Drahtlose und sichere Automatisierung eines Lagers für Stahlcoils bei SSAB in Borlänge, Schweden
Ein führender schwedischer Stahlhersteller ließ sein bisher manuell bedientes Hochlager in Borlänge mit fahrerlosen Staplern und Brückenlaufkrane voll automatisieren. Wesentliches Merkmal des ambitionierten Projekts war die Lagerautomatisierung bei laufendem Betrieb.
Bild 1 – Automatisches Coillager SSAB Borlänge
SSAB Svenskt Stål ist einer der weltweit führenden Stahlhersteller von Sonderstahlgüten. Die Produktpalette des schwedischen Konzerns umfaßt Quarto-, Band- und Feinblech. Produkte von SSAB Svenskt Stål bieten durch ihre Festigkeit, Verformbarkeit und Haltbarkeit einen hohen Mehrwert. Zu den Unternehmen des SSAB-Konzerns gehört die SSAB Tunnplåt AB mit Werken in Borlänge, Luleå und Finspång.
In Borlänge unterhält die SSAB Tunnplåt AB ein 15.000 Quadratmeter großes Lager für Stahlcoils. Die drei Lagerhallen liegen auf der östlichen Seite des Flusses, der das Werk in zwei Teile teilt. Die hier gestapelten Stahlcoils werden lackiert oder beschichtet, versandfertig gemacht oder müssen zum Schneiden auf die andere Flussseite transportiert werden. Im alten Hochlager wurden hoch reichende Stapler manuell zwischen den Lagerregalen hindurch gefahren. Diese Lösung war nicht nur relativ aufwendig und teuer, sie hatte auch zu Personen- und Sachschäden geführt. Nicht zuletzt deshalb entschloss sich SSAB, das Lager von Grund auf zu modernisieren und sicher zu automatisieren.
Umbau bei laufendem Betrieb
Mit dem Umbau, der bei laufenden Betrieb vollzogen wurde, hat SSAB Midroc Electro AB mit dem Konsortialpartner BANG Kransysteme GmbH beauftragt. Beide Unternehmen sind auf den Materialtransport mit Kran- und Lagersystemen spezialisiert. Insgesamt wurden bei dem Umbau 700 Tonnen Stahlständer entfernt. Die voll automatisierten Transportaufgaben übernehmen nun Brückenlaufkrane, fahrerlose AGV-Stapler auf dem Boden und Quertransporter zwischen den Lagerplätzen. Das Lager nutzt die Vorteile der Totally Integrated Automation (TIA). Kran-, Lager- und Sicherheitssysteme kommunizieren drahtlos miteinander. Die neue Steuerungstechnik, Netzwerkkommunikation sowie die drahtlosen Verbindungen für Standard- und Sicherheitssignale ermöglichen SSAB Tunnplåt eine effizientere, straffere und sicherere Lagerverwaltung. 6000 Lagerplätze konnten auf 3000 reduziert werden.
Die AGV-Stapler, die Brückenlaufkrane und die Quertransporter empfangen drahtlos über Profinet Signale darüber, welche Stahlcoils auf welchem Weg an welche Stelle bewegt werden sollen. Der am nächsten stehende AGV-Stapler holt die Rolle. Die Navigation erfolgt über rotierende Laser auf der Oberseite der AGV-Stapler, die mit im Lager verteilten Spiegeln in Kontakt stehen.Das selbst entwickelte Warehouse Management System (WMS) wählt die passenden Fahrtstrecken aus. Dieses Lager- und Logistiksystem ist mit dem erdgebundenen Sicherheitssystem, auch Bodensystem genannt, verbunden. Das Netzwerk des Bodensystems wird für die Ethernet-, Profinet-, fehlersichere Profisafe- und TCP/IP-Kommunikation benutzt. Über Funk kommuniziert das Lagersystem per Sicherheitssystem drahtlos mit Staplern und Kränen. Will das Sicherheitssystem zum Beispiel einen Not-Halt auslösen, erfolgt der Befehl über die Funkverbindung. Vier der insgesamt fünf Krananlagen mit Spannweiten von 29 m und einer Tragfähigkeit von jeweils 28 t wurden von BANG Kransysteme geliefert, der fünfte Kran wurde durch BANG Kransysteme mechanisch umgebaut. Die Unterflasche wurde durch eine Lasttraverse ersetzt, ein elektromagnetisches Andocksystem nachgerüstet und die Coilzange fest eingebolzt. Somit konnte das Lastpendeln auf ein Minimum reduziert werden, welches Grundvoraussetzung für ein schnelles automatisches Coilhandeln darstellt. Midroc electro rüstete den Kran von manuellem auf automatischen Betrieb um. Hauptaufgabe der Krananlage ist nun das automatische Be/Entladen von Eisenbahnwaggons.
Bild 2 – Übergabe Coils zum Transport mit Automated Guided Vehicles
Technische Krandaten:
- Coillagerlänge = 2x 190 m
- Brückenlaufkrane = 2 Stück pro Bahn
- Ein-/ Auslagerungen = 20 Coils / Std.
- ZLK 28ton x 29m
- Einstufung = H2 / B4
- Kranfahrt = 0 – 140 m/min
- Katzfahrt = 0 – 60 m/min
- Heben = 0 – 20 m/min
Drahtlos vernetzte Kommunikation
Bild 3 – Vernetzung im Logistiksystem
Hohe Anlagenverfügbarkeit
Die Anlage erhält ihre Aufträge über die HMI-Software Simatic WinCC. Das Leitsystem überwacht die Abarbeitung und zeichnet die relevanten Prozesswerte zur Nachverfolgung auf. Sowohl zur Unterstützung der Inbetriebnahme, als auch für die Instandhaltung im laufenden Betrieb entschied istWinCC mit der Option Maintenance Station im Einsatz.
Geringere Kapitalbindung im Lager
Durch Umbau und Automatisierung wurden mehr Flexibilität, bessere Zugänglichkeit, größere Sicherheit und vor allem eine Kostensenkung erreicht. Dies wurde unter anderem durch eine Rationalisierung des Materialflusses erreicht, der die Lagerhaltung und damit auch die Kapitalbindung im Lager reduziert. Andere schwedische Großunternehmen wie Volvo, Outokumpu und Sandvik haben bereits von den Vorteilen der SSAB-Lösung gehört und sie sich vor Ort angesehen.
„Das Projekt war eine echte Herausforderung, da Umbau und Installation bei laufendem Betrieb erfolgten, aber der Zeitplan wurde eingehalten. Wir sind mit Midroc als Generalunternehmer, den von BANG Kransysteme gelieferten Anlagen und mit der technischen Ausstattung absolut zufrieden“, resümiert Lars Häger, Projektleiter bei SSAB.
Anlagen- und systemübergreifende Instandhaltung
Wird ein Förderband, eine Verpackungs- oder Abfüllmaschine mit Simatic WinCC bedient und beobachtet, lassen sich instandhaltungsrelevante Informationen aller Automatisierungskomponenten über die Option Maintenance Station visualisieren. Der Instandhalter hat damit einen schnellen Zugriff auf die für seine Arbeit notwendigen Informationen. Bei verfahrenstechnischen Anlagen wird der Instandhalter durch das Meldesystem des Prozessleitsystems unterstützt. Bei Einsatz von Simatic PCS 7 ist das die PCS 7 Maintenance Station. Für den Betreiber einer prozesstechnischen Anlage, bestehend aus Rohstoffzuführung (Inbound-Prozess), Produktionsprozess, Verpackung und Ausgangslogistik (Outbound-Prozess), ist wichtig, dass innerhalb des Instandhaltungsteams kein unterschiedliches Know-how aufgebaut und vorgehalten werden muss.
Bild 4 – Wartungsschema in Verbindung mit Totally Integretad Automation (TIA)
Das so genannte anlagennahe Asset Management ist nur dann wirklich produktiv, wenn der Instandhalter auf einen Blick Diagnoseinformationen der gesamten Prozesskette erfassen kann. Mit Simatic automatisierte Anlagen erfüllen diese Anforderung in besonderer Weise: Aufgrund der Durchgängigkeit von Totally Integrated Automation ist es möglich, mit der PCS 7 Maintenance Station über einen Client auch die Verpackungs- oder Abfüllanlage zu überwachen. Auf einem Rechner lassen sich so die Informationen aus Prozessleittechnik und SCADA-System zentral anzeigen. Darstellung, Logik und Meldungsmanagement sind dabei identisch. Das einheitliche Look and Feel spart Aufwand und führt zu einer hohen Akzeptanz beim Instandhaltungsteam.
BANG Kransysteme GmbH & Co. KG
Kontakt
Peter Knösel
Projektleiter Sonderkrananlagen
+49-37421-485-17
knoesel(at)bang-kransysteme.de
BANG Kransysteme ist ein Systemanbieter von Krananlagen für die Stahl-, Energie- und Au-tomobilindustrie mit Spannweiten bis 50 m und Traglasten bis 500 t. BANG Krane arbeiten unter den anspruchsvollsten Umgebungsbedingungen und helfen weltweit zuverlässig, einen der wichtigsten Prozesse in der verarbeitenden Industrie – den internen Materialfluss – schnell, sicher und effizient zu gestalten, um so unseren Kunden durch kostengünstige und nachhaltige Lösungen Wettbewerbsvorteile zu schaffen. Als ein führender deutscher Hersteller von Krananlagen in Sonder- und Standardausführungen bieten wir unseren Kunden seit 1989 hochwertige und zuverlässige Lösungen für die Intralogistik.
Firmensitze: 3, Mitarbeiter: 100
Midroc Electro AB
Midroc Electro AB ist eines der führenden schwedischen Unternehmen, das sowohl Consulting Services im Bereich Automatisierung anbietet als auch komplette Turn-key-Lieferungen. Der Kundenstamm reicht von großen, überregionalen Unternehmen bis zu kleinen lokalen Firmen.
Firmensitze: 30 Mitarbeiter: 1100
Kontakt: www.midrocautomation.se
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