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Prozessleitsystem für eine Elektrobandzurichtung

 

Die ThyssenKrupp Electrical Steel GmbH betreibt in Bochum eine vollautomatische Elektrobandzurichtung (EBZ). Elektroband wird u.a. zur Produktion von energieeffizienten Generatoren, Transformatoren und elektrischen Antrieben verwendet. Weiterhin dient es der Herstellung von Drosselspulen, Zündspulen und Stromzählern.

Die Produktionsanlage wird seit 1996 von einem zuverlässig funktionierendem Prozessleitsystem gesteuert. Allerdings erschweren die mittlerweile

veralteten Softwarestrukturen und fehlende Spezialisten die Wartung und Erweiterung des Systems. Aus diesem Grund wurde eine Modernisierung und Erneuerung des Prozessleitsystems durch die celano GmbH, mit Hilfe der celCAP-Architektur, durchgeführt.

Das Material für die EBZ wird in Coils angeliefert und in den Längszerteilanlagen, entsprechend der verschiedenen Kundenaufträge, in Elektrobandringe geschnitten. Der dadurch entstandene Schneidarm wird in die EBZ eingeschleust. Dort durchläuft das Material die verschiedenen Automationsbereiche. Die Ringe werden zunächst in kundenspezifische Pakete geplant, aus ihren Schneidarmen gelöst und zu neuen Transporteinheiten kommissioniert. Die Transporteinheit ist auftrags- und materialklassenrein und kann nachfolgend eingelagert oder zur Palettierung transportiert werden. Aus dem Hochregallager ist ein Transport zu den Inspektionslinien zur Reparatur möglich. Weiterhin ist von dort eine Auslagerung in Richtung Schmalbandausgang und Palettierung möglich. Abschließend erfolgt die Verpackung und kundenspezifische Etikettierung der Pakete. An allen Ausgängen wird das Material gewogen. Beim Verlassen der EBZ befinden sich die Ringe in verpackten, auftragsreinen Paketen entsprechend der Kundenrestriktionen.

 

Die mit Java erstellte Bedienoberfläche ermöglicht die Überwachung des Systems. Sie ist flexibel und leicht erweiterbar gehalten, um auch auf zukünftige Kundenwünsche reagieren zu können. Das manuelle Eingreifen in die verschiedenen Bereiche wird für den Bediener durch eine übersichtliche Darstellung und eine einfache Bedienbarkeit erleichtert.

Das Backend wurde mit C++ realisiert und besteht aus mehreren Prozessen, die auf einem virtualisierten Linux-Server laufen. Zur internen Entwicklung und Testphase wurde zusätzlich eine SPS-Simulation entwickelt. Die Inbetriebnahmephase des neuen Systems konnte größtenteils nur an Wochenenden durchgeführt werden, da eine Anpassung an die Produktionsplanung wichtig war. Somit musste auch ein schnelles, unkompliziertes Umschalten der Anwendungen möglich sein.

 

Für jeden Automationsbereich wurde ein eigener Prozess realisiert, der die spezifischen Aufgaben übernimmt. Dazu zählt u.a. die Steuerung aller Geräte in diesem Bereich sowie die Materialverfolgung und Verarbeitung von Anweisungen aus der Bedienoberfläche. Zusätzlich gibt es automationsbereichsübergreifende Prozesse für allgemeine Aufgaben, wie das Einschleusen von Material oder die Paketplanung.

Die Prozesse der Automationsbereiche verständigen sich jeweils mit der zuständigen SPS. Von der SPS werden Anlagen- und Gerätezustände sowie Störungen gemeldet. Im Gegenzug werden ihr beispielsweise Fahraufträge für die einzelnen Geräte gesendet. Interprozesskommunikation wird zur Verständigung zwischen den einzelnen Prozessen eingesetzt. Sie wird u.a. für automationsbereichsübergreifende Transporte benötigt.

Eine weitere Schnittstelle wurde zum bestehenden übergeordneten Shopfloor-System implementiert. Das Leitsystem empfängt damit sämtliche Auftrags- und Materialdaten. Umgekehrt werden wichtige Änderungen wie z.B. das Umbuchen auf einen anderen Kundenauftrag oder der Paketabschluss an Shopfloor gemeldet.

 

Die ThyssenKrupp Electrical Steel GmbH betreibt in Bochum eine vollautomatische Elektrobandzurichtung (EBZ). Elektroband wird u.a. zur Produktion von energieeffizienten Generatoren, Transformatoren und elektrischen Antrieben verwendet. Weiterhin dient es der Herstellung von Drosselspulen, Zündspulen und Stromzählern.