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让复杂工厂清晰可视化.
世界钢铁市场的年平均增长率已低于10%,但是,市场对像安塞乐米塔尔这样的大钢制品企业的需求反而是在增加。而要使公司能够真正受益于这些积极的变化,企业必须做到的最重要的一点是:让生产运行平稳,如时钟般精确.
设在不莱梅威悉河畔的安塞乐米塔尔企业集团的下属工厂占地大约七平方公里,该企业在此设厂生产钢制品的历史可追溯自1957年。这个综合钢铁厂的产品涵盖从生铁制品到薄钢板材的所有环节。该公司拥有生产特种钢板材产品的能力,到现在,共计包括有高炉生产工厂、LD钢厂、连铸设备、热连轧工厂、冷轧钢厂及两个镀锌工厂。目前这个不莱梅钢铁厂拥有员工3600人,当年度的生产目标是320万吨钢坯。该国际集团除了其在德国的钢铁厂以外,还在全球的60多个国家雇用了近310,000的劳动力。公司年营业额约700亿欧元,占其整个市场约 10%的份额.现代化的镀锌工厂 – 新维度下的热浸镀锌钢板
BREGAL (Bremer Galvanierungs GmbH) 成立于1993年,从属于安塞乐米塔尔集团。它主要负责热浸电镀冷轧薄板的生产。BREGAL是当近世界最现代化的镀锌产品生产工厂之一,其所生产的产品都供应给汽车制造行业.
镀锌的生产过程如下︰二台开卷设备与焊接机相结合,然后形成一条无休止的传送带,以确保工厂可以连续运行生产。生产线是由一个清洗站、连续运转的高炉、熔化站 — — 用于调节镀锌涂层,及一个冷却站组成。连续运转的高炉又分为预加热区 (450°C),保持区 (800°C) 和冷却区。待钢制品冷却位后,会送到熔化站。然后钢制品被浸入熔液 (锌熔化温度大约在460°C),再通过辊轮将其依次转向进行连续镀锌,再将其转送出熔化站。然后将热浸镀锌钢板进行装饰和修整。在此之后,制成的钢板会被盘缠成卷。设备会根据钢板的厚度调整,最高可以达到每分钟180米的速度.
该镀锌厂可制造最大厚度为2.8mm,最大宽度为 2,080毫米的耐腐蚀性钢板。产品可带标准镀锌层,涂层大量采用含有'热镀锌'(铁/锌合金)材料。钢板表面的质量监测是通过不间断自动监测系统进行的。镀锌工厂包括有一套检查材料及其质量的检测系统,其它还包括控制空调、冷却水、热水,以及安装在墙面和屋顶的通风系统,另外工厂还安装有一个废物垃圾水处理系统.
zenon一直领先同业
从2003年起,安赛乐米塔尔公司就开始在它的钢板镀锌工厂内逐步实施生产可视化的工作,而zenon软件正是为此目的而被选中和使用的。以替代已被工厂判定为不胜务其职责的前一代可视化软件系统,因为宣布没有后继产品。替代前一代软件更重要的原因在于:由该软件而发生的维修成本巨大,其设计不够灵活 — — 无法适应用户进一步发展规划,新功能开发费用过于昂贵。在很长的时间内,安塞乐米塔尔不来梅工厂的管理团队都在为寻求弥补旧系统低于设计标准的短板而努力,以稳定、兼容和符合未来环境的能力为指标来发现其最佳解决方案。最终,在进行了最彻底的评估结束后,他们听取了其电气维护团队Josef Vallant与他同事们的意见,决定选用zenon软件。该团队希望能找到一个整洁而紧凑、易于集成,及简单方便的解决方案系统。“zenon软件(6.22 版本,当前最新版本为7.50)可基于服务器/备用服务器方式构建用户系统,看得出它有经过认真设计,让用户很容易完成配置。它也是一种相当直观的程序”,Josef Vallant解释道。Vallant 谈到了zenon令人印象深刻的灵活性,特别是在软件集成入VBA以后,并特别强调它的驱动程序和OPC服务器/客户端的优秀性能。安塞乐米塔尔不莱梅工厂的另一个重点关注点是软件设计理念要好,所有的一切,都必须符合以客户为导向的升级策略。Josef Vallant解释道:“我们不希望每一次有新的或更是高版本,就必须更新我们的软件版本。因此所有早期版本与最新版本的兼容性就对我们非常重要。我们的生产设备可能有一些使用的是比较曾旧的系统,但就整体而言,每个使用不同种类控制元件的配套生产设施对工厂同样重要.”精心构造彻底实现复杂生产的可视化
在2003年,该企业拥有两台服务器(主服务器和备用服务器)和三个客户端的检测工作站成为首个开始使用zenon进行运作的系统。同年稍晚时候,同样拥有两台服务器(功能同上)及18个客户端的镀锌生产厂也安装了该软件以实现可视化监控。安塞乐米塔尔不来梅工厂当时使用的是Simatic S5和Simatic S7的PLC,这些控制器允许通过H1总线或TCP/IP进行联接。镀锌工厂的系统包括了八个子项目和一个总项目,超过250个显示画面,总计有约33,200个变量在系统内进行交互。安塞乐米塔尔不来梅团队在本文发表前已完成钢板清洗站,镀锌设备的可视化和相关生产数据采集工作。 下一步规划中的二期系统项目将包括循环水、通风排放、空调、污水系统,再加上整个镀锌工厂的全局浏览功能,及一个小型的系统诊断模块。其他要实现的项目还涉及用于切换控制的中央控制模块、错误消息可视化、和检测系统。现在的可视化系统可为操作者提供非常详细的视图,可全天候浏览系统中的所有组件信息。这是跨平台的应用,可连续跟踪待加工钢带卷被运到工厂进料,及被转移到仓库的实时状况。其间每个钢板圈的生产目标和实际数据始终可备查,例如,它(焊接的金属板)包含的哪些部分。在更详细的信息层面,操作人员或维修工程师还可以选取冲洗循环节的关键数据进行实时显示,甚至可以查看预清洗或主清洗设备中单个清洗刷的实际速度。同一时间显示系统中分布于不同地理位置的所有各种类的目标值和实际值,比如对在制品进行平整冷轧制的相对量(钢板壁厚减薄百分比)。此外系统还允许对输入值进行诊断调整。例如︰在钢板镀锌时,当实际涂锌层太厚或太薄时,操作人员就可以通过系统对压力设定值进行调整来纠正并控制当前金属板上的锌锌层量。整个系统的所有细节都是经过深思熟虑的,对操作人员而言就像系统内置了维基百科一样。维基百科是一个公共的访问页或网站,它允许由任意单个或是一群预设好的用户或访客组织对内容进行修正。"维基"是一个术语,源自夏威夷语,意思是"快捷"— — 寓意这是一个信息有效和快速更新的地方。我们已知网上最佳的信息来源于在线百科全书维基百科。"由于系统和可视化软件是如此广泛而复杂,我们相信有必要提供一个工作人员的知识库,从而确保每个员工都可以获取相关系统组件和生产线上任意站点的信息",Josef Vallant解释道。这个系统内置维基不仅仅只提供系统的背景信息和基本解释,其独特性在于其还具有一定的新闻传播功能,例如对废水处理的详细表述.
多层构架出色的安全水准
由于镀锌工厂的生产操作需要确保一年365天、全天24小时的安全保障,所以它决定引入zenon后,在其新系统运行测试阶段要继续保留以前旧的解决方案。而在其后的真正集成阶段将其顺利平稳过渡,过程如同现在的操作运行状况一样;由于现在是新系统是冗余配置的操作方式,所以安全生产得到了全面的强化保障。无需任何外援,工厂的电气维修团队现在完全可以胜任任何种类的系统服务支持工作,但尽管如此,Josef Vallant还是非常乐与和zenon保持合作:" 在配置和日常操作过程中,服务不仅是指技术解决方案本身,来自方案供应商的支持对我们同样重要。而zenon在这方面是百分之百的可靠。任何查询— — 只要是到了他们慕尼黑或科隆分公司的经理手上 — —就会快速而专业的进行响应,由此每个问题都能得到完美解决.”让镀锌生产透明化
zenon自动化系统的另一个优点是︰ 通过可视化模块让安塞乐米塔尔工厂受益,这不仅得益于完整、统一的演示所有的生产进程,同时还能按要求诊断系统的所有组件,使其能够对各种事件作出迅速响应。这也包括了安塞乐米塔尔工厂所谓的"迷你诊断"功能,该功能可以指示当前系统的状态是否可以启动生产,辊轮或辊轮清洗装置是否处于应处的位置,或是否相关的灯栅未处于启动状态。此外还包含有从S7 PLC通过TCP/IP发送到zenon的带有时间标常规错误消息列表。Josef Vallant强调:" 系统可实现各种诊断方式 — — 包括远程诊断 — — 这能自动降低维护成本。除了将它视为一个诊断设施,并提供最大透明度的错误消息之外,它还有实现功能扩展的趋向。该zenon模块让安塞乐米塔尔工厂在正常业务操作时得以获得的信息的详细概述,比如想要检测镀锌锅的填充度.”