Präzise Walzspaltregelung mit Positionssensoren

Die Metallverarbeitung ist kein einfacher Vorgang, da zum Schmelzen und Gießen eine beträchtliche Wärmemenge benötigt wird, um mit der Verarbeitung und dem Walzen fortzufahren. Danieli, ein führendes internationales italienisches Unternehmen in der Metallbranche, verkauft seine Anlagen in der ganzen Welt. Die breite Palette von Maschinen und Systemen, die speziell für die Metallindustrie entwickelt wurden, umfasst Walzwerke, die zur Verarbeitung von Metall und zur Herstellung von dünnen Schichten eingesetzt werden. Stefano Martinis, Danielis technischer Leiter, erklärt den Betrieb eines Walzwerks und den Einsatz von Positionssensoren von Temposonics zur Optimierung der Metallproduktion.

Das Produktangebot von Danieli umfasst Maschinen für alle Phasen des Produktionszyklus, von der Materialbehandlung bis zum fertigen Produkt. Die angebotenen Lösungen ermöglichen es der Metallindustrie auf der ganzen Welt, Erz in ein verkaufsfertiges Produkt umzuwandeln. Ein grundlegendes Element des Produktionsprozesses ist das Walzen (Kalt- oder Warmwalzen), bei dem das Material wiederholt durch Walzwerke geführt wird, bis die gewünschte Dicke erreicht ist. „Dieser
Schritt ist sehr wichtig, da er dem Metall die richtige Form verleiht. Das Herzstück der Walzwerktechnologie sind AGC-Zylinder, welche die Walzspaltregelung definieren. Dazu ist es unerlässlich, dass die Messgeräte sehr genau und zuverlässig sind.“ Er fährt fort: „Anfangs verwendeten wir zwei oder vier Inkrementalgeber für die Hauptzylinder des Walzwerks, um die Dicke des Metalls zu messen. Obwohl dieses System viele Vorteile hat, hat es auch einige Nachteile, wie z.B. die Notwendigkeit eines Referenzpunktes für die Messung. Aus diesem Grund begannen wir nach anderen Optionen zu suchen, wie z.B. einem absoluten Messsystem, um unseren Maschinenpark zu verbessern und die Zuverlässigkeit der Walzwerke zu erhöhen.“

Danieli hat sich für die proprietäre Technologie von Temposonics entschieden, die absolute Sensoren mit präzisen Positionsmessungen unter hohen Temperaturbedingungen und in besonders rauen Umgebungen (die Vibrationen ausgesetzt sind) bieten. Positionssensoren der R-Serie mit integrierter Elektronik erhöhen den Schutzgrad, indem sie die Installation und den möglichen Austausch erleichtern. „Uns war es wichtig, dass die Messumformer, zusätzlich zu PROFINET und EtherCAT^®,
einen SSI-Ausgang haben, damit sie direkt in unser automatisiertes Steuerungssystem HiPAC eingespeist werden können, so dass sowohl wir als auch unsere Kunden Daten und Informationen über den Zustand der Maschine erfassen können“, erklärt Martinis.

Industrie 4.0 für Walzwerke

Mit Danieli Automation - Digi&Met verfügt das Unternehmen über eine Abteilung, die sich vollständig den verschiedenen Aspekten der 4.0-Industrie widmet. Diese Abteilung spielt eine grundlegende Rolle für die anderen, da Daten und Informationen aus allen Sektoren gesammelt werden, um nicht nur die interne Produktion, sondern auch die Produkte selbst zu optimieren. Die Positionsaufnehmer der Temposonics® R-Serie V sind ein Schlüsselelement dieser Datensammlung.
„Wir kombinieren andere Daten aus den Walzwerken mit den Positionssignalen und zusätzlichen Informationen, die wir von den Sensoren in unserem automatisierten System sammeln. Wir sind dann in der Lage, eine zustandsabhängige Wartung von AGC-Zylindern durchzuführen und wichtige Informationen zu extrahieren, um vorbeugende Wartungszyklen zu organisieren. Dies ermöglicht den Anwendern eine größere Zuverlässigkeit und Effizienz, wodurch ungeplante Ausfallzeiten vermieden
und die Kosten gesenkt werden können.“

Ihre Bedeutung ergibt sich aus der Tatsache, dass die Walzwerke in Umgebungen mit schwierigen Bedingungen betrieben werden und ihr Betrieb nicht unterbrochen werden kann. Dies gilt auch für die Wandler. Die Sensoren der R-Serie V müssen präzise, qualitativ hochwertige Signale liefern, um die Bewegung der Zylinder zu unterstützen und eine genaue und kontinuierliche Messung des Abstands zwischen den Walzen zu ermöglichen. „Je nach Walzwerk sind zwei oder vier Temposonics Positionssensoren integriert, die ein Positionssignal und andere Informationen aus dem Inneren des Zylinders liefern. Dies, kombiniert mit der Vielfalt der Produktionsmengen, ermöglicht es uns, Walzwerke anzubieten, die die Bedürfnisse unserer Kunden ohne Kompromisse erfüllen“. Martinis fährt fort: „Als wir von inkrementalen Wandlern auf absolute Messsensoren umgestiegen sind, waren einige Kunden von dieser Wahl überrascht. Aber als sie mit eigenen Augen sahen, wie dies den Produktionsprozess verbesserte, erkannten sie alle, dass es eine ausgezeichnete Lösung war.“

Zwei Unternehmen auf dem Vormarsch

Danieli und Temposonics arbeiten seit mehreren Jahrzehnten bei verschiedenen Projekten zusammen. Die beiden Unternehmen kennen und schätzen sich gegenseitig. Wenn Temposonics einen neuen Sensor oder einen neuen Ausgang für anspruchsvolle Anwendungen entwickelt, arbeiten sie in der Beta-Testphase eng mit Danieli zusammen. Herr Martinis erklärt: „Vor einigen Jahren haben wir gemeinsam mit Temposonics an einigen Herausforderungen im Zusammenhang mit der Linearisierung an unseren Walzständen gearbeitet. Dank unseres gemeinsamen Wissens und der offenen Kultur, die wir teilen, konnten wir schnell eine Lösung finden.“

Diese Beziehung ist wechselseitig: Wenn Danieli ein neues Walzwerk aufbaut, greift das Unternehmen bei der Positionsmessung auf Temposonics zurück, um Tests zur Fehlerbehebung durchzuführen und zu überprüfen, wie präzise die Walzwerke arbeiten. „In einem einzelnen Stahlwerk gibt es vielleicht 50 bis 100 Positionssensoren, da wir über ein breites Produktportfolio für die Stahlproduktion verfügen. Sie können sich vorstellen, wie entscheidend es ist, dass diese integrierten Sensoren korrekt funktionieren und mit der Anlagenautomatisierung verbunden sind. Diese Fehlerbehebungstests, die wir in Zusammenarbeit mit Temposonics durchführen, geben uns also die Gewissheit, unseren Kunden zuverlässige Lösungen für die Stahlproduktion liefern zu können.“

Die beiden Unternehmen haben kürzlich bei der Einführung von EtherCAT^® für Walzwerke zusammengearbeitet. „Das war für uns ein sehr wichtiger, aber auch mutiger Schritt, da es sich dabei um einen echten Paradigmenwechsel für den Markt handelte. Der EtherCAT®-Ausgang spielt eine entscheidende Rolle in unserem Automatisierungssystem, und gemeinsam mit Temposonics haben wir daran gearbeitet, diese Technologie in unseren AGC-Zylindern zu implementieren. Einer der Gründe, warum wir diesen Schritt zuversichtlich gehen konnten, war, dass wir mit Temposonics einen zuverlässigen und innovativen Partner hatten, der uns auf diesem neuen Weg begleiten würde. Herr Martinis fasst zusammen: „Mit Blick auf die Zukunft kann ich sagen, dass unsere Zusammenarbeit im Laufe der Jahre gewachsen ist und dass wir diese enge Beziehung für zukünftige Projekte auf jeden Fall aufrechterhalten werden.“