Qualitätssicherung und Prozessverbesserung durch radiometrische Online-Dicken- und Profilmessung

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1 Qualitätssicherung und Prozessverbesserung durch radiometrische Online-Dicken- und Profilmessung Dr. Andreas Quick R&D Manager Gauging Thermo Fisher Scientific 8. Juni 2011

2 Thermo Fisher Scientific Der führende Partner der Wissenschaft Wir sind der führende Anbieter von Analysegeräten, Ausrüstungen, Reagenzien und Verbrauchsmaterialien, Software und Dienstleistungen für die Entwicklung, Analyse, Forschung und Diagnostik. Führende Marken Größe $10.5 Mrd Umsatz 35,000 Mitarbeiter in 40 Ländern 350,000 Kunden in 150 Ländern 9,800 Mitarbeiter in Europa 21 Standorte in Deutschland Unsere Mission Wir versetzen unsere Kunden in die Lage, die Welt gesünder, sauberer, und sicherer zu machen. Gesünder Sauberer Sicherer 2

3 Thermo Fisher Scientific in Erlangen Seit 1949 Hersteller von Messgeräten zur Dicken- und Schichtdickenmessung sowie von Qualitätsleitsystemen Weltgrößter Hersteller von Messanlagen für bahn- und bandförmige Produkte Einziger Produktionsstandort für Messanlagen R&D, Sales, Service auch in UK und USA Ehemalige Firmennamen: FAG, Eberline, Radiometrie, Thermo Electron 3

4 Dicken- und Profilmessung Messverfahren, Eigenschaften Messung mit ionisierender Strahlung (Röntgen, Gamma, Beta) oder optischen Verfahren (Laser-Triangulation, Infrarot) Einsatz bei flächigen, bahn- und bandförmigen Produkten Messung ist berührungslos und nicht-zerstörend Online, direkt bei der Herstellung auch an Stellen im Prozess, an denen man nicht manuell messen kann Sehr hohe Genauigkeit (0.1 %) Messbereiche 4 Metall mm Aluminium 1 µm 80 mm Kunststoff: > 1 µm

5 Metall-Anwendungen Grobblechgerüst Warmbandstraße Metallbeschichtung Kaltwalzgerüste Prozesslinien Organische Beschichtung & Lackbeschichtung 5

6 Nicht-Metall Anwendungen Non-Wovens Gummi-Kalander Kunststoff-Extrusion Isolationsmaterial (Glaswolle) Textil, Teppich, Kunstleder Flachglas Papier, Beschichtete Verpackungen 6

7 Messanwendungen Beispiel Auto Kunstleder, beschichtetes PVC Flachglas, Plastikfilm Isolationsmaterial Gummi Li-Ion Batterie/Plastickfilm Lackierter Stahl verzinkter Stahl Aluminium 7

8 Beispiel: Aluminum-Messung C-Bügel (Überdruck) Kabelschlepp Detektor (Ionisationskammer) X-Ray Quelle 8

9 Beispiel: Aluminum-Messung X-ray Quelle 9

10 Beispiel: Profilmessung mit RM312 Thickness Cross Profile Fast AGC Thickness Length Profile Crown and Wedge High/Low Spot and Edge Drop Strip Width and Position Strip Flatness Strip temperature profile. Strip speed true transverse fast high resolution insensitive to strip movement fast small spot 10

11 RM312 C-Bügel C-Bügel Edelstahl Wasser-gekühlt Bandbreite bis 2200mm Gewicht: ca. 4 t Scannendes Pyrometer Laserspeed 2 X-ray Quellen, 225kV, 7mA, 1.5 kw Detektor-Array mit max. 640 Detektoren (20 Modules mit 32 Det.) 11

12 12 RM312 Anlagenlayout

13 RM312 Prüffeld Erlangen 13

14 RM312 Installation 14

15 Warum Online-Messung? Vorteile für den Anwender Rohmaterialeinsparungen Sicherung und Verbesserung der Produktqualität Verminderung von Ausschuss Nachweis der Produktqualität und Freigabe des Produkts Kürzere Einstellzeit der Produktionslinie Optimierung des Prozesses 15

16 Messanlagen liefern Messdaten 16 Problem: viele Messdaten

17 Geeignete Archivierung Zielsetzung der Archivierung Qualitätskontrolle (Produktfreigabe) ISO 9000 (QS) Produktanalyse / Produktionsanalyse Prozessanalyse Analyse des Mess- und Regelsystems (dynamisches Verhalten / int. Algorithmen) Anforderung an archivierte Daten Messdaten müssen dargestellt werden Messdaten müssen langfristig verfügbar sein Messdaten müssen offline auswertbar sein Messdaten müssen mit Prozessdaten korreliert werden können Interne Daten des Mess- und Regelsystems müssen analysiert werden können unterschiedliche Lösung: Ziele Archivierte Daten müssen für Zielkonflikt? Archivierung der Messdaten und Messanlagendaten unterschiedliche im iba Anforderungen verwendet werden.dat-format Analyse mit iba-analyzer können 17

18 Geeignete Aufnahme Aufzeichnungsmethode 1 Hardware-Klemme 2 Interne Signale 3 Interne Signale (weite Strecke) 4 Interne Signale (schnell) ibapadu ibafiles Ethernet-Verbindung DPM-S Profibus Sniffer 18

19 Datenarchivierung mit PADU 1 Eigenschaften 1 ms Archivierung Nur analoge Ausgänge Feste Belegung, nicht konfigurierbar Equipment Iba PDA ( HW) Iba PDA-V6 ( SW) Iba FOB2ix ( HW) Iba PADU ( HW) Ausgangsmodul (Thermo HW) M1 (Messstellenrechner) FOB2iX Optical fibre Analogsignale 19

20 Datenarchivierung mit ibafiles 2 ibafiles Messstellenrechner MAS MAS2iba PC Verfahren.DAT-Datei wird auf einem PC mit dem Produkt ibafiles erstellt IbaFiles ist durch Dongle geschützt Die Messanlage liefert Start-Stopp-Trigger zur Dateierstellung Programm MAS2iba, das es erlaubt, bis zu 3.DAT-Dateien gleichzeitig aufzuzeichnen Produkt-bezogen (trigger configurable) Zeit-bezogen (konfigurierbare Zeitdauer, z.b. Shiftreport) Manueller Start/Stopp Für jedes.dat-file gibt es eine eigene Konfigurationsdatei MAS: Measurement Access System Datenaustausch mit Messanlage MAS2iba: Programm zur Erstellung von.dat-dateien 20

21 Datenarchivierung mit ibafiles (2 Messstellen) 2 Eigenschaften ibafiles Messstellenrechner Schicht MAS PC 500 ms Archivierung Interne Variablen Weite Strecken kostengünstig möglich Statisch konfigurierbar Nur offline-auswertung Auch mehrere Messanlagen Equipment Iba Files ( SW) MAS2iba (Thermo SW) MAS2iba Messstellen- Rechner Dicke 21

22 Datenarchivierung über Ethernet 3 Eigenschaften 10 ms Archivierung Interne Variablen Weite Strecken kostengünstig möglich Dynamisch konfigurierbar Equipment Iba PDA ( HW) Iba PDA-V6 ( HW) ba Generic Ethernet ( SW) SpyArchE (Thermo SW) M1 (Messstellenrechner) Spy ArcE Ethernet Ethernet Switch Ethernet 22

23 Datenarchivierung mit Profibus-Sniffer 4 Eigenschaften 1 ms Archivierung Interne Variablen; 512 bool (digital), 420 real (analog) Profibus-Modul notwendig Dynamisch konfigurierbar Equipment Iba PDA ( HW) Iba FOB2iX ( HW) Iba PDA-V6 ( HW) Iba DPM-S ( HW) SpyArchP (Thermo SW) M1 (Gauge Computer) Spy ArcP FOB2iX Optical fibre ProfiBus 23

24 Geeignete Auswertung Iba Analyzer Coil Report Leistungsfähige Graphik Zoom-in Auswertevorschriften können abgespeichert werden Mathematische Funktionen Verknüpfung von Signalen Datenbank-Extraktion (auch CSV) Report-Generator 24

25 Zusammenfassung Vorteile für den Kunden ibaanalyzer ist in der Stahlindustrie bekannt Kurze Anlernphase Kontinuierliche Weiterentwicklung des ibaanalyzers bei iba Erweiterte Auswertefunktionalität Kein Zugriff auf Messsystem für Auwertung notwendig (nur.dat und.pdo) Auswertung auf beliebigem PC 25