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Mönchengladbach, 06. Mai 2020

Prozessoptimierung im Streckreduzierwalzwerk

Automation in der Nahtlosrohrherstellung – welches Potenzial wirklich dahintersteckt

Wenn es um Planung und Optimierung bei der Herstellung von Nahtlosrohren geht, hat das System CARTA® sich in über 30 Jahren am Markt einen Namen gemacht. Die Weiterentwicklung, CARTA®neo, vereint Erfahrung und modernste Automatisierungstechnik: Unregelmäßigkeiten in den Luppen werden ausgeglichen, Endenverluste reduziert und die Produktivität gesteigert.

Qualität steigern und Produktivität erhöhen

Die Nahtlosrohrherstellung erfolgt im Allgemeinen in drei wesentlichen Prozessschritten: Lochen, Strecken und Fertigwalzen. Im letzten Fertigungsschritt, im Streckreduzierwalzwerk (SRW), kann prozessbedingt die einlaufende Luppe Abweichungen in der Geometrie aufweisen. Zusätzlich führt der im SRW aufgebaute Zug zu verdickten Enden, die abgeschnitten werden müssen und so letztlich die Ausbringung reduzieren. Deshalb setzt CARTA®neo (Computer Aided Rolling Technology Application) genau an diesen Punkten an: Über gezielte Anpassungen der Motordrezahlen wird in den Prozess eingegriffen, der Zug präzise eingestellt und so das Rohr optimiert.       

Ein Beispiel für die Leistungsfähigkeit und kontinuierliche Verbesserung von CARTA® illustriert das Revamping eines CARTA® der 2. Generation auf ein CARTA® der 3. Generation in 2016. Hierbei konnten die Endenverluste nochmals um bis zu 30% reduziert und die Wandqualität der Nahtlosrohre signifikant gesteigert werden. Bei einem Stillstand von unter drei Tagen – parallel zu üblichen Wartungsarbeiten – ist das sowohl für die Ausbringung als auch die Qualität ein herausragendes Ergebnis.

CARTA® unterstützt Prozessingenieure und Bediener bei Nahtlosrohrherstellung

Die Kernaufgabe von CARTA® ist es, den Prozessingenieur bei der Planung und Optimierung des Walzprozesses im Nahtlosrohrwerk zu unterstützen und dem Bediener eine umfassende Kontrolle über den Walzprozess beim Streckreduzieren zu geben. Dazu werden dem Ingenieur Tools zur Verfügung gestellt, um Reduktionsreihen auszulegen, Walzenkalibrierungen zu erstellen sowie statische und dynamische Drehzahlen für die Walzungen festzulegen. Dem Bediener wiederum werden alle prozessrelevanten Daten angezeigt und die Möglichkeit gegeben, direkt Einfluss auf den laufenden Prozess auszuüben. Die im Walzprozess von CARTA® aufgezeichneten Daten werden wiederum für den Ingenieur aufbereitet, damit dieser die Planung optimieren kann. So kann die Qualität und Ausbringung des SRW stetig verbessert werden. 

 

Neues Hardwarekonzept von CARTA®neo
Während der Schulung im SMS group Test Center erhält der Kunde alle notwendigen Bedieninformationen.

Mit der Erfahrung aus den letzten 3 Jahrzehnten wurde CARTA®neo als ein robustes und zuverlässiges System entwickelt, ausgelegt für einen langen Supportzeitraum und eine einfache Update- und Upgrade-Möglichkeit. Dafür wurde das Hardwarekonzept vollständig überarbeitet. Die Anwendungsserver profitieren von der dramatischen Leistungssteigerung moderner Hardware der letzten Jahre und können kompakter und effizienter ausgeführt werden. Bei der Echtzeit wird nun auf die über 30-jährige Erfahrung der Electrics and Automation Abteilung der SMS group zurückgegriffen und das X-Pact® Embedded System eingesetzt. Dieses ist nicht nur gut etabliert, sondern ermöglicht auch den Einsatz moderner Feldbusse (Profinet, Profibus oder Ethercat) und die Einbindung von PDA-Lösungen (zum Beispiel ibaPDA).

CARTA®neo: Läuft auf Windows, Linux, bei Hardwareausfall und browserunabhängig

Auch die Software wurde grundlegend überarbeitet: Die neue, modulare Architektur erlaubt einfache und inkrementelle Updates. Abhängigkeiten von Drittanbietern, die die Langzeitverfügbarkeit gefährden, wurden entfernt und durch moderne, offene Lösungen ersetzt. Folglich kann sowohl Windows als auch Linux als Betriebssystem eingesetzt werden.

Um die Zuverlässigkeit zu steigern, wird eine selbstreplizierende Datenbank eingesetzt, der Arbeitsspeicher synchronisiert und verschiedene Backup-Strategien unterstützt. Damit kann ein Hot-Standby realisiert werden. Das heißt, im Ernstfall wechselt der Produktivserver in unter 10 Sekunden – ohne Datenverlust.

Durch den Einsatz von Web-Technologien für die Benutzeroberfläche können beliebige PCs oder Tablets ohne Aufwand als Client eingebunden werden. Die Zugriffskontrolle wird individuell auf die Rollenverteilung beim Kunden angepasst und liefert jedem Benutzer nur die Daten und Optionen, die für ihn relevant sind. Das System erlaubt so ein zukunftsfähiges rollenbasiertes Arbeiten.

Probleme und Abweichungen beim Streckreduzieren werden sofort erkannt
Aufgeräumte Screens und optimierte Benutzerunterstützung reduzieren auch den Schulungs- und Personalaufwand beim Kunden.

Nicht nur die Technik wurde überarbeitet, sondern auch der gesamte Workflow modernisiert. Zum einen wurden alle Screens aufgeräumt – es werden nur noch die für eine Entscheidung notwendigen Informationen angezeigt. Zum anderen wird der Benutzer konsequenter von CARTA®neo unterstützt. Der Walzprozess beim Streckreduzieren wird kontinuierlich überwacht und Abweichungen und Probleme erkannt, gemeldet und zum Teil automatisch behoben.

Der Prozessingenieur erhält Zusammenfassungen über die Produktion und Hinweise auf Probleme und Optimierungsmöglichkeiten. Die Planung und Prozessoptimierung wurden zusammengelegt und neue Funktionen wie zum Beispiel die Walzprogrammgruppen eingeführt. Über diese müssen Walzungen nicht mehr individuell geplant werden, sondern es können für definierte Gruppen Rahmenvorgaben erstellt werden.

Das reduziert nicht nur die Anzahl der Walzungen, die geplant werden müssen, und damit den Arbeitsaufwand, sondern ermöglicht auch die gruppenweise Optimierung der Walzungen und damit eine bessere Nutzung und schnellere Adaption des Streckreduzierwalzwerks.