh- und Wärmebildkameras;
• OJSC "Chermetavtomatika" — Entwicklung des technischen Projekts und der Ausführungsplanung, einschließlich Gerätezusammensetzung und Anordnung, Anpassung der Schaltung der vorhandenen Ausrüstung, Aufschaltung der Signale des vorhandenen ACS auf die Steuerung Simatic S7 300, die im AFC eingesetzt wird. Organisation des Datenaustauschs zwischen der Steuerung Simatic S7 300 und dem OPC-Server;
• OJSC "NLMK" - Gesamtkoordination und Finanzierung des Projekts.

Allgemeine Funktionen des AFC

• Messung und Regelung der hydraulischen Biegung und der Walzkräfte getrennt für Antriebs- und Bedienseite (Schwenken);
• Visualisierung der Soll- und Ist-Querprofildiagramme der Bänder am Bedienermonitor;
• Eingabe und laufende Änderung des vom Bediener vorgegebenen Soll-Planheitsdiagramms der Bänder vom Steuerpult aus;
• Erfassung von Daten zur Bandplanheit und technologischen Informationen;
• Speicherung der erfassten Informationen für mindestens 1 Jahr;
• Visualisierung der Planheitsparameter in Form von Trends und Zahlenwerten unter Berücksichtigung der Abmessungen;
• Anzeige der vorhandenen Informationen über den Betrieb des AFC in Form von Diagrammen und Tabellen mit Bezug auf die Produktionseinheit (Losnummer, Coilnummer);
• Druck der gesammelten Daten in Form von Berichten, Diagrammen und Tabellen (Losnummer, Coilnummer) (die Berichtsform wird in der Phase der Ausführungsplanung zwischen Auftraggeber und Entwickler abgestimmt);
• statistische Auswertung der technologischen Informationen (Bestimmung von Min., Max., Mittelwert und weiteren Parametern);
• Übertragung der integralen Planheitskennwerte der Bänder mit Bezug auf Losnummer und Coilnummer über ein mit dem Auftraggeber abgestimmtes Austauschprotokoll.

Software und Hardware
Die Software umfasst Systemsoftware auf Windows-Basis sowie einen Komplex von System-, Anwendungs- und Spezialprogrammen, die die Systemfunktionen realisieren. Die Spezialsoftware besteht aus einem Steuerprogramm und vier Subsystemen, die dessen Betrieb sicherstellen.
1. Subsystem – Messung von Planheit und Temperatur mit dem IP-4M. Die Messergebnisse werden über den DIM-Server an das Steuerprogramm zur Verarbeitung übertragen.
2. Subsystem – Steuerungssystem der Controller. Dieses System stellt die Verbindung des AFC mit dem vorhandenen ACS her.
3. Subsystem – Visualisierungssystem. Ermöglicht dem Bediener die Kontrolle der Band- und Prozessparameter des Dressierens.
4. Subsystem – Archivierungssystem. Dieses System speichert alle Prozessparameter, die im AFC verwendet werden.
Zusätzlich nutzt das AFC die Client-Anwendungen AnalyseClient, FlatResult und Web-report – Schichtbericht. Die Client-Anwendungen sind auf entfernten PC im Unternehmensnetz installiert und dienen der Analyse der Ergebnisse sowie der Prozessparameter des Dressierens.

Zur Messausrüstung gehören: Arbeitsplatzrechner, Server, Datenbank, Bedienpanel (auf Windows-Basis), die Steuerung Siemens S7-300, das Planheits- und Temperaturmessgerät IP-4M (Arbeitsplatzrechner, Videokamera, Wärmebildkamera), Schaltschränke, Kabel usw.

Blockschaltbild der Hardware des AFC

Beispiele für den Betrieb des AFC
Auslaufseite des Dressiergerüsts mit installiertem optoelektronischem System IP-4M zur Messung von Bandplanheit und -temperatur

Beispiel für Oberflächenfenster der Subsysteme und Client-Anwendungen im Steuerprogramm des AFC

Wesentliche Ergebnisse des Einsatzes des AFC
Die Untersuchungen wurden über 2 Monate (April–Mai 2009) während der Garantieprüfungen des AFC durchgeführt. Die Auswertung der Daten zum Betrieb des AFC im April–Mai 2009 zeigte eindeutig seine positive Wirkung auf die Planheit der Erzeugnisse. Zu verschiedenen Zeiten und bei unterschiedlichen Sortimenten dressierter Bänder lag die Verbesserung der Planheit, ausgedrückt als Mittelwert der Amplitude der Planheitsabweichung (Wellenhöhe), bei 10..30 %. Die systematische positive Wirkung des Systems führte zu einem Rückgang des Ausschusses wegen mangelnder Planheit des Fertigprodukts.
Ende Mai wurde das System vom Auftraggeber abgenommen.