Weisang für Saarstahl: Messdatener­fassung, Visualisierung und Auswertung an einer Walzstraße

Bei der Walzstraße, deren Messdaten mit dem von uns implementierten System erfasst, ausgewertet und archiviert werden, handelt es sich um eine vieradrige Hochleistungs-Drahtstrasse (Kapazität: 1.000.000 t/Jahr).

Die Straße ist im Anfangsbereich (Glühofen) einadrig und spaltet sich im Verlauf zweimal auf, um in vier Adern zu enden. Auf der Walzstraße wird rund um die Uhr Drahtmaterial (5 -15 mm) hergestellt. Das Ausgangsmaterial - die Knüppel - wird im Straßenverlauf durch so genannte Walzblöcke auf den Solldurchmesser gebracht, am Ende per Laserdiameter vermessen und schließlich auf einer Kühlstrecke ringförmig abgelegt. Nach der Abkühlung wird das Material zu Ringen gebündelt und eingelagert.

Die Anlage verfügt über eine Materialflussverfolgung (MFV), die zusammen mit Fotodioden und Temperaturkameras eine auftragsbezogene Verfolgung der Knüppel durch die ganze Anlage ermöglicht. Entlang der Straße werden kontinuierlich Signale erfasst, z. B. Temperaturen, Wasserverbräuche, Wasserdrücke, Geschwindigkeiten etc.

An prozessrelevanten Stellen der Anlage, die sich über mehrere hundert Meter erstreckt, gibt es Leitstände, deren Personal u. a. anhand von lokal gemessen Daten die Anlage manuell steuert bzw. den Walzprozess reguliert oder auch im Störungsfall anhält.

Für das Erfassungs- und Auswertesystem ergaben sich folgende Anforderungen

• Erfassung von Messdaten von allen eingesetzten Systemen entlang der Walzstraße (MFV, Laserdiameter, Interbus)
• Bereitstellung der jeweils relevanten Messdaten an den einzelnen Leitständen nahezu in Echtzeit. Die Daten sollten in aufbereiteter Form (Diagramme, Werteanzeigen, Warnsymbole etc.) visualisiert werden, wobei die Visualisierung jederzeit anpassbar sein sollte.
• Auftragsbezogene Aggregation sämtlicher Messdaten mit Möglichkeit zur Auswertung, z. B. SPC.
• Archivierung der gesammelten Auftragsdaten über Jahre in einem Archiv das die Messdaten mehrerer Jahre vorhalten kann und jederzeit eine Auswertung ermöglicht.

Datenerfassung

Die Erfassung der an der Walzstraße anfallenden Daten gliedert sich in mehrere Teilaufgaben, die auf verschiedene Komponenten (Programme) verteilt sind. Im Einzelnen werden die folgenden Daten erfasst:

•  Interbus-Daten: Daten, die per Interbus entlang der gesamten Walzstraße erfasst werden. Die Erfassung erfolgt mit 10 Hz.
• MFV-Daten: Zur späteren Zuordnung der Messdaten zu Aufträgen werden die numerischen Daten um Ident- und Auftragsdaten ergänzt, die per Telegramm von der Materialflussverfolgung geschickt werden. Diese Daten fallen i. A. unregelmäßig an.

• Laserdiameter-Daten: Die Betriebssoftware der von der Fa. Zumbach gelieferten Laserdiametersysteme stellt eine Schnittstelle zur Verfügung, die es gestattet die dort gemessenen Daten zu "abonnieren" und zur weiteren Verwendung in der Ringspeicherdatenbank abzulegen.

Online-Visualisierung

Die Visualisierung der Daten erfolgt mit der Datenerfassungs- und Viualisierungssoftware DasyLab. Die Dasylab-Schaltbilder wurden je nach Anwendungsfall individuell gestaltet. Über ein spezielles DasyLab-Modul "Ringspeicherdaten empfangen" werden die benötigten Daten direkt vom HistoryBase Server abonniert, d. h. die Daten werden von der Ringspeicherdatenbank an das Modul geschickt sobald sie dort eintreffen. Das Empfangen-Modul wird in DasyLab ähnlich wie ein Messkartenmodul eingesetzt.

Auswertung der auftragsbezogenen Daten

Auf einem dedizierten Rechner (in der Systemabbildung als Auftragsarchivierung bezeichnet) läuft eine FlexPro-Installation mit einem speziell entwickelten Archivierungs-Plugin. Dieses Plugin führt in zyklischen Intervallen die Suche nach abgeschlossenen Knüppeln im Ringspeicher durch (ein Knüppel gilt als abgeschlossen wenn er die Straße vollständig durchlaufen hat). Die gefundenen Knüppel werden anhand ihrer Auftragskennung in eine FlexPro-Datenbank einsortiert. Nachdem ein Zyklus abgeschlossen wurde werden alle Aufträge, die im Zyklus um neue Knüppel ergänzt wurden, komprimiert und außerhalb der FlexPro-Datenbank in einem Dateiarchiv abgelegt, das im Netz freigegeben ist. Der Archivierungsvorgang wird mit der Aktualisierung des Index für die schnelle Suche im Auftragsarchiv beendet.

Die Auswertung selbst setzt auf dem von der Archivierung erzeugten Archiv auf. Berechtigte Personen haben über das LAN Dateizugriff auf das Auftragsarchiv und können mit einer FlexPro-Erweiterung zur Auftragsauswertung feste oder freie Analysen auf den archivierten Daten ausführen. Die einzelnen Analysen sind assistentengesteuert und beginnen immer mit der Auswahl der zu betrachtenden Daten, die in diversen Varianten praxisbezogen ausgewählt werden können. In der Folge werden die analysespezifischen Optionen gewählt. Nach Fertigstellung des Assistenten erfolgt die Einlagerung der benötigten Daten aus dem Auftragsarchiv in die FlexPro-Arbeitsdatenbank des jeweiligen Benutzers. Anschließend die gewünscht Analyse ausgeführt. Die nebenstehende Abbildung zeigt z. B. ein Ergebnisdokument für eine SPC-Analyse.