Das vollautomatisierte Werk

DIE VOLLAUTOMATISCHE ANLAGE

Umfassende Automationskonzepte für eine bewährte Ausrüstungs- und Anlagenkonfiguration

Damit jede Produktionseinrichtung ihren Beitrag zum Metals Orchestra leisten kann, muss sie bestimmte Voraussetzungen erfüllen; und zwar muss sie den höchstmöglichen Automatisierungsgrad in Kombination mit Optimierungsfunktionen und maximaler Anlagenverfügbarkeit aufweisen. Vier Technologiebereiche sind entscheidend dafür, dass Ihr Werk ein vollwertiges Mitglied im Metals Orchestra werden kann: Intelligente Sensoren, automatische Funktionen, cyber-physikalische Systeme und Zustandsüberwachung. Auch die datenbasierte Unterstützung der Belegschaft bei ihrem Tagesgeschäft ist ein wichtiger Faktor.

 

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.

Sie wissen, wie sich Ihre Anlage „fühlt“.

Zustandsüberwachung

Umfassende Informationen über den Zustand der Ausrüstung und die jeweiligen Prozesse ermöglichen eine vorausschauende Instandhaltung. Dies hilft, ungeplante Ausfälle zu vermeiden und die damit verbundenen, oft sehr hohen Kosten einzusparen. Die Anlagenverfügbarkeit wird drastisch verbessert und auch die Anlagenproduktivität deutlich gesteigert.

Primetals Technologies bietet unter dem Namen „BOX Concept“ ein intelligentes Zustandsüberwachungssystem an. Es integriert Informationen aus mehreren Anlagenebenen und ‑segmenten, die sowohl metallurgisches als auch automationstechnisches Know-how enthalten. Das BOX-Konzept bietet durch eine umfassende Analyse eine solide Basis für eine vorausschauende und proaktive Anlageninstandhaltung auf hohem Niveau.

Das BOX-Konzept ist eine der Schlüsseltechnologien für den Übergang zu Industrie 4.0. Es bietet Standards und Lösungen, die mit modernster Software und Hardware sowie mit Cloud-basierten Servern kompatibel sind. Es nutzt die Prinzipien des Edge Computing und ermöglicht so eine effiziente Anbindung an bestehende Automatisierungssysteme und überlagerte Funktionen wie das Computerized Maintenance Management System (CMMS) und Enterprise Resource Planning (ERP), während die räumliche Nähe zu den Maschinen erhalten bleibt.