Digitale Mehrwerte im Anlagenbau

Prozessleitsystem für die Großrohrfertigung

Mit digitalen Mehrwerten für seine Spiralrohranlagen will sich Maschinen- und Anlagenbauer Schuler vom Wettbewerb absetzen. Eine der jüngsten Innovationen ist das eigene Prozessleitsystem Pipe ID 4.0, was einen robusteren und kostengünstigeren Betrieb der Anlagen sicherstellen soll.

Bis zu 50 Bediener-Terminals geben einen Überblick des Produktionsprozesses (3 und 4) und der einzelnen Arbeitsstationen (5). (Bild: Schuler AG)

Bis zu 50 Bediener-Terminals geben einen Überblick des Produktionsprozesses (3 und 4) und der einzelnen Arbeitsstationen (5). (Bild: Schuler AG)

U m einen optimierten Betrieb der produzierten Spiralrohranlagen zu ermöglichen, hat der weltweit agierende Maschinenbauer Schuler das Prozessleitsystem Pipe ID 4.0 vorgestellt. Mit der digitalen Lösung sollen die eigenen Anlagen Großrohre stabiler und sicherer fertigen als zuvor. Pipe ID 4.0 arbeitet als weitreichendes Prozessleitsystem quasi in Echtzeit und bietet dabei zum Beispiel Funktionen zur Rückverfolgung hergestellter Rohre (Track&Trace), eine Überwachung der Gesamtanlageneffektivität (Overall Equipment Efficiency, OEE), eine Zustandsüberwachung sowie Diagnose und Energiekontrolle. Schuler hat die Maschinenüberwachung bereits in anderen Produktionslinien implementiert, z.B. für die Herstellung von Eisenbahnrädern. Zu den erfassten Produktionsdaten zählen alle geplanten und ungeplanten Stillstände einschließlich ihrer Ursachen, Fehlermeldungen, dem Soll-/Ist-Vergleich und der Qualität der Teile. Auf diese Weise erhalten die Systembetreiber eine Grundlage für die Berechnung der OEE. Die permanente Protokollierung der Parameter ermöglicht auch die zyklusgenaue Reaktion in Echtzeit. Mit der Zustandsüberwachung lässt sich das System in regelmäßigen Abständen auf Beschädigung und Verschleiß überprüfen. Durch die Diagnosemöglichkeiten des Prozessleitsystems können viele Fehler erheblich schneller analysiert werden als zuvor.

Bis zu 50 Bediener-Terminals geben einen Überblick des Produktionsprozesses (3 und 4) und der einzelnen Arbeitsstationen (5). (Bild: Schuler AG)

Bis zu 50 Bediener-Terminals geben einen Überblick des Produktionsprozesses (3 und 4) und der einzelnen Arbeitsstationen (5). (Bild: Schuler AG)

Digitale Standards unterstützt

Bei Großrohren kommt der Produktdatenerfassung eine besondere Bedeutung zu, wenn es darum geht, die Rohre mit hochwertigen Stählen (X100) gemäß der geforderten Normen – wie API5L – hinsichtlich Abmessungsqualität oder Schweißqualität mit Ultraschall, hydrostatischen Tests und durch Röntgen zu prüfen. Schuler bietet Anlagenbetreibern die Möglichkeit, analoge Röntgensysteme auf neue digitale Standards umzurüsten, sodass diese in Pipe ID 4.0 integriert werden können. Zum Lieferumfang gehört auch eine Server-Station, welche die Ergebnisse dieser Tests sowie alle anderen Maschinenparameter speichert. Über ans Netzwerk angeschlossene Etikettendrucker, Farbmarkierer und QR- sowie Barcode-Scanner können Rohre in der Anlage überwacht und zurückverfolgt werden, um ihre Qualität etwa in Bezug auf geforderte Toleranzen zu kontrollieren. Auch das Coil-Lager wird in der Datenbank verwaltet, die Coil-Daten lassen sich also dem produzierten Rohr zuordnen. Auch mobile Endgeräte wie Tablets oder Smartphones sind zur Überwachung und Auswertung einsetzbar.

Glasfasernetzwerk und ERP-Schnittstelle

Die Server-Station bildet auch das Rückgrat für das Glasfaser-Netzwerk, mit dem jede Maschine über Managed Industrial Switches verbunden ist. Dies ermöglicht einen Überblick über den Produktionsprozess, Statusabfragen einzelner Stationen sowie eine Übersicht der laufenden und stehenden Maschinen, der Produktionszeit einzelner Rohre und der Fehlerberichte. Eine Schnittstelle zum jeweiligen ERP-Netzwerk des Kunden ist integriert. Bis zu 50 über die gesamte Anlage verstreute Bedienerterminals geben Auskunft über die realen Produktionszeiten, die Anzahl der Rohre pro Zeiteinheit, die Produktionsraten, den Zustand der Anlage und Fehlermeldungen an den Arbeitsstationen – wie die Offline-Fertigschweißstände, die hydrostatische Prüfpresse, die Quernahtschweiß- und Reparaturstation, die Prüfstände oder die Rohrendenbearbeitungsmaschine. Dies kann den Arbeitsaufwand sowie die Kosten für Wartung und Instandhaltung reduzieren. Darüber hinaus hat Schuler für das Befestigen und Trennen der Anschweißplatten, das nachfolgende Schleifen und abschließende Vermessen und Markieren automatische, robotergestützte Systeme entwickelt, die für beide Rohrenden eingesetzt werden können. Die minimale Zykluszeit für Durchmesser im Bereich von 20 bis 88 Zoll beträgt ungefähr fünf Minuten. Kurze Coil- und Durchmesserwechselzeiten, eine hohe Flexibilität und geringe Stillstandszeiten erhöhen den Automatisierungsgrad der Spiralrohranlagen von Schuler weiter.

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