| Für mehrere Hersteller von Induktionsschmelzöfen sind PC-gestützte Steuerungs- & Visualisierungs-Systeme (sogenannte e&s-Schmelzprozessoren) entwickelt worden. Sie sind seit 5 Jahren auf dem Markt und werden ständig weiterentwickelt. Oberstes Gebot sind einfache Bedienung und klare Darstellung der Zusammenhänge in optisch ansprechender Weise. |
| 1. Energieoptimale Fahrweise |  |
| Der Prozessor unterstützt das Schmelzpersonal bei seiner Arbeit und gestaltet den Schmelzprozeß reproduzierbar. Wegen der Vermeidung von Überhitzungen und der optimalen Fahrweise ergeben sich Energieeinsparungen in Größenordnung von bis zu 10% gegenüber manueller Betriebsweise. |
| 2. Komfortable Bedienung | |
| Der Schmelzprozeß und seine notwendigen Nebenprozesse werden auf einem Grafikbildschirm farblich differenziert dargestellt. Die wenigen zur Bedienung erforderlichen Tastenbetätigungen sind auch ohne Einarbeitung sofort verständlich. Die Tastatur befindet sich direkt neben dem flimmerfreien und kontrastreichen LCD-Bildschirm, so dass eine räumliche Zuordnung von Bildschirmbereichen und Tasten möglich ist. Schnell erhält man einen Überblick über alle elektrischen, thermischen und mechanischen Prozeßdaten der Ofenanlage. Der gesamte Schmelzablauf steht kontinuierlich unter Kontrolle eines Computers, der das Schmelzpersonal über alle Ereignisse informiert. |
| 3. Höhere Materialqualität | |
| Um einen bestimmten Abgußzeitpunkt zu erreichen, hält der Schmelzprozessor den Ofeninhalt möglichst lange auf niedrigem Temperaturniveau. Das Überhitzen auf eine vorher vereinbarte Zieltemperatur erfolgt dann automatisch in kürzester Zeit, so dass genau zum vorgegebenen Zeitpunkt die Schmelze zum Abguß bereitsteht (automatisches Überhitzen). Auch bei Vorgabe der Leistung von Hand (manuelles Überhitzen) wird kontinuierlich der Zeitpunkt berechnet, zu dem die gewünschte Temperatur erreicht sein wird, woraus der Schmelzer Schlußfolgerungen für die Einteilung seiner Hilfs- und Nebenprozesse ziehen kann. Weil die Schmelze insgesamt auf niedrigerem Temperaturniveau gehalten wird, reduzieren sich die Abbrandverluste von Legierungsbestandteilen. |
| 4. Erhöhung der Prozeß-Sicherheit | |
| Mit einem Tastendruck kann man sich eine Übersicht über alle wichtigen momentanen elektrischen Parameter des Ofens und der angeschlossenen Energieversorgungseinrichtung, sowie der momentanen thermischen Daten wie z.B. Kühlwassertemperaturen, verschaffen. Aus diesen Daten zieht der Schmelzprozessor ständig Schlußfolgerungen auf den Zustand des Ofens. Das Überwachen dieser Parameter geschieht selbstverständlich im Hintergrund unabhängig davon, welche Bedienhandlung gerade am Prozeßrechner ausgeführt wird. Zudem werden diese Daten aufgezeichnet und können zur Trendanalyse und zur zustandsabhängigen Wartung von Verschleißteilen, wie beispielsweise Rinneninduktor oder Tiegelwand, verwendet werden. Eventuelle Gefahrensituationen wie Grenzwertüberschreitungen und Störungsmeldungen werden im Klartext dem Bediener auf einem extra dafür reservierten Bereich des Bildschirmes angezeigt. Erforderliche Handlungen am Ofen, die bei bestimmten Zuständen notwendig sind, werden ebenfalls in einem speziellen Feld angezeigt und deren Ausführung überwacht. Das Schmelzpersonal hat aber die Möglichkeit, in eigener Verantwortung selbst Entscheidungen zu treffen. |
| 5. Protokollierung & statistische Auswertung der Produktionsdaten | |
| Mit automatisch erstellten Protokollen über jede Charge und über längere Zeiträume hinweg kann sich die Geschäftsleitung ohne Mithilfe des Schmelzpersonals ständig einen Überblick über die Produktivität der Anlage verschaffen. Es sind statistische Werte wie spezifischer Energieverbrauch, Dauer der Nebenzeiten und Auslastungsgrad verfügbar. Mit diesem Datenmaterial sind Rückschlüsse auf Verbesserungen im Gesamtablauf in der Gießerei möglich. Zur Archivierung und Produktionsdatenerfassung protokolliert der Schmelzprozessor alle relevanten Material- & Analysedaten der Chargen und faßt sie zu Schicht- & Monatsprotokollen zusammen. Der Ausdruck erfolgt auf Anforderung durch den Bediener. Diese Protokolle bleiben auch nach dem Ausdrucken für einen längeren Zeitraum erhalten und können so für statistische Auswertungen genutzt werden. |
| 6. Temperaturberechnung | |
| Weil man die Temperatur der Metallschmelze bei vielen Einsatzmaterialien noch nicht kontinuierlich messen kann, die Kenntnis dieser Temperatur aber ständig gewünscht wird, beinhaltet unser Schmelzprozessor ein mathematisches Modell des Schmelzprozesses. Dieses Modell parametrieren wir bei der Inbetriebnahme. Durch diskontinuierliche Temperaturmessungen, z.B. mit einem Tauchthermoelement, paßt es sich ständig an Veränderungen der elektrischen und thermischen Ofenparameter an. Das Erreichen der vorher vereinbarten Zieltemperatur wird dem Schmelzpersonal optisch signalisiert und der Ofen auf Warmhalten geschaltet. Beim Warmhaltebetrieb wird dem Ofen automatisch je nach Füllungsgrad und Tiegel- oder Rinnenzustand die zum Konstanthalten der Temperatur erforderliche Leistung zugeführt. |
| 7. Analyse-Korrektur-Rechnung | |
| Das Berechnen der Nachsätze bei Vorliegen einer Istanalyse ist ein mühevoller Prozeß, der meist vom Schmelzer per Taschenrechner erledigt wird. Der Schmelzprozessor erlaubt bei geeigneter Anbindung eine automatische Übernahme von Analysedaten und die automatische Berechnung der Nachsätze. Diese Daten werden chargenweise archiviert und sind für eine spätere Zertifizierung der Gußstücke verwendbar. |
| 8. Sintern und Kaltstart | |
| Neuzustellungen des Ofens widerspiegeln sich in kostenintensiven Nebenzeiten. Mit einer genauen automatischen Wärmebehandlung der neuen Stampfmasse können wesentlich längere Ofenreisen erreicht werden, als mit einer Regelung dieses Sintervorganges per Hand. Dies setzt aber eine rechnersteuerbaren Energieversorgungseinrichtung (Umrichter) voraus. Es können vorher vereinbarte Temperatur-Zeit-Kurven zum Sintern und auch Kaltstart-Programme für diskontinierlich betriebene Induktionstiegelöfen abgefahren werden. |
| 9. Einbindung in den Prozeß | |
| Prozeßdaten werden aus einer am Steuerungssystem angeschlossenen SPS und direkt aus Meßgeräten gewonnen. Zu übergeordneten Rechnersystemen existieren Schnittstellen. Mehrere Schmelzanlagen können vernetzt werden, so dass beispielsweise ein Drucker von allen Ofenrechnern gemeinsam genutzt werden kann und administrative Programmteile auf einem extra dafür vorgesehenen Rechner laufen. Die Prozeßrechner-Software kann auf Anforderung der Schmelzanlagen-Betreiber modifiziert und an übergeordnete Prozeßleitsysteme angepaßt werden. Mit einem Fernwartungsmodul ist das Verändern der Software, die optimale Einstellung von Parametern und das Abfragen des Anlagenzustandes nach Inbetriebnahme der Anlage möglich, zudem stehen Protokolle und Stammdaten auch an anderen Orten zur Verfügung. Selbstverständlich ist der Fern-Zugriff auf den Schmelzprozesor durch die Wirkung mehrerer Sicherheitsmechanismen nur authorisierten Personen möglich. |
| 10. Vernetzung | |
| Mehrere Schmelzprozessoren sind untereinander vernetzbar. Gemeinsame Geräte (z.B. Protokoll-Drucker) können effektiv genutzt werden. Die Pflege von Prozeß-Stammdaten wird erleichtert und die Einbindung in übergeordnete Prozeß-Leitsysteme möglich. So verbindet man beispielsweise einen oder mehrere Schmelzprozessoren mit einem Energiemanagement-System, so dass deren Vorgaben zum Erreichen einer optimalen Fahrweise der Schmelzöfen herangezogen werden. |
Änderungen im Sinne des technischen Fortschritts vorbehalten.
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