Retrofit

Retrofit am Wochenende

| Autor / Redakteur: Christian Neuhaus / Bernd Maienschein

Benteler Steel/Tube entwickelt maßgeschneiderte Rohrlösungen für die Branchen Automobil, Energie und Industrie.
Benteler Steel/Tube entwickelt maßgeschneiderte Rohrlösungen für die Branchen Automobil, Energie und Industrie. (Bild: Benteler)

Modernisierung ja, aber nur, wenn die Anlage montags wieder betriebsbereit zur Verfügung steht. Das war die Voraussetzung für den Retrofit, den Unitechnik bei Benteler Steel/Tube am Standort Schloss Neuhaus, einer Division der international tätigen Benteler-Gruppe, umgesetzt hat. Die Anlage wurde in Teilschritten modernisiert, ohne dass es zur Beeinträchtigung der Prozesse im Lager kam. Mit Erfolg.

Benteler Steel/Tube entwickelt maßgeschneiderte Rohrlösungen für die Branchen Automobil, Energie und Industrie. Als strategischer Partner und zuverlässiger Lieferant ist das Unternehmen mit sieben Werken in Deutschland, der Schweiz und den USA präsent. Das ermöglicht einen engen Kontakt und intensiven Austausch mit den Kunden. Durch die integrierte Wertschöpfungskette – von der Erzeugung des Stahls über die Produktion der Rohre bis hin zur Oberflächentechnik – liefert das Unternehmen alles aus einer Hand. Das durch Unitechnik modernisierte Zentrallager in Paderborn ergänzt die Wertschöpfungskette durch die zuverlässige Abwicklung der Logistikprozesse.

Vollautomatisierte Prozesse für schwere und sperrige Güter

Bis zu 8 m lang sind die Rohrbunde, die im 26 m hohen Hochregallager auf einer Grundfläche von 650 m² zwischengelagert werden. 460 große Rohrbunde (Durchmesser 600 mm) und 1800 kleine Bunde (Durchmesser 300 mm) bringt das Unternehmen hier unter. Die Rohrbunde bringen bis zu 3 t Gewicht auf die Waage. Ein- und ausgelagert werden die Bunde vollautomatisiert mithilfe von Regalbediengeräten (RBG) und Bundtransportwagen.

Der Aufbau des Lagers und die Konstruktion der Regalbediengeräte sind dem außergewöhnlichen Transportgut angepasst. Die Rohrbunde lagern auf Kragarmregalen. Jedes dieser Regale ist 24 m hoch und 9,5 m breit. Auf beiden Seiten befinden sich 32 Kragarmfächer, die zwei kleine oder einen großen Rohrbund aufnehmen können. 23 dieser Regale stehen voreinander, sodass zwischen zwei Regalen ein 1,20 m breiter, 10 m langer und 24 m tiefer Schacht entsteht. Oberhalb dieser Regale sind zwei Brückenkrane montiert. An vier Seilen senken sie jeweils eine Traverse in den Schacht zwischen zwei Regalen ab. An der Traverse sind zwei Lastaufnahmemittel montiert, die ein großes oder zwei kleine Rohrbunde auf die Traverse heben. Nach dem Anheben der Traverse fährt das RBG oberhalb des Lagers zu einer von zwei Absenkpositionen. Hier warten unten am Boden jeweils zwei Bundtransportwagen, um die Rohrbunde in den Versandbereich zu fahren.

Die Wartung und die Instandhaltung in 26 m Höhe sind mit hohem Aufwand verbunden. Eine möglichst störungsfreie Technik war für Benteler daher eine grundlegende Voraussetzung für nahtlose Logistikprozesse und eine zukunftssichere Ausrichtung der Anlage.

Retrofit an Wochenenden: Umbau fast ohne Stillstandszeiten

Wichtig war für Benteler vor allem eine Modernisierung der Antriebs- und Steuerungstechnik in einzelnen Teilschritten. „Für uns kam ein Umbau nur in Betracht, wenn die Verfügbarkeit der Anlage nicht für mehrere Wochen beeinträchtigt würde“, so Manfred Gieschen, Leiter Prozessoptimierung bei Benteler Steel/Tube. „Unitechnik hat die einzelnen Arbeitsschritte so geplant, dass die Anlagenverfügbarkeit und somit die zuverlässige Produktlieferung an unsere Kunden immer gewährleistet war.“ Unter der Woche nahm Unitechnik kleinere Umbauarbeiten vor, die den Betrieb nicht störten. Die neue S7-Steuerung installierte das Unternehmen parallel zu den bestehenden S5-Steuerungen und konnte so die neue Software testen. Komplett heruntergefahren wurden die alten Steuerungen nur an Wochenenden. Die Umbauten, die Unitechnik an den Wochenenden zunächst zu Testzwecken vornahm, konnte der Automatisierungsspezialist vor Wochenbeginn so zurückbauen, dass Benteler die Anlage wieder wie gewohnt betreiben konnte. Begonnen haben die Umbauarbeiten mit dem Austausch der alten Gleichstrom-Antriebstechnik. Der finale Umbau erfolgte sechs Monate später. Danach gab es noch Restarbeiten, Erweiterungen und Einsätze zum Rückbau alter Komponenten und alter Verkabelung.

Zentrale Steuerungstechnik: Aus drei mach eins

Vor der Modernisierung durch Unitechnik gab es insgesamt drei Simatic-S5-Steuerungen im Lager. Für einen Teil der Anlagensteuerung war eine Zentralsteuereinheit verantwortlich. Je zwei weitere Steuerungen fuhren auf den RBG mit. Um Zukunftssicherheit zu gewährleisten und die Wartung zu vereinfachen, hat Unitechnik die Steuerungstechnik der Anlage auf eine einzige landseitige S7-Steuerung zentralisiert. Auf den RBG kommt dezentrale Peripherie zum Einsatz, also digitale Ein- und Ausgangsbaugruppen, die über Profibus mit der zentralen Steuerung kommunizieren. Die Signalübertragung auf die Fahrzeuge erfolgt mittels Profibus-Datenlichtschranken.

Millimetergenaue Positionserfassung via Laser

Für die 24/7-Verfügbarkeit der Regalbediengeräte ist die exakte Positionsüberwachung ein wichtiger Faktor. Vor dem Retrofit wurde die Position über Drehgeber erfasst, die von einem Zahnrad und einem Riemen angetrieben wurden – ein mechanisches und damit störungsanfälliges System. Die veraltete, mechanische Lösung ist einem berührungslosen Lasererfassungssystem gewichen. Am Hubantrieb der RBG, der sich auf der Kranbrücke befindet, ist ein nach unten gerichtetes Lasergerät installiert. An der Traverse befindet sich ein Spiegel, der diesen Laserstrahl reflektiert. Über die Lichtlaufzeit erfolgt eine millimetergenaue kontinuierliche Messung der Traversenposition. An den Fahrwerken der RBG hat Unitechnik die veraltete Technik durch ein Barcode-Positioniersystem ersetzt. Entlang der gesamten Fahrstrecke der Brücke wurde dort ein Barcodeband aufgebracht. Dieses wird von einem auf der Brücke installierten Lesekopf mittels Laserstrahl abgetastet. Die Position des RBG lässt sich so bis auf Zehntelmillimeter genau erfassen. Diese neuen Positionserfassungssysteme kommunizieren mittels Profibus mit der zentralen Steuerung.

Visualisierung vereinfacht die Fehlersuche

Im Zuge des Retrofits hat Unitechnik darüber hinaus die eigene Anlagenvisualisierung „UniWare-VISU“ auf den neusten Stand gebracht. Benteler kann jetzt stufenlos bis auf die Sensorebene hineinzoomen und den Anlagenstatus abfragen. Auf einen Blick lässt sich so beispielsweise feststellen, ob irgendwo in der Anlage ein Sensor ein falsches Signal sendet. Das vereinfacht die Fehlersuche deutlich. Auf den RBG hat Unitechnik je ein neues Bedienpanel installiert, das Benteler eine leichtere Vor-Ort-Bedienung ermöglicht, falls ein Mitarbeiter die Fahrzeuge betreten muss. Mitarbeiter können über das Panel alle Funktionen des RBG von Hand fahren.

Moderne Komponenten erhöhen die Verfügbarkeit

Eine weitere Herausforderung für Benteler vor dem Retrofit war der Umgang mit den elektrischen Bauteilen in der Anlage. Für den Fall, dass jetzt eine elektrische Komponente im Lager ausfällt, ist mit den modernen Baugruppen eine schnelle Ersatzteilverfügbarkeit sichergestellt. Darüber hinaus ergibt sich für Benteler eine Zeitersparnis, da auch die Fehlersuche durch die neuen Komponenten besser unterstützt wird. Fehlermeldungen an den Regalbediengeräten lassen sich nun an der zentralen Steuerung in Echtzeit auslesen und analysieren. Mitarbeiter müssen nicht mehr unter das Hallendach zu den RBG klettern, um an deren Steuerung nach dem Fehler zu suchen. Neben der Zeitersparnis wird so das Risiko einer Verletzung der Mitarbeiter im Lager minimiert.

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„Wir schätzen Unitechnik als verlässlichen Partner, der uns bereits 1990 beim Bau des Lagers unterstützt hat. In den Vorgesprächen zum Retrofit hat uns zudem überzeugt, dass Unitechnik die geplanten Maßnahmen detailliert aufgeschlüsselt hat und uns die nötige Anlagenverfügbarkeit garantieren konnte“, erklärt Manfred Gieschen. ■

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* Christian Neuhaus ist Projektleiter bei der Unitechnik Systems GmbH in 51674 Wiehl, Tel. (0 22 61) 9 87-0, info@unitechnik.com

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