Industrial Internet of Things - Pilotprojekt in der Stahlindustrie bei Salzgitter Flachstahl

25.02.2021 | Artikel der Salzgitter Flachstahl GmbH


Das Innovationstempo in der Stahlindustrie zieht kräftig an. Auch Salzgitter Flachstahl setzt in der Produktion auf modernste Anlagentechnik. Jetzt hält das Industrial Internet of Things (IIoT) Einzug in die Kontibeize 2. Die Kontibeize 2 von Salzgitter Flachstahl reinigt bis zu 1,8 Kilometer lange Stahlbänder mit chemischer Verfahrenstechnik von ihrer produktionsbedingten Zunderschicht. In einem kontinuierlichen Prozess werden die Coils abgewickelt, gerichtet, durch vier warme Salzsäurebäder befördert, gereinigt und wieder aufgewickelt. Das gebeizte Warmband geht anschließend direkt zum Kunden - oder wird zur Weiterverarbeitung in die Folgeanlagen transportiert, z. B. in die Tandemstraße.
In der vor rund elf Jahren in Betrieb gegangenen verfahrenstechnischen Anlage erheben zahlreiche Messinstrumente verschiedenste Parameter aus dem Prozess. Fast alle Messgeräte für die Messgrößen Durchfluss, Temperatur, Leitfähigkeit, Analyse und Druck stammen von Endress+Hauser. Die 104 Messstellen in der rund 250 Meter langen Anlage sind teils während der Produktion nicht erreichbar, sodass die Instandhaltungstechniker nur bei Anlagenstillstand auf sie zugreifen können.
Seit dem Produktionsstart der Anlage werden alle Abläufe stetig optimiert. Ein vielversprechendes Pilotprojekt in Sachen IIoT und Industrie 4.0 läuft seit vier Jahren in Zusammenarbeit mit Endress+Hauser. Das IIoT-Ökosystem Netilion generiert einen detaillierten Überblick über die in der Anlage verbaute Messtechnik und hilft dabei, weitere Predictive-Maintenance-Strategien zu implementieren. Ist das Projekt erfolgreich, wollen weitere Unternehmensteile nachziehen.

Digitaler Werkzeugkasten

Mit dem Industrie 4.0 Programm Netilion von Endress+Hauser lassen sich die Wartung und Verwaltung von Anlagen in wenigen Schritten optimieren. Der „digitale Werkzeugkasten“ umfasst die vier Onlinedienste Analytics, Predict, Health und Library sowie eine Scanner-App. Besonders spannend für die SZFG: Die Anzahl und Funktionalität der Anwendungen lässt sich nach seinen individuellen Anforderungen stetig erweitern. Salzgitter Flachstahl nutzt derzeit die Lösungspakete zum Anlagenüberblick und arbeitet perspektivisch an der Implementierung von Strategien zur vorausschauenden Wartung.
Einen umfassenden Überblick über alle installierten Messgeräte verschafft Netilion Analytics. Bisher war in der Kontibeize 2 viel manueller Aufwand nötig, um einen vollständigen Überblick über den Zustand der Feldgeräte zu generieren. Hinzu kam die manuelle Dokumentation der installierten Feldgeräte. In der Kontibeize 2 bei Salzgitter Flachstahl erfasste Netilion Analytics alle 104 Messtechnikteilnehmer im Profibus PA-Netz vollautomatisch in circa einer Stunde. Digitale Abbilder aller verbauten Messstellen werden in der Cloud abgespeichert und um weitere Informationen aus der inzwischen über 40 Millionen Gerätedatensätze umfassenden Datenbank von Endress+Hauser angereichert. Ein Aha-Erlebnis hatte der Projektleiter bei Salzgitter Flachstahl, als er Analytics beim Start in der Kontibeize 2 selbstständig aktivierte: „Da waren zum Teil Profibus-Teilnehmer dran, die ich gar nicht mehr im Kopf hatte. In Einzelfällen haben wir auch Fehler bei der internen Benennung von Messgeräten festgestellt und den Fehler sofort beheben können.“
Praktische Dashboards erleichtern die schnelle Auswertung der installierten Feldgerätebasis und erhöhen die Transparenz. Entscheidungen können zukünftig aufgrund valider Daten schneller und sicherer getroffen werden.

Vorausschauende Wartung

Auch das Lösungspaket zur vorausschauenden Wartung soll den Mitarbeitern der Kontibeize 2 in Zukunft viel Arbeit abnehmen, die Nutzung dieses Lösungspakets ist mittelfristig für den operativen Einsatz geplant. Denn bislang wird die Messtechnik vorbeugend, d. h. nach festen zeitlichen Intervallen gewartet. Die Instandhaltung erfolgt reaktiv nach Bedarf bei einem auftretenden Defekt. Der neue Onlinedienst Netilion Predict macht Schluss mit reaktiver Wartung und ungeplanten Stillständen. Er ermöglicht eine bedarfsgerechte Wartung und Prüfung der Feldgeräte zum passenden Zeitpunkt.

Schnell reagieren und eingreifen

Das Lösungspaket zur Anlagenüberwachung - mit dem integralen Bestandteil Netilion Health - nutzt Salzgitter Flachstahl ebenfalls im Rahmen des Pilotprojekts. Der Projektleiter hat die Möglichkeit, neue Funktionen zu testen, dem Entwicklerteam von Endress+Hauser Feedback zu geben und eigene Wünsche zu platzieren. Health interpretiert automatisch die Geräte Diagnoseinformationen - und vereinfacht damit deutlich den Wartungseinsatz in der Industrie 4.0. Es verwendet die digitalen Daten aus den Messgeräten, um deren Gesundheitszustand mithilfe von Namur NE 107-konformen Symbolen verständlich zu visualisieren. So lässt sich mit Health erkennen, ob ein Messgerät gewartet oder gar ausgetauscht werden muss. Hierzu erscheint nicht bloß ein Fehlercode, sondern eine Fehlerbeschreibung in Klartext sowie verständliche Anweisungen zur Behebung des Fehlers. Der Gesundheitszustand lässt sich vor allem bei Messgeräten mit Heartbeat Technology in einem höheren Detailgrad ermitteln. Aus diesem Grund wurden an kritischen Messstellen bereits ältere Messgeräte durch solche mit der Technologie ersetzt, bzw. ist dies für die Zukunft geplant.
Zusätzlich enthalten ist das cloudbasierte Dokumentenmanagementsystem Library. Das System zum mobilen Asset Management ermöglicht es dem Anwender, Dokumente wie etwa Handbücher und Kalibrierberichte direkt in der Cloud bei den digitalen Abbildern der jeweiligen Messgeräte abzulegen. Die Zeiten, in denen man Dokumente suchen und manuell ablegen musste, sind dank Netilion Library also vorbei. Wenn Library zudem mit dem Tablet PC Field Xpert kombiniert wird, vereinfacht sich nicht nur die Dokumentation der Instandhaltung, sondern auch die Wartungsaktivitäten selbst.

Integration in bestehende Anlagen

Bei Salzgitter Flachstahl wurde das Edge Device, welches zur Herstellung der Konnektivität zwischen IT und OT dient, über zwei Systemkomponenten in das Profibus PA-Netzwerk integriert. „Wir haben schon beim Projektieren der Anlage festgelegt, dass wir die komplette Messtechnik mit dem Profibus PA vernetzen wollen, weil wir hierdurch die Messtechnik instandhaltungstechnisch besser analysieren können“, erklärt der Projektleiter bei Salzgitter Flachstahl.
Im Schulterschluss mit Endress+Hauser hat Salzgitter Flachstahl mit der Einführung von Netilion eine vielversprechende IIoT-Agenda aufgestellt. Die Mitarbeiter der Kontibeize 2 können die Cloud-Lösung gemeinsam mit Endress+Hauser nach den eigenen Anforderungen weiterentwickeln. Wenn sich die Lösung dann bewährt hat und sich das Potential der Anwendungen zeigt, lässt sich das Konzept schnell, einfach und ohne großen Aufwand auf weitere Werke der Salzgitter AG übertragen.

Quelle:
Endress+Hauser Pressemappe des Digitalen Fachpresse-Events vom 4.2.2021
überarbeitet von Jan-Marten Claus, Betriebsingenieur Kaltbreitbandwalzwerk, Salzgitter Flachstahl GmbH