Entwurf einer Dressiergragregelung.
Modernisierung eines Biegestreckrichters sowie eines Dressiergerüstes in einer Verzinkungsanlage. Migration von Siemens S5 auf Siemens S7.
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Nach dem ersten Kapitel – der Einleitung – schließt sich das Kapitel Technologischer Prozess an. In ihm wird der Aufbau der Anlage diskutiert.
Im nächsten, dem dritten Kapitel, wird der Umbau der Anlage von S5 auf S7 (Migration) näher beschrieben bzw. erläutert. Es werden alle relevanten Dinge besprochen, die für den Anwender von Bedeutung sind (Aufbau des Datensatzes, Funktionsübersicht, Anwenderparameter,…). Auch die Verwendung und die Einbindung der neuen FM Baugruppe werden verdeutlicht.
Im vierten Kapitel wird der Entwurf der Dressiergradregelung näher beschrieben und erläutert. Zum Schluss wird auf die Theorie Stahlbearbeitung mit einer kurzen mathematischen Aufstellung eingegangen. Außerdem werden prinzipielle Details tabellarisch und stichpunktartig dargestellt. Nach dem fünften Kapitel findet man eine Zusammenfassung, sowie das Literaturverzeichnis.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
1.1 Grund der Arbeit
1.2 Detaillierte Aufgabenstellung
1.3 Aufbau dieser Arbeit
1.4 Die Firmen
2 Technologischer Prozess
2.1 Profibusübersicht
2.1.1 Profibusübersicht vor dem Umbau
2.1.2 Profibusübersicht nach dem Umbau
2.2 Übersicht Server/Client/SPS VZA1 – VLANs
2.3 Die Verzinkungsanlage 1
2.3.1 Technische Daten
2.3.2 Betriebsarten
2.4 Das Dressiergerüst
2.4.1 Funktion
2.4.2 Positionsregelung
2.4.3 Walzkraftregelung am DG
2.4.4 Kalibrieren des DG
2.4.5 Hydrauliksystem für das Dressiergerüst
2.5 Regelung der Biegestreckrichtanlage
2.5.1 Verspannzugregelung
2.5.2 Gesamtverformungsgradregelung
2.6 Allgemeine Bedingungen
2.6.1 Schweißnahtdurchlauf
2.6.2 Anticrimping – Rollen (ACR)
2.6.3 Streckrollenanstellung
2.6.4 Tippen der Spannrollensätze
2.6.4.1 Einlaufspannsatz Andrückrolle Rolle 1 und 4
2.7 Prozessrelevante Berechnungen ELC
2.7.1 Bandlängenberechnung
2.7.2 Zugmessung
2.7.3 Gesamtverformungsgradmessung
2.7.4 Minimalzug
2.7.5 Bandkennlinienberechnung
2.7.6 Schweißnahtberechnung
2.7.7 Linearisierung
2.8 Prozessrelevante Berechnungen HGC
2.8.1 Walzkraftmessung
2.8.2 Positionsmessung
3 Umbau der Anlage von S5 auf S7 (Migration)
3.1 Hardwarerealisierung
3.1.1 Die FM 458-1 DP
3.1.2 Die CPU 414-3 DP
3.1.3 Auslauf SPS = VN14
3.1.4 DG/BSRE - Rechner = VN13
3.1.5 Steuerstände und Pulte
3.1.6 Umbau der Schaltschränke
3.1.7 Bedienung Nasswäscher/Polierbürsten
3.1.8 Antriebe
3.1.9 EPLAN
3.2 Softwarerealisierung
3.2.1 Allgemeine Festlegungen
3.2.2 Was ist STEP 7?
3.2.3 Programmauszüge VZA1 Auslauf
3.3 Das Visualisierungssystem WinCC
3.4 Test der Anlage laut Prüfliste
4 Entwurf der Dressiergradregelung
4.1 Regelung Dressiergerüst HGC
4.2 Regelung Biegestreckrichter ELC
4.3 Das alte C – Programm
4.3.1 Unterteilung des alten Programms
4.4 CFC (Continuous Function Chart)
4.4.1 Bausteinbibliothek in CFC
4.4.2 Entwurf des Bausteins „Grenzwertmelder“
4.5 Dressiergradregelung
4.6 Der iba – Analyzer
4.6.1 iba Auswertung des GVG
4.7 Nachträgliche Programmänderung
5 Theorie Stahlbearbeitung
5.1 Stahlbearbeitung
5.2 Dressieren
5.3 Streckrichten
5.4 Mathematische Aufstellung
6 Erkenntnisse / Erfahrungen
Zielsetzung & Themen
Die Diplomarbeit dokumentiert die Modernisierung der Steuerungstechnik einer Verzinkungsanlage durch die Migration von einem SIMATIC S5-System auf eine moderne SIMATIC S7-Umgebung, mit dem primären Ziel, eine präzise Dressiergradregelung zu implementieren, um die Produktqualität zu steigern und den Ausschuss zu minimieren.
- Migration von SIMATIC S5 auf S7-400 (FM 458-1)
- Automatisierungstechnische Prozessmodernisierung
- Entwicklung und Implementierung der Dressiergradregelung mittels CFC
- Systemtest und Inbetriebnahme
- Theoretische Grundlagen der Stahlbearbeitung und Regelungstechnik
Auszug aus dem Buch
1.1 Grund der Arbeit
Vor ca. 15 Jahren fiel der Startschuss zur Ablösung der Produktfamilie SIMATIC S5 der SIEMENS Aktiengesellschaft. Die Erfolgsmodelle der speicherprogrammierbaren Steuerungen SIMATIC S5 nimmt Siemens „Automation and Drives“ (A&D) seit dem 1. Oktober 2003 in mehreren Schritten aus dem Standard-Lieferprogramm. Die einzelnen SIMATIC S5-Produkte werden dabei zunächst zu "Auslaufprodukten" erklärt, die danach nicht mehr im Katalog und in der SIEMENS-Mall zu finden sein werden.
Hierdurch wurde eine Lawine ausgelöst, deren Ausmaß bis heute nicht absehbar ist. Für die seit über 20 Jahren gelieferte SIMATIC S5 - mit mittlerweile 2,6 Millionen verkauften Zentralbaugruppen, weltweit marktführend und Synonym für diese Technik - bietet die SIEMENS AG seinen Kunden seit 1996 eine Migrationsstrategie zu Totally Integrated Automation und SIMATIC S7 an. Die frühzeitig angekündigten Maßnahmen und eine bis zum 30. September 2015 laufende, langfristige Übergangsstrategie sollen den Siemens-Kunden ausreichend Zeit lassen, die aktuelle SIMATIC S7 Steuerungsgeneration in ihre Automatisierungslösungen einzubinden.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Diese Einleitung motiviert die Migration von S5- auf S7-Steuerungen aufgrund technischer Veralterung und stellt die Aufgabenstellung sowie das Firmenumfeld dar.
2 Technologischer Prozess: Dieses Kapitel erläutert den Aufbau der Verzinkungsanlage 1 sowie die für die Regelung relevanten technischen Daten, Prozessberechnungen und Betriebsabläufe.
3 Umbau der Anlage von S5 auf S7 (Migration): Dieser Abschnitt beschreibt die detaillierte Hardware- und Softwarerealisierung der Anlagentransformation sowie die Visualisierung mit WinCC und die durchgeführten Tests.
4 Entwurf der Dressiergradregelung: Der Hauptteil erläutert die Implementierung der Regelung in der neuen FM-Baugruppe unter Verwendung von CFC und C-Programmierung zur Optimierung des Dressierprozesses.
5 Theorie Stahlbearbeitung: In diesem Kapitel werden die theoretischen Grundlagen der Stahlbandveredelung, des Dressierens und Streckrichtens sowie die mathematischen Zusammenhänge behandelt.
6 Erkenntnisse / Erfahrungen: Das abschließende Kapitel fasst die Projektergebnisse zusammen und reflektiert den hohen Aufwand der Migration sowie die Möglichkeiten zur zukünftigen Nutzung der entwickelten Softwarebausteine.
Schlüsselwörter
SIMATIC S5, SIMATIC S7, Migration, Dressiergradregelung, Verzinkungsanlage, SPS, FM 458-1, CFC, WinCC, Automatisierungstechnik, Stahlbearbeitung, Biegestreckrichter, Walzkraftregelung, Prozessleitsystem, Engineering.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Diplomarbeit primär?
Die Arbeit behandelt die Modernisierung der Anlagensteuerung in einer Verzinkungsanlage durch die Migration von einem veralteten S5-System auf eine zeitgemäße S7-Steuerungsarchitektur.
Welche zentralen Themenfelder werden abgedeckt?
Die Arbeit deckt die Hardware-Migration, die Softwarerealisierung in S7, die Implementierung einer neuen Dressiergradregelung und die theoretische Fundierung der Stahlbearbeitung ab.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das primäre Ziel ist der Entwurf und die Implementierung einer präzisen Dressiergradregelung zur Sicherung einer konsistenten Produktqualität und zur Ausschussminimierung.
Welche wissenschaftliche Methode wurde angewendet?
Es wurde eine praxisorientierte Systemanalyse und Migration durchgeführt, basierend auf dem aktuellen Stand der Automatisierungstechnik, gestützt durch prozesstechnische Berechnungen und Modellerstellung mittels CFC.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil widmet sich dem detaillierten Umbauprozess der Hard- und Software sowie der Entwicklung der Dressiergradregelung und deren Testung in der Inbetriebnahmephase.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit wird durch Begriffe wie Migration, SPS, SIMATIC, Dressiergradregelung, Prozesstechnik und Automatisierung geprägt.
Wie unterscheidet sich die neue S7-Regelung vom alten System?
Das neue System ermöglicht durch die FM 458-1 Baugruppe schnellere Abtastzeiten und eine höhere Regelungsgenauigkeit im Vergleich zum alten, langsamen Intel-Rechner-basierten System.
Welche Rolle spielt die Software CFC bei der Realisierung?
CFC ermöglicht eine grafische Projektierung, durch die komplexe technologische Regelalgorithmen effizient verschaltet und ohne zeitaufwändige klassische Programmierung in die Steuerung integriert werden können.
- Quote paper
- Matthias Flach (Author), 2009, Entwurf einer Dressiergradregelung, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/186760
