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CoilControl - die intelligente Kransteuerung und Simulation

Eine unserer kompliziertesten Algorithmen haben wir in diesem Programm implementiert. Coilcontrol ist ein Steuerungsprogramm für Krananlagen in der Stahlindustrie. Große Kräne (Manipulatoren) heben bis zu 4t schwere Stahlcoils durch eine Beizanlage. Je nach Stahlsorte und späterer Verwendung müssen die Coils eine bestimmte Reihenfolge von Beiz - und Spülbecken durchlaufen und dort eine definierte Zeit verbleiben.

Diese Beizprogramme müssen bei herkömmlichen SPS gesteuerten Programmen mühsam für die Anlagengeometrie, die Geschwindigkeiten der Manipulatoren und Behandlungszeiten optimiert werden. Ist das erfolgt, so können sie nur ganz starre Abläufe zulassen, die insbesondere zu Beginn und zum Ende der Charge den Durchsatz stark verschlechtern. Neue Programme konnten nur gestartet werden wenn die Anlage frei von Restcoils der alten Programme sind.

Dieses Programm hat nun folgende Idee realisiert: Wenn der Manipulator einen Coil in den ersten Beizbehälter setzt, dann macht er dies erst, wenn er diesen Coil, unter Berücksichtigung der bereits in der Anlage befindlichen Coils, mit seinen zeitlichen Möglichkeiten bis zum Ende der Anlage oder bis zu einem Übergabepunkt transportieren kann. Ist der Transport dieses Coils möglich, so erzeugt das Programm einen Liste von Anweisungen, mit denen alle Manipulatoren alle Coils durch alle benötigten Beizbäder bringen  kann, bis die Anlage leer ist. Die Abarbeitung des Fahrplan übernimmt die SPS, die die Liste direkt über eine Schnittstelle vom Coilcontrol bekommt.

Erst wenn ein neuer Coil am Eingang der Anlage auftaucht (z.B. durch Stapler), wird der Fahrplan für die gesamte Anlage inklusive der zusätzlichen Coils neu berechnet.   Bei der Neuberechnung kann jedem Coil ein individuelles Programm mitgegeben werden, das z.B. von einen PPS stammen kann.

ILS108 XY

Diese Art der Fahrplangenerierung erlauben folgende Freiheitsgrade beim Betrieb:

  • Beizbäder können der Anlagenkonfiguration einfach hinzugefügt werden, dazu muß nur ein Eintrag mit den Abmessungen und der Position sowie der Funktion (z.B. mit Deckel) in der XML Datei eingetragen werden, die die gesamte Architektur der Anlage enthält.
  • Manipulatoren sind in beliebiger Anzahl definierbar
  • Manipulatoren können in ihren erlaubten Fahrbereichen sowie Werten für Geschwindigkeit und Beschleunigung definiert werden
  • Beizprogramme sind in beliebiger Anzahl im Editor des Programms zu definieren
  • Jeder Coil kann sein individuelles Beizprogramm erhalten
  • Die Beizprogramme können natürlich über ein PPS vorgegeben werden
  • Coils mit unterschiedlichen Programmen können einander überholen
  • Toleranzen bei Behandlungszeiten beschleunigen durch Flexibilisierung den Durchsatz

Das Programm braucht für die Berechnung des gesamten Fahrplans etwa eine Sekunde. Es wurde in C++ entwickelt.

Nachdem es in der ersten Anlage in Deutschland erfolgreich installiert wurde, wurde Coilcontrol in den nächsten Jahren immer wieder optimiert und für viele besondere Anlagenlayouts erweitert und getestet.

Eingesetzt wurde es in Stahlwerken in Deutschland, USA, mehrere in China sowie Indien.