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Steuerung der Wärmebehandlungsprozessen

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Steuerung der Wärmebehandlungsprozessen

Zu den Grundfunktionen des Steuerungssystems in Bezug auf die Wärmebehandlungsprozesse von Metallen gehören:

  • Messung und automatische Regelung der gemessenen Prozessparameter (Temperatur, Zusammensetzung der Atmosphäre),
  • Steuerung der Ofenmechanismen,
  • Archivierung der Prozessabläufe.
Diese Funktionen werden in den Ofensteuerungssystemen mit Hilfe von folgenden Elementen durchgeführt:
  • Temperatur- und Kohlenstoffpotentialsregler der Ofenatmosphäre,
  • programmierbare logische Steuereinheit (PLC), Bedienereinheit (HMI), Registriergerät oder Computersteuersystem,
  • Computersystem der übergeordneten Steuerung und Archivierung der Prozessabläufe (system SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition – System).
Hauptnutzen aus der Anwendung der Computersysteme der Steuerung und Archivierung der Wärmebehandlungsprozesse, auf die von den Benutzern hingewiesen wird:
  • vollständige und dauerhafte Archivierung aller Parameter des Wärmebehandlungsprozesses,
  • einfache Datenwiedergabe,
  • völlige Kontrolle über Prozessabläufe,
  • Arbeitskomfort (u. a. durch Computersimulierung der Prozessabläufe),
  • Erhöht die Effektivität der Mitarbeiter,
  • größere Wahrnehmung der geleisteten Arbeit,
Unabhängig von den erreichten technischen Effekten (Verbesserung der Genauigkeit und Wiederholbarkeit der Wärmebehandlungsergebnisse) bringt die Einführung des Computersteuersystems sichtbare organisatorische Erfolge im Bereich der Produktionsplanung (Programmierung der Warteschlange für einzelne Öfen) und der Dokumentation der Prozessabläufe, gemäß der Qualitätsnormen (Archivierung und Berichterstattung über Prozessabläufe).

Temperatur- und Kohlenstoffpotentialsregler

Temperatur- und Kohlenstoffpotentialsregler der Atmosphäre mit der Berechnung der Kohlenstoffdiffusion im On-Line-Verfahren

Der Regler PROTHERM 300DIFF, der die programmierte Regelung der Temperatur und des Kohlenpotentials sichert, wird als Standardgerät zur Regelung der Temperatur und des Kohlenstoffpotentials in den Kammer- und Tieföfen zum Aufkohlen eingesetzt. Bei Mehrkammeröfen wird ein Computersystem PROTHERM 500 oder PROTHERM 600 eingesetzt.

An den Regler sind die Thermoelemente zur Temperaturmessung im Ofenraum und an der Sauerstoffsonde angeschlossen. Die Sauerstoffsonde ist ein Standardmessfühler in den Regelungssystemen des Kohlenstoffpotentials. Insgesamt hat SECO/WARWICK ThermAL S.A. - SECO/WARWICK Group über 300 Sauerstoffsonden installiert.

Für die Regulierung des Kohlstoffpotentials in den Bandöfen zum Härten sowie die Regulierung des Taupunktes in Generatoren der endothermischen Atmosphäre wird anstatt einer Standardsauerstoffsonde die Lambda-Sonde als Meßfühler eingesetzt.

SCADA-Computersysteme

SCADA-Computersysteme werden für die Visualisierung und Archivierung der Wärmebehandlungsprozesse eingesetzt:

  • spezialisiertes "PROTHERM 9000/9800"-System der Firma "Process Electronic" für Zementieröfen,
  • kommerzielle "In Touch"-Systeme der Firma "WONDERWARE" oder "iFIX" der Firma "Intellution" für sonstige Öfen.

PROTHERM 9000/9800

Das PROTHERM 9000-System ist ein spezialisiertes SCADA-System für übergeordnete Steuerung und Archivierung der Aufkohlenprozesse mit der Berechnung der Kohlenstoffdiffusion im On-Line-Verfahren. Die Software des Systems stützt sich auf das LINUX-Operationssystem.

Das PROTHERM 9800-System ist eine neue Version des PROTHERM 9000-Systems, das mit einer graphischen Schnittstelle ausgestattet worden ist, die sich auf die in WINDOWS®-System angenommenen Zeichen stützt.

Hauptfunktionen des PROTHERM 9000/9800-Systems:

  • Testen der Prozessrezepturen durch Simulierung des Kohlenstoffdiffusionsprozesses im Off-Line-Verfahren,
  • Steuerung von Prozessen:  Übertragung der Prozessrezepturen oder Sollwerte für Temperaturregler und Regler des Kohlenstoffpotentials sowie Inbetriebsetzung und Kontrolle der Prozessabläufe,
  • Visualisierung der Prozessabläufe in einzelnen Öfen und Belichtung des aktuellen Kohlenstoffsgehaltprofils im Stahl im On-Line-Verfahren,
  • Dokumentieren der Prozesse gemäß der Qualitätsnormen durch die Führung eines elektronischen Arbeitsbuches des Ofens, das sich auf die Datenbasis der Einsätze und den Ausdruck der Berichte über Prozessabläufe für einzelne Einsätze stützt.
Einzelelemente des Steuersystems von Wärmebehandlungsprozessen, darunter eine komplette Kontroll- und Messapparatur, sind in die Schaltschränke eingebaut, die von SECO/WARWICK ThermAL S.A. entworfen und produziert werden