EFRE – PIREF

„Europäischer Fond für Regionale Entwicklung -  Prozessdiagnose und integrierte Regelung zur Effizienzsteigerung von Warmwalzstraßen für Stabstahl und Draht“

NRW

PIREF war ein dreijähriges Verbundprojekt aus dem Europäischen Fond für regionale Entwicklung an dem die folgenden Hochschulen und Unternehmen mitwirkten:

• Universität Duisburg-Essen, Lehrstuhl für Umformtechnik, 
  Prof. Dr.-Ing. Paul Josef Mauk
• Hochschule Ruhr West, Institut für Mess- und Sensortechnik,
  Prof. Dr.-Ing. Jörg Himmel
• Universität Siegen, Lehrstuhl für Regelungs- und Steuerungstechnik,
  Prof. Dr.-Ing. Hubert Roth
• EMG Automation GmbH, 57482 Wenden
• SMS group GmbH, 41069 Mönchengladbach

Ziel des Forschungsprojektes war es, durch neue Sensor-, Mess- und Regelungstechnik unter Einsatz von Umformmodellen eine deutliche Effizienzsteigerung des Walzprozesses zu erreichen, da die Steigerung der Produktivität in Warmwalzanlagen für Rundmaterial eine aktuelle Herausforderung für Hersteller und Betreiber der Anlagen- und Verfahrenstechnik ist. Dies setzt eine genaue Regelung des Volumenstromes des Walzgutes unabhängig von den Werkstoffeigenschaften voraus.

Davon ausgehend, dass Werkstoffe in kontinuierlichen Walzstraßen umgeformt werden, spielen bei den heute häufig wechselnden Werkstoffen kleiner Fertigungslosen neben der Produktqualität und der Energieeffizienz auch die Unterhaltungskosten und der damit verbundene notwendige Automatisierungsgrad eine zunehmende Rolle. Wechselnde Werkstoffe in den Walzstraßen bringen aber aufgrund ihrer unterschiedlichen Warmfestigkeit starke Variationen der Walzkräfte und der Breitung in den Gerüsten mit sich. Dadurch tritt eine Querschnitts- und Geschwindigkeitsvariation durch Auffederung der Walzen auf. Diese verändert den Profilquerschnitt und wirkt unmittelbar auf den Walzprozess und die Produktqualität ein, was die Effizienz negativ beeinflusst. Alleine eine betriebssichere Längszugregelung auch für die Aderenden lässt je nach Endquerschnitt eine erhebliche Ausbringungssteigerung erwarten.

Der Lehrstuhl Regelungs- und Steuerungstechnik der Universität Siegen, unter Leitung von Prof. Hubert Roth, dem Geschäftsführenden Direktor des ZEW, führte das Teilprojekt „Signalverarbeitung, Regelungs- und Automatisierungstechnik“ durch und befasste sich in diesem Zusammenhang

• mit der systemtheoretischen Analyse des Walzprozesses basierend auf der Modellierung der Walzanlagen und der Analyse der Sensorsignale, der Störgrößen, der Parameterschwankungen,
• mit der Erstellung eines mathematisch-physikalischen dynamischen Modells der Prozesse, was eine in-situ-Diagnose der Produktqualität ermöglicht, und darauf aufbauend,
• dem Entwurf von Regelkonzepten zur innovativen Verbesserung der Automatisierung des Warmwalzprozesses für Stäbe und Drähte.