Nachdem das Thema Digitalisierung und die einzelnen 4 Schwerpunkte lange von Experten aus den einzelnen Fachbereichen vorangetrieben wurden, war es im Jahr 2021 nun an der Zeit diese Experten zu einem schlagkräftigen Team zusammenzufügen und unter dem Namen „digitales Produktmanagement“ zu führen.

In diesem Beitrag gehen wir genauer auf das Thema digitale Modelle und im speziellen auf die Vorteile der modellprädikativen Regelung (MPC) ein.

Die modellprädiktive Regelung etabliert sich zunehmend zu einem wichtigen Bestandteil moderner Automatisierungslösungen. Auch für den Industrieofenbau bietet sie viel Potential.

EBNER arbeitet intensiv an der Weiterentwicklung von mathematischen Modellen für die verschiedensten Ofentypen. Neben den klassischen Funktionen wie Berechnung der Chargen- oder Bandtemperatur und der Berechnung von optimierten Glührezepten bietet die modellprädiktive Regelung wertvolle zukunftsorientierte Möglichkeiten.

Die modellprädikative Regelung (MPC) kann anhand eines mathematischen Modells des Ofens in die Zukunft rechnen und damit dynamische Vorgänge im Ofen vorausschauend abbilden.

Daraus ergeben sich vielversprechende zukünftige Features, die wir im Folgenden kurz vorstellen.

OPTIMIERUNG DER TRANSITION PHASE

Ein klassisches Beispiel stellt die Optimierung der Bandwechselphase in kontinuierlichen Wärmebehandlungsanlagen dar. Durch vorausschauende Anpassung der Ofensollwerte kann der Bandausschuss entscheidend verringert werden.

Die minimal erforderliche Länge gegebenenfalls notwendiger Transition Bänder kann exakt berechnet und so der Anlagendurchsatz erhöht werden. Eine genaue Berechnung und Aufzeichnung der Bandtemperatur auch in der Transition-Phase erlaubt zudem eine Qualitätsbeurteilung der Bandenden.

OPTIMIERTE ANLAGENFAHRWEISE NACH VERSCHIEDENEN ZIELPARAMETERN

Die modellprädiktive Regelung eröffnet auch neue Möglichkeiten hinsichtlich verschiedener Fahrmodi der Anlage. Neben Fahrweisen mit Schwerpunkt auf maximalen Durchsatz oder minimale Belastung wichtiger Anlagenteile oder Schrottminimierung gewinnen energieoptimierte Fahrweisen zunehmend an Bedeutung.

ROUTINEN FÜR DEN STÖRFALL
Störfälle bedingen häufig eine Neuberechnung verschiedener Ofensollwerte wie z.B. Korrektur der Solltemperatur oder Bandgeschwindigkeit. Um die Produktion aufrecht erhalten zu können kann die modellprädikative Regelung (MPC) korrigierte Glühprogramme für die nächsten Chargen bis zur Störungsbehebung berechnen.

SELBSTOPTIMIERUNG UND PREDICTIVE MAINTENANCE
Kontinuierlich ausgewertete Daten aus der Vergangenheit ermöglichen eine Selbstoptimierung des Systems. Die Plausibilität der Werte der Ofensensorik wird ständig berechnet und so Fehlmessungen und sich abzeichnende Defekte verschiedener Anlagenteile frühzeitig erkannt.

NEUE VISUALISIERUNGSMÖGLICHKEITEN
Hoch-performante Modelle erlauben eine effektive Analyse und Darstellung historischer Daten und Werte. Mehr aktuelle Daten und die von der modellprädikativen Regelung (MPC) vorausschauend berechneten Werte erlauben eine optimierte Planung der Produktion.