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Vorwort und Danksagung
Vorwort
In dieser Diplomarbeit wurde als Hauptthema eine Dressiergradregelung für die Verzinkungsanlage 1 bei Arcelor - Mittal in Eisenhüttenstadt entworfen. Des Weiteren wird die Modernisierung des Biegestreckrichters / Dressiergerüst genauer Erläutert, diese wurde im Dezember 2008 realisiert. Die Umsetzung erfolgte mittels der SIMATIC Software STEP 7. Die verwendete FM Baugruppe ersetzt einen alten INTEL - Industrierechner (VME Spezialrechnersystem) der die Regelabläufe in die
Programmiersprache C umgesetzt hat.
Danksagung
Diese Diplomarbeit wurde im Fachbereich Ingenieurswissenschaften I der Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin und in Zusammenarbeit mit der Firma IEMA - Industrielle Automation in Berlin/Österreich angefertigt. Ich danke der Firma IEMA, den Kollegen und insbesondere Herrn Ursprung, Herrn Hlava und Herrn Rohrer für die Bereitstellung der sehr anspruchsvollen Aufgabe und die fortwährende Bereitschaft mich zu unterstützen, sei es auf fachlicher oder auf materieller Ebene. Für die fortwährende Betreuung durch Herrn Prof. Dr.-Ing. Jürgen Beuschel und Herrn Prof. Dr.-Ing. Werner Radlbeck der HTW-Berlin - an dieser Stellemeinen allerherzlichsten Dank.
Besonderen Dank widme ich meiner Freundin sowie meinen Freunden. Sie haben mich während des gesamten Studiums und der abschließenden Diplomphase seelisch und auch moralisch unterstützt. Auch meinen Eltern und meiner Schwester möchte ich an dieser Stelle danken, da sie mir überhaupt erst diesen Weg in jeglicher Hinsicht ermöglicht haben.
Berlin, im Juni 2009
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Abbildungsverzeichnis
Bild 1 Bild 2 Bild 3 Bild 4 Profibusübersicht vor dem Umbau…..................................... 7
Bild 5 Bild 6 Bild 7 Bild 8 Bild 9 Bild 10 Bild 11 Bild 12 Bild 13 Bild 14 Bild 15 Bild 16 Bild 17 WinCC - Ausschnitt DG / BSRE……………………………… 23 Bild 18 Entwurf des Biegestreckrichters in AutoCAD…..………….. 24 Bild 19 FM 458 - 1…………………………………………………….… 27 Bild 20 Die CPU 414-3 DP von der Firma Siemens…………………. 28
Bild 21 Bild 22 Bild 23 Bild 24 Bild 25 Bild 26 ET200S der Firma Siemens…………………………………… 33
Bild 27 Bild 28 Bild 29 Bild 30 Bild 31 Bild 32 Umbau / Schrank +41FN13.B…………………………………. 36
Bild 33 Bild 34 Bild 35 Bild 36 Bild 37 Bild 38 Bild 39 Überblick aller Bausteine der CPU 414-3 DP……………….. 42 Bild 40 OB1 Baustein in AWL………………………………………….. 43
Bild 41 Bild 42 Bild 43 Bild 44 Bild 45 Bild 46
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Tabellenverzeichnis
Bild 47 Bild 48 Bild 49 Bild 50 Bild 51 Startmaske für den alten Intel-Rechner……………………… 54
Bild 52 Bild 53 Bild 54 Startbildschirm des D7 - FB - Generator…………………… 57
Bild 55 Bild 56 Bild 57 Bild 58 Bild 59 Bild 60 Bild 61 Bild 62 Bild 63 Bild 64 Bild 65 Bild 66 Bild 67 Bild 68 Bild 69 Bild 70 Bild 71 Bild 72 Bild 73 Bild 74 Bild 75 Bild 76 Bild 77 Bild 78 Bild 79 Bild 80 Bild 81 Bild 82 S-Rolle mit Antriebe……………………………………………. 77 Bild 83 Zugdiagramm…………………………………………………... 77
Tabellenverzeichnis
Tabelle 1 Tabelle 2 Tabelle 3 Tabelle 4 Tabelle 5 Prüfliste für den Warmlauf……………………………………. 48
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Abkürzungsverzeichnis
ACR Anticrimpingrolle AMEH Arcelor Mittal Eisenhüttenstadt AS, DS Antriebsseite, Driveside BA Betriebsart
BD BS BS,OS BSRE
BSS Besäumschere CFC Continuous Function Chart
DB Datenbaustein
DG DS E/A ELC ET GVG GWM HGC IE IL Meldeleuchte
IM LWS OLM OW PG PLC PS SN Schweißnaht
SPR SPS SRS STR UW Unterwalze VISU, HMI, VS Visualisierungssystem VZA1 Verzinkungsanlage1
Abkürzungsverzeichnis / allgemein
bzw. beziehungsweise ca. zirka
d.h. inkl. o.a. z.B.
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1 Einleitung
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. Der Umbau der Anlage hat aber auch den Gesichtspunkt, dass die alte Steuerung keine große Regelungsgenauigkeit vorweisen kann. Desweiteren ist die S5 viel zu langsam. Die Reaktionszeit und die Prozesszeit bei der S7 sind wesentlich schneller. Mittel- bis langfristig sind alle Unternehmen gezwungen, ihre vorhandenen SIMATIC S5 - Steuerungssysteme durch die SIMATIC S7 Baureihe auszutauschen. Dies ist vor allem darauf zurückzuführen, dass nach und nach die Komponenten nicht mehr als Neuware lieferbar sind. 'LSORPDUEHLW0DWWKLDVV)ODFK Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin
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1 Einleitung
Die SIEMENS AG bietet zwar für einige Bauteile noch einen Support an, hierbei müssen aber die defekten Baugruppen ausgebaut und an die SIEMENS AG geschickt werden - S7 Bauteile sind dagegen noch am gleichen Tag neu zu beschaffen. Ein Anlagenstillstand (meist über mehrere Tage) ist hierbei unvermeidlich. Bereits 2007 waren 31% der Bauteile nicht mehr als Neuteil verfügbar. In naher Zukunft wird dies 100% aller Bauteile der Produktfamilie SIMATIC S5 betreffen (maximal bis 2015). Auch bei den SPS Programmierern steigt stetig der Anteil derer, die nicht mehr fähig sind, innovativ eine S5 zu programmieren, ganz zu schweigen vom Nachwuchs, der nicht mehr an dieser Software ausgebildet wird. Häufig treten auch - je nach Alter der Anlage - Probleme mit den vorhandenen, meist veralteten Treibern z.B. COM 525 auf, die auch nur mit den verschiedenen COM Softwarepaketen programmierbar sind. Erschwerend kommt hinzu, dass heutige PCs nicht mehr ohne weiteres DOS fähig sind, ältere Treiber aber nur unter DOS programmierbar sind. Wie in einer Marktwirtschaft üblich, sind bereits heute die Preise für S5 Bauteile weitaus höher, als deren äquivalenten S7 Baugruppen. Auch die Kosten für Wartung, Fehlersuche, Instandhaltung und Programmierung einer SIMATIC S5 Anlage sind im Vergleich wesentlich höher. Hier kann nicht auf schnelle und effiziente Möglichkeiten wie Fernwartung und
Netzwerkunterstützung zurückgegriffen werden, was bei einer stetig weiterentwickelten SIMATIC S7 bereits integraler Bestandteil ist. Gerade unter dem Gesichtspunkt der Betriebssicherheit und der
Produktionssicherung dürfen die oben genannten Fakten nicht unbeachtet bleiben.
Unternehmen, die an einer SIMATIC S5 Steuerung festhalten, gehen dadurch ein Risiko ein, welches nur schwer kalkulierbar ist. Daher sollte aufgrund von Produktions- und Prozesssicherheit, sowie der Vorbeugung eines Anlagenstillstands sorgfältig geprüft werden, ob eines der oben genannten Risiken eingegangen wird. Auch von einer reinen Erweiterung der vorhandenen SIMATIC S5 Anlage mit SIMATIC S7 Komponenten wird abgeraten, da hier zum Einen der Gefahr nicht verantwortungsvoll begegnet und zum Anderen das Niveau der gesamten Anlage im Kern nicht erhöht wird.
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1 Einleitung
Natürlich birgt die Migration von SIMATIC S5 zu einer SIMATIC S7 eine höhere Investition in sich, als eine Instandsetzung der vorhandenen SIMATIC S5. Jedoch bleibt fraglich, ob diese Einsparung auch mittelfristig erhalten bleibt.
Ein Weiterer Vorteil einer SIMATIC S7 Migration ist sicherlich auch, dass dadurch alte Anlagenkonzepte neu überarbeitet werden können. Aber auch die Implementierung neuer und komplexerer Aufgaben wird weitaus kostengünstiger, teilweise sogar ohne Aufpreis. Sollten sich Unternehmen dennoch für ein Festhalten an der bestehenden SIMATIC S5 Anlage entscheiden, ist dies nur zu empfehlen, wenn sich ein ausreichendes Portfolio an Bauteilen, Programmen und Programmiergeräten auf Lager gelegt wird.
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