DE102009056654A1

DE102009056654A1 - System und Verfahren zur Überwachung von Prozessen bei der Herstellung und Verarbeitung metallischer Werkstoffe

Info

Publication number: DE102009056654A1
Application number: DE102009056654A
Authority: DE
Inventors: Dieter Heesen; Martin Langer
Original assignee: SMS Siemag AG
Current assignee: SMS Group GmbH
Priority date: 2009-09-14
Filing date: 2009-12-02
Publication date: 2011-03-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System (1) zur Überwachung von Prozessen bei der Herstellung und Verarbeitung metallischer Werkstoffe. Um in verbesserter Weise den Gesamtprozess der Herstellung von Produkten aus metallischen Werkstoffen zu überwachen, umfasst das System: ein Stahlwerk (2), in dem ein metallischer Werkstoff hergestellt oder aufbereitet wird, eine Gießanlage (3), in der der im Stahlwerk (2) hergestellte oder aufbereitete Werkstoff gegossen wird, Detektions- oder Messmittel (4), um mindestens einen im Zusammenhang mit der Herstellung oder Aufbereitung des metallischen Werkstoffs im Stahlwerk (2) relevanten Messwert oder Parameter (P₁) zu erfassen, Detektions- oder Messmittel (5), um mindestens einen im Zusammenhang mit dem Gießen des metallischen Werkstoffs in der Gießanlage (3) relevanten Messwert oder Parameter (P₂) zu erfassen, Datenübertragungsmittel (6), um die von den Detektions- oder Messmitteln (4, 5) erfassten Daten (P₁, P₂) zu einer Überwachungsanlage (7) zu leiten, wobei die Überwachungsanlage (7) einen Monitor (8) umfasst, der ausgebildet ist, um gleichzeitig relevante Messwerte oder Parameter (P₁, P₂) des Stahlwerks (2) und der Gießanlage (3) darzustellen. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Überwachung von Prozessen bei der Herstellung und Verarbeitung metallischer Werkstoffe.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Überwachung von Prozessen bei der Herstellung und Verarbeitung metallischer Werkstoffe. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Überwachung von Prozessen bei der Herstellung und Verarbeitung metallischer Werkstoffe.
Die Überwachung und die daraus resultierende Steuerung bzw. Regelung der Betriebsabläufe und der Prozesse in hüttentechnischen Anlagen für Stahlwerke und Gießanlagen sind von hoher Bedeutung, um die Prozesse stabil und wirtschaftlich zu betreiben. Hierbei geht es insbesondere um die Kontrolle der verfahrenstechnischen Abläufe zwischen den jeweiligen Anlagen und Aggregaten. Hierfür ist eine ständige visuelle Kontrolle der Produktionsdaten, Parameter und Mess- und Prozessdaten erforderlich. Hierfür sind entsprechende Überwachungsanlagen in den Leitständen der genannten Anlagen vorgesehen.
Zur Übersicht über die geplanten und aktuellen Chargen in einem Stahlwerksbereich werden bereits für jedes Aggregat (z. B. Konverter, Electric Arc Furnace (EAF), Ladle Furnace (LF), SGA) die prozessaktiven und inaktiven Chargen in Form eines Balkens auf einer Abszisse (x-Achse, Zeitachse) auf einem Monitor dargestellt. Diese Form der Darstellung wird üblicherweise im Umfeld der Produktionsplanung genutzt und als „Gantt-Chart” (Balkenplan) bezeichnet.
Die Darstellung wird vornehmlich auf den Level-3-Produktionsplanungssystemen in den relevanten Übersichtsdialogen zur Statusinformation von geplanten, sich in Arbeit befindlichen und beendeten Fertigungsprogrammen, d. h. insbesondere produktionsprogrammbezogen, genutzt. Für das Stahlwerk wird eine solche Darstellung im Level-2-Prozessrechner teilweise je nach Aufgabenstellung angewandt. Es gibt eine Übersicht der aktuellen Chargen an den jeweiligen Anlagenteilen im Stahlwerk.
Für eine Gießanlage, insbesondere für eine Stranggießanlage, wird eine solche Darstellung im Level-2-Prozessrechner nicht angewandt. Hier ist eine Übersicht in Form einer Graphik der Gießmaschine mit Darstellung von Charge und Brammen bzw. Blechen, Knüppeln, usw. üblich.
Durch die anlagenbezogene Trennung der Prozessrechnersysteme für das Stahlwerk und die Gießanlage ist eine durchgängige Darstellung über alle Aggregate der Anlagen bisher nicht umgesetzt und auch ohne entsprechend hohen Aufwand nicht realisierbar. Die Darstellung der Status- bzw. Prozessinformationen erfolgen nämlich unabhängig und unsynchronisiert auf den jeweiligen Dialogen der getrennten Prozessrechnersysteme für das Stahlwerk und die Gießanlage. Eine gewisse Synchronisation zwischen den Prozessrechnern der genannten Anlagen erfolgt nur durch einen aufwändigen Datenaustausch über ein Anlagennetzwerk durch vereinbarte Telegramme mit festgelegten Inhalten. In der Regel erfolgt der Informationsaustausch vom Stahlwerk zur Gießanlage erst ab dem Moment, wenn die Charge den Bereich des Stahlwerks verlässt und zur Gießanlage transportiert wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zur Überwachung von Prozessen bei der Herstellung und Verarbeitung metallischer Werkstoffe und ein zugehöriges Verfahren bereitzustellen, mit dem es erstmals möglich wird, in verbesserte Weise den Gesamtprozess der Herstellung von Produkten aus metallischen Werkstoffen zu überwachen. Hiermit soll eine höhere Genauigkeit der Planung und ein stabilerer Gesamtprozess ermöglicht werden.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist bei dem System zur Überwachung von Prozessen bei der Herstellung und Verarbeitung metallischer Werkstoffe dadurch gekennzeichnet, dass es aufweist:

– ein Stahlwerk, in dem ein metallischer Werkstoff hergestellt oder aufbereitet wird,
– eine Gießanlage, in der der im Stahlwerk hergestellte oder aufbereitete Werkstoff gegossen wird,
– Detektions- oder Messmittel, um mindestens einen im Zusammenhang mit der Herstellung oder Aufbereitung des metallischen Werkstoffs im Stahlwerk relevanten Messwert oder Parameter zu erfassen,
– Detektions- oder Messmittel, um mindestens einen im Zusammenhang mit dem Gießen des metallischen Werkstoffs in der Gießanlage relevanten Messwert oder Parameter zu erfassen,
– Datenübertragungsmittel, um die von den Detektions- oder Messmitteln erfassten Daten zu einer Überwachungsanlage zu leiten,

Das System kann sich weiterbildungsgemäß dadurch auszeichnen, dass es weiterhin umfasst:

– ein Walzwerk, in dem der gegossene metallische Werkstoff gewalzt wird,
– Detektions- oder Messmittel, um mindestens einen im Zusammenhang mit dem Walzen des metallischen Werkstoffs im Walzwerk relevanten Messwert oder Parameter zu erfassen,
– Datenübertragungsmittel, um die von den Detektions- oder Messmitteln im Walzwerk erfassten Daten zu der Überwachungsanlage zu leiten,

Die Überwachungsanlage kann weiterhin einen Datenspeicher umfassen, in dem die relevanten Messwerte oder Parameter des Stahlwerks, der Gießanlage und ggf. des Walzwerks speicherbar sind.
Das Stahlwerk umfasst dabei bevorzugt mindestens einen Hochofen oder Konverter. Die Gießanlage kann mindestens eine Stranggießanlage umfassen. Die Gießanlage und das Walzwerk sind gemäß einer bevorzugten Ausführungsform als CSP-Gieß-Walzanlage ausgebildet.
Die Lösung der obigen Aufgabe betreffend das Verfahren zur Überwachung von Prozessen bei der Herstellung und Verarbeitung metallischer Werkstoffe zeichnet sich dadurch aus, dass es die Schritte umfasst:

– Erfassen mindestens eines im Zusammenhang mit der Herstellung oder Aufbereitung des metallischen Werkstoffs in einem Stahlwerk relevanten Messwerts oder Parameters,
– Erfassen mindestens eines im Zusammenhang mit dem Gießen des metallischen Werkstoffs in einer Gießanlage relevanten Messwerts oder Parameters,
– Übertragung der erfassten Daten zu einer Überwachungsanlage und
– gleichzeitiges Darstellen der erfassten Daten auf einem Monitor.

Das Darstellen der erfassten Daten auf dem Monitor erfolgt dabei bevorzugt so, dass die zeitliche Abfolge der erfassten Daten entlang einer Abszisse erfolgt. Die aktuelle Zeit kann dabei als Markierung in der zeitlichen Abfolge der erfassten Daten mittels einer Linie oder eines Balkens erfolgen, der der entsprechenden Abszissenposition eingeblendet wird. Das Darstellen der erfassten Daten auf dem Monitor kann ferner so erfolgen, dass die örtliche Abfolge der erfassten Daten entlang einer Ordinate erfolgt.
Die Erfindung kennzeichnet sich also dadurch aus, dass eine übergeordnete Darstellung (Monitoring) der im Stahlwerk und in der Gießanlage befindlichen Chargen (Objekte) auf der Basis eines x-y-Koordinatenschemas mit einer von rechts nach links wachsenden Zeitachse (Time-Line) als x-Achse und den anlagenspezifischen Aggregaten von oben nach unten als y-Achse gemäß dem Prozessablauf in einer Zeile je Aggregat (Aggregatzeile) integriert in einem gemeinsamen Übersichtsbild mit verschiedenen Anwahl- und Auswahlmöglichkeiten vorgesehen ist (dialogfähige Übersicht für eine HMI-Interaktion; HMI = „Human-Machine-Interface”).
Die Erfindung ist sowohl einsetzbar in einem HMI auf einem gemeinsamen Prozessrechner (hier: in einem Leitstandsystem) für Stahlwerk und Gießanlage als auch unter separaten anlagenspezifischen Prozessrechnersystemen mit Bereitstellung des Dialoges auf den jeweiligen anlagenspezifischen HMIs.
Das vorgeschlagene System zeichnet sich also durch die Anlagenkomponenten für eine spezielle Darstellung der Prozessschritte und den zugehörigen Informationen auf der Basis einer Time-Line-Darstellung aus, wobei ein HMI-Dialog stattfinden kann. Sehr vorteilhaft ist auch die gemeinsame Datenbank und der übergeordnete Prozessrechner als Leitstandsystem für alle Anlagenberieche (Stahlwerk und Gießmaschine sowie ggf. Walzwerk).
Wesentliche Merkmale des vorgeschlagenen Verfahrens sind also eine zeitgleiche Aufbereitung und Darstellung aller notwendigen Informationen für den Bediener im Stahlwerk und an der Gießanlage in einer gemeinsamen Time-Line-basierten Übersicht. Ferner ist ein wichtiges Element der Erfindung eine übergreifende Information für das Stahlwerk und die Gießanlage zur Sicherstellung der Einschätzung der Prozessabläufe.
Die Vorteile des vorgeschlagenen Systems und des Verfahrens sind insbesondere die folgenden:
Es ist eine verbesserte Informationsbereitstellung möglich. Alle notwendigen Informationen sind immer sowohl für den Bediener im Stahlwerk als auch für den Bediener an der Gießmaschine gleichzeitig präsent. Der Bediener an der Gießmaschine kann sich auf der Basis der aktuellen Übersicht rechtzeitig darauf einstellen, welche Charge als nächstes zur weiteren Verarbeitung der Gießanlage zugeführt wird und welche Eigenschaften diese Charge besitzt. Für den Bediener des Stahlwerks ist zu erkennen, wann es erforderlich wird, die nächste Charge rechtzeitig zur Gießmaschine zu senden, damit der kontinuierliche Gießprozess an der Gießmaschine nicht unterbrochen wird. Ebenfalls ist es sofort möglich, im Falle einer Störung an der Gießanlage (z. B. bei Gießabbruch) die sich daraus ergebenden Konsequenzen für das Stahlwerk einzuleiten. Durch diese Informationsbereitstellung für den Bediener im Stahlwerk und an der Gießanlage mittels des Time-Line-Monitoring entfällt eine oftmals vorkommende Fehlinterpretation der Abläufe der vor- oder nachgeschalteten Anlagenteile.
Ferner kann der Datenaustausch über Telegramme zwischen den Systemen entfallen. Auf der Basis eines Leitstandsystems mit den Möglichkeiten der direkten Informationsbereitstellung für das Time-Line-Monitoring ist ein aufwändiger Datenaustausch zwischen den Prozessrechnersystemen über ein Netzwerk mit Telegrammen nicht mehr erforderlich. Das reduziert die Fehlerquellen, die bei einem Kommunikationsbetrieb zwischen den beiden Systemen Stahlwerk und Gießanlage anfallen können.
Es besteht weiterhin vorteilhafterweise die Möglichkeit einer gemeinsamen zentralen Datenbank. Der Vorteil der Integration des Time-Line-Monitoring ist eine damit einhergehende zentrale logische Datenhaltung für Stahlwerksdaten und (Strang)Gießanlagendaten. Anstelle der teilweise redundanten Datenhaltung in getrennten Datenbanken (Datenbank für das Stahlwerk im Stahlwerksprozessrechner und Datenbank für die Gießanlage im Gießprozessrechner) mit eventuell unterschiedlichen Datenstrukturen für gleiche Datenobjekte erfolgt hier die Ablage in einer gemeinsamen Datenbank im Leitstandsystem. Diese zentrale Datenbank erleichtert die Aufbereitung und Darstellung der notwendigen Informationen für das integrierte Übersichtsbild. Die zentrale Datenbank kann sowohl aus Sicherheitsgründen als auch aus Performance-Gründen oder organisatorischen Aspekten als physikalisch verteilte Datenbank ausgelegt werden.
Die Erfindung ermöglicht die visuelle, ständige Kontrolle der Produktionsdaten, Parameter und Mess- und Prozessdaten mittels eines Dialogs, der über den Monitor im Leitstand erfolgt, der für eine anlagenübergreifenden Informationsdarstellung ausgebildet ist.
Die Funktionen für ein übergeordnetes Leitstandsystem erleichtern die Informationsbereitstellung und den Informationsabruf für die Darstellung der Objektdaten des Time-Line-Monitoring und weiterer Funktionen, wie Reporting etc. Daher ist das Leitstandsystem eine sinnvolle, aber nicht notwendige Voraussetzung für eine integrierte Time-Line-Darstellung mit oder ohne eine gemeinsame Datenbank.
Die Funktionen für eine zusammengeführte allgemeine Datenbank erleichtern den Informationsabruf für die Darstellung der Objektdaten des Time-Line-Monitoring. Daher ist die zentrale Datenbank eine sinnvolle, aber nicht notwendige Voraussetzung für ein integriertes Time-Line-Monitoring.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Stahlwerks, einer Gießanlage und eines Walzwerks, ausgeführt als erfindungsgemäßes System zur Überwachung von Prozessen bei der Herstellung und Verarbeitung metallischer Werkstoffe, und
2 die Darstellung des Bildschirms eines Monitors, der Bestandteil des Systems gemäß 1 ist.
In 1 ist ein System 1 zur Überwachung von Prozessen bei der Herstellung und Verarbeitung von metallischen Werkstoffen skizziert. Das System 1 umfasst ein Stahlwerk 2 und eine Gießanlage 3; ferner ist auch ein sich anschließendes Walzwerk 9 Bestandteil des Systems 1. Als Beispiele für die Anlagenteile von Stahlwerk 2 und Gießanlage 3 sind ein Hochofen bzw. ein Konverter 12 sowie eine Stranggießanlage 13 skizziert.
Das Stahlwerk 2, die Gießanlage 2 und das Walzwerk 9 sind jeweils mit Detektions- oder Messmitteln 4, 5 bzw. 10 versehen. Diese Mittel 4, 5, 10 sind hierbei sehr generell zu verstehen. Sie erfassen Größen, die direkt oder indirekt mit dem jeweiligen Teilprozess des Stahlherstellens, des Gießens oder des Walzens von metallischem Gut im Zusammenhang stehen. Hierunter sind auch und insbesondere Parameter der zu verarbeitenden Chargen zu verstehen, d. h. physikalische Daten von Stahlchargen, die zum Gießen aufbereitet werden, einschließlich der Menge bzw. Masse.
Die insofern ermittelten bzw. bekannten Messwerte oder Parameter P₁, P₂ bzw. P₃ für das Stahlwerk 2, die Gießanlage 3 und das Walzwerk 9 werden über Datenübertragungsmittel 6 (z. B. über eine Datenleitung) zu einer Überwachungsanlage 7 transferiert. Die Überwachungsanlage 7 umfasst zunächst einen Datenspeicher 11 der als zentrale Datenbank angelegt ist. Bestandteil ist ferner ein Computer 15, der mit einem Monitor 8 in Verbindung steht.
Die Darstellung auf dem Monitor 8 ist in 2 exemplarisch für eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung illustriert.
Der Bildschirm ist nach Art eines kartesischen Koordinatensystems aufgebaut, d. h. es ist eine Abszisse (x-Achse) und eine Ordinate (y-Achse) vorhanden, wobei die y-Achse nach unten gerichtet ist. Die Messwerte bzw. Parameter P₁ und P₂ sind exemplarisch für einen Konverter A und eine Stranggießanlage 1 als Gantt-Chart dargestellt. Die x-Achse ist die Zeitachse, wobei die aktuelle Zeit durch eine vertikal verlaufende Bezugslinie 14 angegeben ist; die aktuelle Zeit ist mit T_A bezeichnet.
Zur konkreten Ausgestaltung der Erfindung im Rahmen eines Ausführungsbeispiels – wie sie aus den 1 und 2 ersichtlich ist – sei auf folgende Details hingewiesen:
Die Darstellung berücksichtigt alle relevanten Anlagen, Anlagenaggregate, Vorbereitungs- und Warteplätze etc. In der Darstellung werden alle Objekte, die sich in den jeweiligen Anlagen und/oder Aggregaten befinden, mit den entsprechenden Informationen zeitrichtig angezeigt. Objekte, die sich zwischen den Anlagen und Aggregaten befinden (z. B. in Vorbereitungs- und Warteplätzen), werden ebenfalls entsprechend berücksichtigt, wenn sie datentechnisch erfasst werden können. Ist dies nicht möglich, wird das Objekt entweder dem abgeschlossenen Aggregat oder dem nächsten Aggregat zugeordnet.
Die Objekte werden als farbige Balken dargestellt, wobei ein Objekt über alle Produktionsschritte die gleiche Farbe beibehält. Unterschiedliche Farben bedeuten unterschiedliche Objekte. Die Länge des Balkens in Abszissenrichtung gibt die geplante Zeitdauer für geplante und noch nicht in dem ersten Prozess der Prozesskette zugeführte Objekte an, während für prozessbehandelte Objekte die aktuelle Zeitdauer des Prozessschrittes durch die Länge des Balkens dargestellt wird. Zusätzlich wird, wenn die Information zur Verfügung steht, auch die für den Prozessschritt geplante Prozesszeit (Sollzeit) mit einer farbigen und separaten Linie im Balken (Unterkante oder Oberkante des Balkens) dargestellt. Dabei kann diese Linie innerhalb des Balkens enden (kürzere Sollzeit als Istzeit) oder auch aus dem Balken heraus ragen (längere Sollzeit als Istzeit).
Die Darstellung der Prozessschritte erfolgt in der Time-Line-Übersicht für alle Aggregate aus dem Stahlwerk und der Gießanlage auf der Basis der aktuellen Uhrzeit als Bezugszeit. Angezeigt wird der zeitliche Ablauf eines Objekts von der Einplanung (z. B. nächstes geplantes Objekt zum Aggregat wie z. B. Electric Arc Furnace (EAF)) über die aktuell im Prozess befindlichen Objekte bis hin zur Fertigstellung des Objekts im Auslauf der Gießmaschine bzw. Walzwerk. Der Bereich vor der Bezugszeit (entspricht der aktuellen Zeit) sind die geplanten Prozessschritte; der Bereich nach der Bezugszeit sind die abgeschlossenen Schritte bzw. ist die abgeschlossene Situation. Die Bezugszeit wird als senkrechte Linie in einer besonderen gegenüber dem Hintergrund hervorgehobenen Farbe (z. B. in rot) über den gesamten Bereich dargestellt.
Mit der Aktualisierung der Informationen erfolgt ein neuer Bildaufbau (Update) auf dem Monitor 8: Die Bezugslinie selber wird dabei nicht nach vorne verschoben, sondern verbleibt an der Position im Übersichtsbild. Allerdings erfolgt eine Anpassung auf den Wert der neuen aktuellen Zeit in der Zeitachse (Abszisse). Somit werden quasi die Objekte und Informationen, die durch die zeitliche Veränderung (Update) nicht korrigiert werden müssen, aus dem Bild (nach rechts) in die Vergangenheit geschoben.
Ist ein Objekt an einem Aggregat abgeschlossen, so wechselt das Objekt zum nächsten für diesen Prozess vorgesehenen Aggregat; d. h. das Objekt wechselt in die nächste oder in eine der nächsten Aggregatzeilen als nächster durchzuführender Prozessschritt.
Weiterhin kann der sichtbare Bereich vor und nach der Bezugszeit durch manuellen Eingriff des Bedieners verändert werden, dadurch dass die Bezugszeit (Linie) innerhalb des sichtbaren Bereichs (Fenster) auf dem Übersichtsbild nach „vorne” (ergibt einen größeren geplanten Bereich auf dem Monitor) oder nach „hinten” (ergibt einen größeren abgeschlossenen Bereich auf dem Monitor) mittels eines Scrollbalkens auf der Time-Line verschoben (scrollen) werden kann (nach links bzw. nach rechts). Dabei wird es auch zugelassen, dass die Bezugszeit selbst aus dem sichtbaren Fenster der Übersicht hinausgescrollt wird, um eine größere Übersicht der geplanten Objekte bzw. der abgeschlossenen Objekte zu erhalten.
Mit einer Default-Einstellung (auch z. B. durch eine Funktionstaste wieder herstellbar) kann der Bediener eine „Standard”-Darstellung wieder herstellen (d. h. Bezugszeit auf einem definierten Ort, Punkt in der Darstellung).
Für jede Anlage gibt es eine anlagenbezogene Default-Anzeigestellung für die Bezugszeit auf dem Übersichtsbild des Monitors des jeweiligen Anlagenleitstandes. Hierbei wird die Linie der Bezugszeit auf einen definierten Ort bzw. Punkt in der Darstellung platziert, um die zur Verfügung stehenden Informationen entsprechend anlagenspezifisch zu berücksichtigen.
Wenn die notwendige zu berücksichtigende Anzahl der Aggregate (Aggregatzeilen) das zur Verfügung stehende Fenster überschreitet, können weitere Aggregate mittels Scrollbalken durch senkrechtes Scrollen (nach oben oder nach unten) der Aggregatzeilen in das sichtbare Fenster hinein verschoben und dargestellt werden.
Einzelne Anlagenaggregate (Aggregatzeilen), die zu einer Anlage gehören (z. B. Anlage Stahlwerk mit den Aggregaten Electric Arc Furnace (EAF), Ladle Furnace (LF), Blast Oxygen Furnace (BOF), Übergabeplatz, etc.), können als Aggregatgruppe durch verschiedene Farbhintergründe (vornehmlich „gedeckte” Farben, wie z. B. verschiedene Grautöne) in der Übersicht zusammengefasst und somit leichter unterschieden werden.
Hiermit ist es möglich, die gesamten Prozessschritte und Wege (Routing) eines Objekts zeitaktuell (in „real time”) zu verfolgen und anzuzeigen. Die Anzeige wird dabei sowohl zyklisch als auch ereignisgesteuert aktualisiert. Die Zykluszeit ist parametriebar und kann von dem Betreiber der Anlagen individuell eingestellt werden. Eine ereignisgesteuerte Aktualisierung ist für bestimmte wichtige Aktionen aus dem Prozess heraus erforderlich, wenn eine sofortige Information den Bediener signalisiert, gegebenenfalls einen notwendigen Eingriff in den Prozess vorzunehmen. Somit verändert sich auf der Basis der zyklischen oder ereignisbasierten Aktualisierungen der Zustand der Anzeige und der Zustand des Objekts von „geplant” über „in Progress” bis zu „fertiggestellt” in Abhängigkeit der zeitlichen Bearbeitungsschritte in den jeweiligen Aggregaten.
Die Anzeige des gemeinsamen Übersichtsbildes erfolgt quasi parallel sowohl auf dem HMI (Human-Machine-Interface) im Leitstand des Stahlwerkes als auch im Leitstand an der Gießanlage mit den gleichen Informationen; die entsprechenden bisher bekannten Überwachungssysteme im Stahlwerk und in den Gießanlage existieren in diesem Falle also weiter parallel zum vorgeschlagenen System. Mit der Anzeige der relevanten Objekte an den jeweiligen Aggregaten werden bei der Anzahl eines Objektes im Übersichtsbild z. B. mit der Maus oder mit dem Trackball auch die zugehörigen Attribute (Qualität, Analysen, Plandaten, weitere organisatorische Kennzeichen und Materialeigenschaften etc.) in einem Pop-Up-Fenster dargestellt.
Die beschriebenen Einsatzbereiche für das Time-Line-Monitoring für Stahlwerke und Gießanlagen ist auch für CSP-Anlagen mit Stahlwerk und/oder CSP-Gießanlagen und CSP-Walzwerken anwendbar. D. h. die Erfindung deckt auch eine übergeordnete Darstellung (Monitoring) der sich in der CSP-Gießanlage, im CSP-Tunnelofen und im CSP-Walzwerk befindlichen Objekte (Chargen und/oder Dünnbrammen und/oder Coils) integriert in einem gemeinsamen HMI-Übersichtsbild mit verschiedenen Anwahl- und Auswahlmöglichkeiten (dialogfähig) ab.
Demgemäß eignet sich der Erfindungsvorschlag zur Realisierung eines Verfahrens zur Überwachung und/oder Steuerung bzw. Regelung von Betriebsdaten, Parametern und Mess- und Prozessdaten mittels visueller und permanenter Kontrolle unter Verwendung eines HMI-Dialoges, angezeigt und bedienbar auf einem Computermonitor in den Leitständen der jeweiligen Anlagen mit dem Schwerpunkt der anlagenübergreifenden Informationsdarstellung mit einem Time-Line-basierten Monitoring integriert in einem gemeinsamen Übersichtsbild (HMI) für Prozessabläufe im Stahlwerk und in der Gießanlage mit verschiedenen Anwahl- und Auswahlmöglichkeiten.
Der Vorschlag umfasst auch eine Datenspeicherung aller notwendigen Daten der Anlagen für das Stahlwerk und die Gießmaschine oder für ausgewählte Daten der Anlagen und Anlagenaggregate in einer gemeinsamen zentralen Datenbank für die visuelle und permanente Kontrolle unter Verwendung eines Dialoges. Die Informationen zu den Objekten kann in einem gemeinsamen Übersichtsbild in einem x-y-Koordinatenschema angezeigt und entsprechend dem Prozessfortschritt aktualisiert werden. Die Aktualisierung erfolgt dabei sowohl ereignisgesteuert gemäß zu vereinbarenden Ereignissen aus dem Prozess als auch zusätzlich zyklisch über eine parametrierbare Zykluszeit. Speziell erfolgt eine zeilenweise Anzeige der notwenigen Anlagen und/oder Anlagenaggregate auf der y-Achse.
Die Darstellung der Informationen kann mittels einer Time-Line-basierten Anzeige (x-Achse) erfolgen, wobei sich die Objektzustände und die zugehörigen Informationen gemäß dem Prozessgeschehen aktualisieren. Dabei werden die gemäß Prozessablauf überwachten Objekte (Chargen) als farbige Balken in der relevanten Aggregatzeile gekennzeichnet und der Status des Objekts sowohl bei der örtlichen Zugordnung (Anlagenaggregat/Aggregatzeile) als auch mit den entsprechenden zugehörigen Informationen versehen. Die Informationen werden entweder direkt angezeigt oder sind durch Bedieneranwahl abrufbar.
Die Anwahl eines Objekts kann dabei durch Auswahl des Objekts mittels Maus oder Trackball und die Anzeige in einem entsprechenden Pop-Up-Fenster erfolgen, wobei eine Abwahl des Fensters gemäß dem MS-Windows-Konventionen vorgesehen werden kann. Vorgesehen werden kann auch eine Scroll-Funktion der Anzeige in der x-Achsenrichtung (Zeitskala) sowohl in die „Vergangenheit” (abgeschlossene Aktionen und/oder Objekte) als auch in die „Zukunft” (zukünftige geplante Aktionen und/oder Objekte). Entsprechendes kann für die y-Achse für die Analgen und/oder Aggregate vorgesehen werden (Aggregatenzeile).
Die Datenspeicherung aller relevanten Daten der Anlagen für das Stahlwerk und die Gießmaschine oder für ausgewählte Daten der Anlagen und der Anlagenaggregate kann in einer gemeinsamen zentralen Datenbank erfolgen. Vorgesehen werden kann allerdings auch ein Verfahren ohne Speicherung und Bereitstellung der Daten in einer gemeinsamen zentralen Datenbank; möglich ist die Umsetzung des Erfindungsvorschlags auch bei physisch verteilten Daten auf den jeweiligen anlagenspezifischen Prozessrechnern.
Das Verfahren ist bevorzugt integriert in die jeweiligen HMIs (Human-Machine-Interface) der anlagenspezifischen Prozessrechner oder integriert in einem übergeordneten separaten Prozessrechner als Leitstandsystem.
Die Anwendung des Erfindungsvorschlags kann auf komplexen Anlagensystemen in Anlagen der Hüttentechnik, wie in Hochöfen, Stahlwerksanlagen, Stranggießanlagen, Walzwerken und CSP-Anlagen mit CSP-Stranggießanlagen, CSP-Tunnelöfen und CSP-Walzwerken als Einzelanlage oder als Anlagenlinie in verschiedenen Kombinationen erfolgen.
Bezugszeichenliste

1: System zur Überwachung
2: Stahlwerk
3: Gießanlage
4: Detektions- oder Messmittel
5: Detektions- oder Messmittel
6: Datenübertragungsmittel
7: Überwachungsanlage
8: Monitor
9: Walzwerk
10: Detektions- oder Messmittel
11: Datenspeicher
12: Hochofen/Schmelzaggregat (Konverter)
13: Stranggießanlage
14: Bezugslinie der aktuellen Zeit
15: Computer
x: Abszisse (Time-Line)
y: Ordinate
TA: aktuelle Zeit
P1: Messwert oder Parameter
P2: Messwert oder Parameter
P3: Messwert oder Parameter

Claims

System (1) zur Überwachung von Prozessen bei der Herstellung und Verarbeitung metallischer Werkstoffe, das aufweist: – ein Stahlwerk (2), in dem ein metallischer Werkstoff hergestellt oder aufbereitet wird, – eine Gießanlage (3), in der der im Stahlwerk (2) hergestellte oder aufbereitete Werkstoff gegossen wird, – Detektions- oder Messmittel (4), um mindestens einen im Zusammenhang mit der Herstellung oder Aufbereitung des metallischen Werkstoffs im Stahlwerk (2) relevanten Messwert oder Parameter (P₁) zu erfassen, – Detektions- oder Messmittel (5), um mindestens einen im Zusammenhang mit dem Gießen des metallischen Werkstoffs in der Gießanlage (3) relevanten Messwert oder Parameter (P₂) zu erfassen, – Datenübertragungsmittel (6), um die von den Detektions- oder Messmitteln (4, 5) erfassten Daten (P₁, P₂) zu einer Überwachungsanlage (7) zu leiten, wobei die Überwachungsanlage (7) einen Monitor (8) umfasst, der ausgebildet ist, um gleichzeitig relevante Messwerte oder Parameter (P₁, P₂) des Stahlwerks (2) und der Gießanlage (3) darzustellen.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin umfasst: – ein Walzwerk (9), in dem der gegossene metallische Werkstoff gewalzt wird, – Detektions- oder Messmittel (10), um mindestens einen im Zusammenhang mit dem Walzen des metallischen Werkstoffs im Walzwerk relevanten Messwert oder Parameter (P₃) zu erfassen, – Datenübertragungsmittel (6), um die von den Detektions- oder Messmitteln (10) im Walzwerk (9) erfassten Daten (P₃) zu der Überwachungsanlage (7) zu leiten, wobei die relevanten Messwerte oder Parameter (P₃) des Walzwerks (9) auf dem Monitor (8) der Überwachungsanlage (7) darstellbar sind.
System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsanlage (7) einen Datenspeicher (11) umfasst, in dem die relevanten Messwerte oder Parameter (P₁, P₂, P₃) des Stahlwerks (2), der Gießanlage (3) und ggf. des Walzwerks (9) speicherbar sind.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Stahlwerk (2) mindestens einen Hochofen und/oder mindestens ein Schmelzaggregat (12) umfasst.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gießanlage (3) mindestens eine Stranggießanlage (13) umfasst.
System nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gießanlage (3) und das Walzwerk (9) als CSP-Gieß-Walzanlage ausgebildet sind.
Verfahren zur Überwachung von Prozessen bei der Herstellung und Verarbeitung metallischer Werkstoffe, das die Schritte umfasst: – Erfassen mindestens eines im Zusammenhang mit der Herstellung oder Aufbereitung des metallischen Werkstoffs in einem Stahlwerk (2) relevanten Messwerts oder Parameters (P₁), – Erfassen mindestens eines im Zusammenhang mit dem Gießen des metallischen Werkstoffs in einer Gießanlage (3) relevanten Messwerts oder Parameters (P₂), – Übertragung der erfassten Daten zu einer Überwachungsanlage (7) und – gleichzeitiges Darstellen der erfassten Daten (P₁, P₂) auf einem Monitor (8).
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Darstellen der erfassten Daten (P₁, P₂) auf dem Monitor (8) so erfolgt, dass die zeitliche Abfolge der erfassten Daten (P₁, P₂) entlang einer Abszisse (x) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die aktuelle Zeit (T_A) als Markierung in der zeitlichen Abfolge der erfassten Daten (P₁, P₂) mittels einer Linie (14) oder eines Balkens erfolgt, der in der entsprechenden Abszissenposition eingeblendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Darstellen der erfassten Daten (P₁, P₂) auf dem Monitor (8) so erfolgt, dass die örtliche Abfolge der erfassten Daten entlang einer Ordinate (y) erfolgt.