Das vollautomatisierte Werk

Das vollautomatische Stahlwerk

Umfassende Automatisierungskonzepte für ein gut koordiniertes Stahlwerk

Damit jede Produktionsanlage ihren Teil im Gesamtwerk der Metallproduktion übernehmen kann, muss sie im höchstmöglichen Ausmaß automatisiert, verfügbar und optimiert sein. Die technologischen Bereiche, die Ihre Anlage zu einem vollwertigen Bestandteil des metallurgischen Gesamtwerks machen, sind intelligente Sensoren, automatische Funktionen, cyber-physikalische Systeme, Zustandsüberwachung und Intralogistiklösungen. Die datenbasierte Unterstützung der Mitarbeiter spielt ebenfalls eine wichtige Rolle.

 

ASSET LIFE EXPERT (ALEX)

Primetals Technologies hat einen intelligenten digitalen Assistenten mit der Bezeichnung Asset Life Expert (ALEX) entwickelt, der die höchstmögliche Verfügbarkeit Ihres Stahlwerks und eine hervorragende Produktqualität sicherstellt.

Dabei fungiert ALEX als intelligentes, zentralisiertes Expertensystem. ALEX kann mit verschiedenen Zustandsüberwachungspaketen und anderen Datenquellen gekoppelt werden und darüber hinaus mit jedem mobilen Gerät verwendet werden. ALEX digitalisiert Know-how auf Basis der Betriebspraxis des Stahlwerks und beinhaltet umfangreiches Fachwissen von Primetals Technologies in den Bereichen Produktion und Metallurgie. ALEX leitet und unterstützt das Bedienpersonal und die Wartungstechniker; es bietet klare Statusberichte und intelligente Empfehlungen.

Merkmale:

  • Unterstützung: wertvolle Empfehlungen, Informationen und Antworten
  • Zuverlässigkeit: Einwürfe nur, wenn erforderlich
  • Intuitive Bedienung: Bereitstellung klarer Informationen über eine anwenderfreundliche Benutzeroberfläche
  • Flexibilität: Einbeziehung des Know-hows der Anwender
  • Kommunikation: standardisierte Schnittstellen zu anderen Systemen, z. B. ITR-Vibrationsanalysen oder Systeme von Drittanbietern
  • Skalierbarkeit: modulares Konzept, mit fortlaufender Entwicklung der Funktionalität durch Primetals Technologies

Vorteile:

  • Vorschläge für empfohlene Aktionen auf Basis fortgeschrittener Analysetechniken
  • Wissensmanagement mit Kombination der Stahlwerksbetriebspraxis des Stahlerzeugers mit dem Fachwissen von Primetals Technologies
  • Intuitive, moderne Visualisierung (webbasierte HTML5-Oberfläche) mit Online-Anlagenzustand und mobilem Zugriff
  • Schneller Dokumentzugriff durch Verknüpfung der Überwachungsfunktionen mit relevanten Dokumenten
  • Modulare, skalierbare und anpassbare Lösung, einschließlich individueller Expertendienste
  • Zentrales System für die Zustandsüberwachung Ihrer Anlagen
  • Zugang zu zahlreichen Zustandsüberwachungsbewertungspaketen von Primetals Technologies und anderen Datenquellen

ALEX ermöglicht es dem Bedienpersonal und den Wartungstechnikern, Daten und Alarmmeldungen von verschiedenen Sensoren in einem Stahlwerk effizient zu analysieren, die gewonnenen Erkenntnisse zu bewerten und angemessene Maßnahmen zu ergreifen, um den zuverlässigen und effizienten Betrieb des Stahlwerks sicherzustellen.

 

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Machen Sie Ihre Prozesse transparent

Intelligente Sensoren

Diese "intelligenten" Sensoren liefern wichtige Informationen über die Abläufe in der Produktion. Sie messen entweder direkt physikalische Werte oder verwenden bereits vorhandene Daten zur Berechnung zusätzlicher Informationen. Diese Informationen ermöglichen es, komplexe Automatikfunktionen, Prozessmodellen und eine Zustandsüberwachung zu realisieren. Insgesamt führen die von intelligenten Sensoren gewonnenen Daten zu mehr Transparenz über alle Produktionsschritte und machen es einfacher denn je, diejenigen Prozesse zu verbessern, die eine höhere Leistung erbringen könnten.

 

Fokus auf die wesentlichen Aufgaben

Automatische Funktionen

Repetitive, arbeitsintensives und gefährliche Arbeiten werden durch vollautomatische Mechatroniklösungen und Assistenzsysteme unterstützt. Diese Technologien geben Ihren Mitarbeitern die Möglichkeit, sich auf diejenigen Aufgaben zu konzentrieren, bei denen menschliche Interaktion tatsächlich unerlässlich ist.
 

Beispiel LiquiRob

Das Robotersystem LiquiRob wurde speziell entwickelt, um die Arbeitssicherheit und die Qualität der Messungen unter den rauen Bedingungen der Eisen- und Stahlindustrie zu verbessern. Es eignet sich hervorragend für die vielfältigen Arbeiten im Produktionsprozess.

LiquiRob ist ein hochflexibles Robotersystem, das den Herausforderungen einer Vielzahl von Aufgaben gerecht wird, die das Arbeiten mit Flüssigmetall erfordern. Das Robotersystem lässt sich ideal bei Anwendungen wie Elektrolichtbogenöfen und Stahlwerkskonvertern, in der Sekundärmetallurgie und bei Stranggießanlagen installieren. Vollautomatische Messungen und Verfahren erhöhen die Prozesssicherheit und Arbeitssicherheit sowie die Flexibilität, Produktivität und Produktqualität. Jeder Arbeitsschritt kann im Kontrollraum überwacht werden, wo sich das Bedienpersonal in sicherer Entfernung von Gefahrenquellen befindet.

 

Ihre Anlage und ihr „digitaler Zwilling“

Die Nachbildung eines realen Stahlwerks in einer virtuellen Version, die dann zum "digitalen Zwilling" der realen Anlage wird, ist ein wichtiges neues Werkzeug in der modellbasierten Prozesssteuerung der nächsten Generation. Der "digitale Zwilling" basiert sowohl auf der Modellierung als auch auf der Simulation der realen Anlage. Er kann sowohl online zur weiteren Optimierung der Produktionsanlage als auch offline zur Simulation und Entwicklung neuer Produktionsstrategien oder Produkte eingesetzt werden.

So können die Ingenieure umfangreiche Simulationen neuer Anlagen oder Parameteränderungen durchführen, bevor diese in die eigentlichen Anlagenprozesse eingeführt werden. Dies verhindert Unterbrechungen der laufenden Produktion, minimiert das Risiko unerwarteter Vorfälle und ermöglicht ein reibungsloseres Anfahren der Anlage. Mit Hilfe von vordefinierten Skriptdateien können unterschiedliche Produktionsszenarien getestet und vergangene Ereignisse wiederholt werden. Der digitale Zwilling erlaubt auch Stresstests, um die langfristigen Auswirkungen von Modifikationen vorherzusagen. Und über optionale Verbindungen können Technologen gezielt Daten austauschen, um sich von den Experten von Primetals Technologies in Echtzeit beraten zu lassen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Offline-Umgebung es einfacher macht, die Bediener auf eine sichere Weise zu schulen.
 

Abb. 1 – Digitale Zwillinge schaffen eine sichere Umgebung für Tests und Analysen.
 

Fallstudien: Offline-Simulationen für höchste Brammenqualität

Am Standort Duisburg-Beeckerwerth in Deutschland betreibt thyssenkrupp Steel Europe zwei Brammenstranggießanlagen, die anhand aufwendiger Prozessmodelle von Primetals Technologies aufgerüstet wurden. Die Aufrüstung beinhaltete auch die Installation des Maintenance and Simulation System (MSS), das über eine „Digital-Twin“-Simulationsumgebung verfügt. Im Offline-Betrieb konnte das Dynacs 3D-Sekundärkühlungsmodell eine ungleichmäßige Spritzwasserverteilung in zwei Kühlzonen des Strangs erkennen. Im MSS durchgeführte Simulationen mit neuen Düsentypen versprachen signifikante Verbesserungen, die kurz darauf, als die Änderungen in der Produktion eingeführt wurden, in Form einer überlegenen Brammenoberflächenqualität tatsächlich eintraten.

INTELLIGENTE INTRALOGISTIKLÖSUNGEN FÜR GESTEIGERTE RENTABILITÄT

Geringere Kosten, reduzierte Inventarbestände und verbesserte Leistung durch Einbeziehung integrierter Lösungen in Intralogistikprozesse.

Mit dem zunehmenden Druck, die Flexibilität, die Produktivität und die Qualität des erzeugten Stahls zu optimieren, werden digitalisierte, vorhersagbare und optimierte Intralogistikprozesse immer wichtiger. Daher bietet Primetals Technologies Lösungen auf der Basis aller wichtigen Intralogistikprozesse in einem Stahlwerk an; dies ermöglicht effizientere Material- und Güterströme, minimierte Produktionspuffer, besser prognostizierbare Intralogistikprozesse, gesteigerte Produktionsmengen und eine größere Gesamtrentabilität.

Offline-Simulator

Das gesamte Spektrum der Betriebsabläufe kann mit Software präzise gespiegelt und simuliert werden, um Engpässe und Wartezeiten zu ermitteln und die Produktivität zu steigern. Der Anlagenaufbau, die Produktionskapazität, der Materialfluss und der Endprodukt-Mix sind nur einige der Aspekte, die simuliert und analysiert werden können.

Produktionsmanagementsystem

Das Produktionsmanagementsystem (PMS) ermöglicht Metallerzeugern eine horizontale und vertikale Integration ihrer gesamten Geschäftsprozesse.

Zeitplansystem

Das Online-Heizzeitplansystem (Online Heat Scheduler, OHS) erlaubt die Planung der optimalen Strecke durch die Schmelzanlage auf Basis der gewünschten Gießsequenzen und der Neuzuweisung von Heizplanungen im Fall von Herabstufungen. Das Gießanlagen-Zeitplansystem (Caster Scheduler, CS) erstellt optimierte Gießzeitpläne für mehrere Gießanlagen und mehrere Stränge und passt den Schneideplan in Abhängigkeit von festgestellten Qualitätsproblemen an.

Vollautomatischer Rohmaterial-Transport

Der vollautomatische Rohmaterial-Transport ermöglicht einen vollständig automatisierten Schrottplatz mit deutlich verringertem Platzbedarf, minimalen Investitionskosten und maximierter Betriebssicherheit; gleichzeitig werden die im Schrotttransportbereich erforderlichen Mitarbeiter reduziert.

Lagerplatzmanagement, Transportsysteme und intelligente Fahrzeuge

Die Lagerplatzmanagement-Lösung von Primetals Technologies strafft die Intralogistik, minimiert die Inventarbestände, bietet eine hundertprozentige Lagerplatzidentifizierung und optimiert die Nutzung des verfügbaren Lagerplatzes. Des Weiteren bietet Primetals Technologies als Intralogistiklösungen alternativ angetriebene Fahrzeuge mit drahtloser Kommunikation, ohne Stromkabel und mit umfassenden Diagnosefunktionen, die leicht anpassbar sind und mit mehreren Fahrzeugen auf einem einzigen Gleis betrieben werden können. Die Lagerplatzmanagement-Lösung nutzt die vorhandenen Wechselstrommotoren in Kombination mit einer USV-Batterie. Darüber hinaus gewährleistet das modulare Coil-Shuttlesystem einen sicheren und schonenden Coil-Transport, eine hohe Zuverlässigkeit, eine maximale Coil-Abtransportfrequenz und minimale Wartungskosten.

Verfolgungssysteme

Automatisierte Intralogistikprozesse werden durch das Fortschrittliche Verfolgungssystem (Advanced Tracking System, ATS) unterstützt, das das Anlagenverhalten automatisch verfolgt, identifiziert, lokalisiert und aufzeichnet. Mit der Produktverfolgung (Product Tracking) können außerdem (halb-)fertige Produkte zusätzlich zu den Sprühsystemen mit alphanumerischen Symbolen durch RFID-Tags und/oder QR-Codesysteme identifiziert und verfolgt werden.

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