- Kraftmessung
- EdgerKraft
Walzkraftmessung in Stauchpressen
Direkte Walzkraftmessung für präzise Breitenregelung, zuverlässigen Anlagenschutz und hohe Produktqualität in Stauchpressen.
Stauchpressen übernehmen im Walzprozess eine zentrale Aufgabe bei der kontrollierten Breitenreduzierung von Brammen und Vorprodukten. Moderne Anlagen erzeugen dabei Presskräfte von bis zu 2.200 Tonnen und ermöglichen eine Breitenreduktion von bis zu 350 mm. Die dabei auftretenden Kräfte müssen präzise erfasst und überwacht werden, um eine gleichbleibend hohe Produktqualität, einen sicheren Anlagenbetrieb und eine optimale Prozessführung sicherzustellen.
Die Walzkraft ist eine der wichtigsten Prozessgrößen in der Stauchpresse. Eine zuverlässige Walzkraftmessung ermöglicht die kontinuierliche Überwachung der tatsächlich wirkenden Umformkräfte, die Optimierung von Regelkreisen sowie den Schutz der Anlage vor Überlastungen. Gleichzeitig liefert sie wertvolle Daten für Qualitätsmanagement, Prozessoptimierung und moderne Industrie-4.0-Anwendungen.
Für diese anspruchsvolle Messaufgabe kommen zunehmend hochpräzise Walzkraftaufnehmer wie der IMS EdgerKraft Circular zum Einsatz. Der speziell für Stauchpressen in Stahlwalzwerken entwickelte Kraftaufnehmer misst die Walzkraft direkt im Kraftfluss und liefert ein präzises Messsignal für die Prozesssteuerung, den Anlagenschutz und die automatische Breitenregelung (AWC). Im Vergleich zu konventionellen Verfahren, die die Walzkraft über den Hydraulikdruck ableiten, ermöglicht die direkte Kraftmessung eine deutlich höhere Genauigkeit und trägt entscheidend zu einer verbesserten Breitengenauigkeit, höheren Produktivität und konstanten Produktqualität bei.
bis zu 2.200
Tonnen
Breitenreduktion von bis zu 350 mm
Herausforderung bei der Walzkraftmessung
Die Messung der Walzkraft in Stauchpressen stellt hohe Anforderungen an die eingesetzte Sensorik.
Herausforderung bei der Walzkraftmessung
Mit Kräften von bis zu 2.200 Tonnen bewegen sich Stauchpressen in einem Bereich, der besonders robuste und präzise Messsysteme erfordert.
Dynamische Belastungen
Kurze Lastwechsel und schnelle Regelvorgänge verlangen eine hohe Signaldynamik und eine schnelle Signalverarbeitung.
Extreme Umgebungsbedingungen
In Walzwerken wirken zahlreiche Einflüsse auf die Sensorik:
- Vibrationen
- Temperaturwechsel
- Wasser und Kühlmittel
- Zunder und Verschmutzungen
- Dauerhafte mechanische Belastungen
Die eingesetzten Messsysteme müssen auch unter diesen Bedingungen zuverlässige und reproduzierbare Ergebnisse liefern.
Direkte Walzkraftmessung mit dem IMS EdgerKraft Circular
Für Anwendungen in Stauchpressen von Stahlwalzwerken hat sich die direkte Kraftmessung als besonders präzise Methode etabliert. Ein Beispiel hierfür ist der IMS EdgerKraft Circular, ein hochpräziser Walzkraftaufnehmer, der speziell für die Anforderungen von Stauchpressen entwickelt wurde.
Im Gegensatz zu konventionellen Lösungen, die die Walzkraft lediglich über den Hydraulikdruck abschätzen, misst der EdgerKraft Circular die tatsächlich wirkende Kraft direkt im Kraftfluss. Dadurch werden Messunsicherheiten reduziert und eine deutlich höhere Genauigkeit bei der Prozessregelung erreicht.
Technologische Merkmale
Der IMS EdgerKraft Circular basiert auf moderner Dehnungsmessstreifen-Technologie (DMS) und wurde für den dauerhaften Einsatz unter anspruchsvollen Walzwerksbedingungen konzipiert.
Zu den wesentlichen Eigenschaften zählen:
- Direkte Walzkraftmessung für maximale Messgenauigkeit
- Hochpräzise DMS-Technologie
- Robuste mechanische Konstruktion
- Hohe Langzeitstabilität und Reproduzierbarkeit
- Zuverlässiger Betrieb unter extremen Umgebungsbedingungen
- Einfache Integration in bestehende Mess- und Automatisierungssysteme
Einsatz unter schwierigen Umgebungsbedingungen
Stauchpressen stellen hohe Anforderungen an die Messtechnik. Der EdgerKraft Circular ist speziell für den Einsatz unter folgenden Bedingungen ausgelegt:
- Hohe dynamische Belastungen
- Starke Vibrationen
- Temperaturschwankungen und Temperaturextreme
- Wasser und Kühlmedien
- Zunder und Verschmutzungen
- Dauerbetrieb in industrieller Umgebung
Dadurch können auch unter rauen Produktionsbedingungen präzise und reproduzierbare Messwerte bereitgestellt werden.
Vorteile gegenüber druckbasierten Messverfahren
Der größte Unterschied zu konventionellen Verfahren liegt in der direkten Messung der tatsächlich wirkenden Kraft.
Dadurch profitieren Betreiber von:
- Höherer Messgenauigkeit
- Schnellerer Reaktion der Regelung
- Verbesserter Breitengenauigkeit
- Reduziertem Ausschuss
- Höherer Produktivität
- Erweiterter Transparenz des Umformprozesses
IMS EdgerKraft Controller (MMV): Die intelligente Auswerteeinheit für präzise Walzkraftdaten
Eine hochpräzise Walzkraftmessung erfordert nicht nur leistungsfähige Sensorik, sondern auch eine zuverlässige und flexible Signalverarbeitung. Der IMS EdgerKraft Controller (MMV, Modularer Messverstärker) bildet die zentrale Schnittstelle zwischen den EdgerKraft-Kraftaufnehmern und den übergeordneten Automatisierungs- und Regelungssystemen im Walzwerk.
Der Controller kann an jeden IMS RollKraft- oder EdgerKraft-Kraftaufnehmer auf Basis einer Dehnungsmessstreifenbrücke angeschlossen werden und verarbeitet die Messsignale mit hoher Geschwindigkeit und Genauigkeit. Die von den Kraftsensoren erfassten Signale werden zunächst über einen festen Vorverstärker aufbereitet und anschließend digitalisiert. Die komplette Signalanpassung erfolgt softwarebasiert und damit vollständig digital. Dies vereinfacht die Parametrierung erheblich und ermöglicht ein hohes Maß an Flexibilität bei der Anpassung an unterschiedliche Anlagen- und Prozessanforderungen.
Flexibles und modulares Systemdesign
Der Standard-EdgerKraft Controller verfügt über zwei Eingangskanäle für IMS EdgerKraft Kraftaufnehmer. Dank seines modularen Aufbaus kann das System bei Bedarf um bis zu zwei zusätzliche Eingangskanäle erweitert werden, ohne die Verarbeitungsgeschwindigkeit zu beeinträchtigen.
Dadurch eignet sich der Messverstärker sowohl für Neuanlagen als auch für die Modernisierung bestehender Stauchpressen und Walzwerksanlagen.
Nahtlose Integration in die Automatisierung
Für die Anbindung an bestehende Steuerungs- und Leitsysteme stellt der MMV verschiedene Kommunikationsmöglichkeiten bereit:
- Analogausgänge ±20 mA
- Analogausgänge ±10 V
- Feldbusanbindung optional verfügbar
- Unterstützung von EtherCAT
- Unterstützung von Profinet
- Übertragung von Messdaten und Statusinformationen
- Vollständige Fernsteuerung des Controllers über Feldbus
Durch die Feldbusintegration kann der Controller nicht nur Messwerte bereitstellen, sondern auch Steuerbefehle und Konfigurationsdaten empfangen. Dies ermöglicht eine enge Einbindung in moderne Automatisierungs- und AWC-Systeme.
Einfache Nachrüstung und Modernisierung
Vier digitale Ein- und Ausgänge ermöglichen die Einbindung des Systems auch in Anlagen ohne Feldbusinfrastruktur. Dadurch eignet sich der EdgerKraft Controller hervorragend als Ersatz für ältere Elektronikeinheiten.
Ein besonderer Vorteil: Vorhandene IMS-Kraftaufnehmer können weiterhin genutzt werden. Aufwendige mechanische Anpassungen oder der Austausch der Sensorik sind in vielen Fällen nicht erforderlich.
Nahtlose Integration in die Automatisierung
Der EdgerKraft Controller ist in einem robusten Edelstahlgehäuse mit den Abmessungen 350 × 300 × 80 mm untergebracht und verfügt über eine integrierte Bedieneinheit mit:
- Vierzeiligem LCD-Display
- 20 Zeichen pro Zeile
- Vier Funktionstasten
Die Parametrierung und Inbetriebnahme können direkt am Gerät durchgeführt werden. In den meisten Projekten werden die Systeme jedoch bereits vorkonfiguriert ausgeliefert, wodurch sich der Aufwand bei der Installation vor Ort deutlich reduziert.
Erweiterte Diagnose- und Konfigurationsmöglichkeiten
Optional steht die Software EdgerKraft Controller (MMV) Configurator für Windows-Systeme zur Verfügung. Sie ermöglicht:
- Komfortable Konfiguration
- Datensicherung
- Parameterverwaltung
- Offline-Analyse
- Dokumentation von Systemeinstellungen
Dadurch lassen sich Wartungs- und Servicearbeiten effizient durchführen und Systemkonfigurationen jederzeit nachvollziehen.
EdgerKraft Controller - die ideale Ergänzung zum IMS EdgerKraft Circular
In Kombination mit dem IMS EdgerKraft Circular bildet der EdgerKraft Controller ein leistungsfähiges Gesamtsystem für die direkte Walzkraftmessung in Stauchpressen. Während der Kraftaufnehmer die tatsächlichen Walzkräfte direkt im Kraftfluss erfasst, sorgt der Controller für die präzise Signalverarbeitung und die zuverlässige Bereitstellung der Messwerte für AWC-Systeme, Prozessoptimierung und Anlagenschutz.
Das Ergebnis sind präzisere Regelungsprozesse, eine verbesserte Breitengenauigkeit, höhere Anlagenverfügbarkeit und eine nachhaltige Steigerung der Produktqualität im Walzwerk.
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