Automatisierung
Vollintegrierte Automatisierungskonzepte
Die Wärmebehandlung bildet eine Vielzahl von einzelnen Prozessen ab, welche je nach Komplexität oder Kundenwusch automatisiert werden können. Vor- und Nachgelagerte Prozesse, wie z.B. Werkstück-Prüfungen und NiO-Bauteil/Chargen-Management fordern eine mechanische und informationstechnische Verkettung von Anlagen. Eine sinnvolle automatisierte Kopplung der Prozesse bietet erhebliche Potentiale, zur Erhöhung der Auslastung, bei einer Minimierung der Betriebskosten.
AMS 2750 F und CQI-9
Diese Spezifikationen beschreiben die Anforderungen an die Pyrometrie (berührungsfreie Temperaturmessung) für Instrumente, welche bei der Wärmebehandlung metallischer Werkstoffe verwendet werden.
Ebenso werden detailliert Vorgehensweisen und Anforderungen bei der Durchführung von Prozessaudits beschrieben:
- Prüfungen der Systemgenauigkeit (SAT)
- Temperaturgleichmäßigkeit im Nutzraum (TUS)
- Kalibrierung der Messstrecke vom Thermoelement, über die Messleitung bis hin zum Regler
- Vorgaben bezüglich Mess- und Regeleinrichtungen (Instrumentierung)
- Dokumentation der Verifizierungszyklen
Die dokumentierte Rückverfolgbarkeit des Prüfverfahrens und der dabei verwendeten, zugelassenen Instrumente ist grundlegend, um sowohl das Wärmebehandlungsverfahren, als auch jede damit behandelte Charge, hinsichtlich der entsprechenden Norm zu verifizieren.
Wir unterstützen Sie bei der Umsetzung der Anforderungen, speziell durch die Integration von Dokumentations- und Prüfmechanismen in die Anlagensteuerung, um die Durchführung von Prozessaudits in der Wärmebehandlung zu erleichtern.
Chargenverfolgung
Volle Transparenz und eindeutiger Wärmebehandlungsnachweis, durch konsequente Erfassung, Aufzeichnung und Auswertung von Messdaten und Signalen.
Für eine zuverlässige Qualitätssicherung des Prozesses bzw. einzelner Chargen/Teile ist eine Bewertung und Archivierung aller relevanten Prozessgrößen erforderlich.
Rezeptverwaltung
Durch integrierte Rezeptverwaltung flexibel, sicher und effizient produzieren. Nicht jedes Bauteil ist gleich und fordert daher eine ganz individuelle Wärmebehandlung. So geht ein Produktwechsel häufig mit Rüstzeiten einher.
Um Fehler bei beim Umrüsten auszuschließen kann die Anlage, mit zuvor festgelegten bauteilbezogenen Produktionsrezepten, ausgestattet werden.
Zusätzlich können Rezeptumstellungen automatisiert und so Umrüstzeiten verkürzt werden, weil nicht der Bediener, sondern die Charge das Behandlungskonzept vorgibt.
Hybridöfen
Aus Kostengründen wurden vornehmlich Gas-Brenner-Systeme für die Befeuerung von Ofenanlagen verwendet. In Zeiten von stark schwankenden Gaspreisen kommt einmal mehr die Frage auf, ob die elektrische Beheizung mit Strom nicht die günstigere alternative darstellt.
Durch eine optimale Koppelung von Elektro- und Gas-Heizung in Zusammenarbeit mit einer intelligenten Heizungs-Regelung, kann ein Ofen ohne signifikante Temperaturschwankung, stufenlos zwischen den elektrischen und gasbeheizten Betrieb wechseln.
Ein Hybridofen so lange mit Gas betrieben, bis der Preis für 1 kWh Strom günstiger ist, dann wird zügig vom Gas- auf dem Strombetrieb umgestellt.
Durch Hybridöfen kann also die eigene Stromlast bedeutend gesteuert werden. Im Wechselspiel mit eigenen Stromerzeugungsanlagen und dynamischen Strompreisen kann die Ofenanlage betriebskostenoptimiert befeuert werden.
Standby & Wake-Up Konzepte
Bei Ofenanlagen machen die Kosten für Betriebsmedien, wie Gas und Strom, einen größten Teil der Betriebskosten aus. Neben dem automatischen Herunterfahren von Anlagen, oder Anlagenteilen, via Zeitsteuerung, können auch intelligente Programmfunktionen dafür sorgen, dass Anlagenteile in Abhängigkeit der momentanen Auslastung schrittweise heruntergefahren werden können.
Neben der zielgerichteten Abschaltung ist auch das automatische Anfahren von Anlagen hilfreich.
Kamerageführte Robotik
Bildgestützte Verfahren und Systeme, die für die Positionserkennung und Prüfung mit Industrierobotern eingesetzt werden, bergen ein riesiges Potential, um die Produktionseffizienz zu steigern oder die Kosten zu senken.
Aufgrund von Bauteil-Geometrien, oder der schlichten Produktvielfalt kann sich das Zusammenstellen von Chargen, welche im Ofen verarbeitet werden können, als sehr komplexe Herausforderung präsentieren. Durch geeignete Kamerasysteme mit intelligenter Analyseverfahren ist es möglich, die Bauteile eindeutig zu identifizieren, zu Greifen und in die jeweiligen Ofenroste zu chargieren.
Durch geordnetes Chargieren kann die Anlagenauslastung erhöht werden. Parallel hierzu können Bauteil und Chargendaten erstellt werden, wodurch der Materialfluss durch die Anlage transparent dargestellt und aufgezeichnet werden kann.
Bedienerfreie Fahrweise
Durch eine konsequente Erhöhung des Automatisierungsgrades sind Prozess- & Produktionsanlagen in der Lage weitgehend ohne menschliche Unterstützung betrieben zu werden. Durch zusätzliche und redundante Sicherheitssysteme und einer intelligenten Kopplung von mechanischen- und informationstechnischen Schnittstellen kann ein sicherer und störungsfreier Anlagenbetrieb, ohne Maschinenführer ermöglicht werden.
Die Anlage wird also in die Lage versetzt, über mehrere Schichten hinweg, vollkommen automatisch zu arbeiten. Hierdurch können die jährlichen Betriebsstunden erhöht werden. Dies führt bei bestandsanlagen logischerweise zur Erhöhung des Produktionsvolumens. Neuanlagen hingegen, könnte aufgrund der hohen Betriebsstunden kleiner skaliert werden.
Betriebsdatenerfassung
Die Effizienzsteigerung der eigenen Produktion ist von zentraler Bedeutung für eine nachhaltige Wettbewerbsfähigkeit. Die Erfassung von IST-Werten von Prozessen und Zuständen, bildet den Grundstein für eine Optimierung von Arbeits- und Fertigungsprozessen.
So können neben organisatorische Betriebsdaten, wie Auftragsdaten auch technische Betriebsdaten, wie Maschinendaten (Verbräuche, Stillstands- & Laufzeiten, Stückzahlen, Störungen) oder Prozessdaten (Qualitätsmerkmale, Prozessparameter, Bauteilinformationen) erfasst und weitergegeben werden.
Not-Strom-Konzepte USV
Nicht immer ist die Versorgungssicherheit von der Netzseite in ausreichender Qualität gegeben. Bereits kleine „Netzwischer“ können zu irregulären Betriebszuständen oder sogar zu kurzfristigen Ausfällen der Anlagen-Steuerung führen. Störungen müssen bewertet und beseitigt werden. Auch eine Wiederinbetriebnahme von Anlagenteilen oder von Sicherheits-Baugruppen kann erforderlich werden. Abgesehen vom zeitlich begrenzten / vorübergehenden Produktionsausfall und der Gefahr Produktionsgüter zu beschädigen, besteht die Möglichkeit, dass durch einen längeren irregulären Betrieb, Anlagenteile Schaden nehmen können.
Thermoprozessanlagen sind in der Regel energieintensive Anlagen. Die Produktion über USV ist daher in der Regel nicht wirtschaftlich und dient in erster Linie dazu, die Anlage zielgerichtet in einen sicheren Standby-Betrieb zu versetzten, oder Herunterzufahren.
Je nach Anlagenkomplexität und Energie-Versorgungssicherheit können wir Unterbrechungsfreie StromVersorgungen (USV) für die Anlagensteuerung und kritische Anlagenteile dimensionieren. Entsprechend der Anlagenfunktionen erarbeiten und implementieren wir Steuerungsprogramme die eine zielgerichtete und sichere Außerbetriebsetzung der Anlage ermöglichen.