Elektrolyseceller hos Hydro Aluminium, Karmøy. Det er til sammen 288 celler i fabrikken. Denne hallen er om lag 800 meter lang.Eldre styringssystem fra 1982 ble skiftet ut med moderne pls-anlegg i 2014 - 2015, levert av Goodtech Projects & Services (Bilde: Hydro)
Det gamle franske systemet fra 1982 hadde mekaniske brytere og et lite display som ga begrenset informasjon. (Bilde: Hydro)
Hydro Aluminium, Karmøy. Fra venstre: Kjell Lie, prosjektleder Hydro, Helge Eriksen, automasjonsingeniør, Hydro, Sebastian Kminikowski, Goodtech Projects & Services, Bjarne Hauge, systemansvarlig og driftsansvarlig for styresystemet og Håkon Langdal, regiondirektør Goodtech Projects & Services. (Bilde: Joachim Seehusen)
Hydro Karmøy satser på bedre styring av samtlige 288 elektrolyseceller. (Bilde: Norsk Hydro)

Hydro Karmøy

Setter verdensrekord med nytt styringssystem

Elektrolysehallene på Hydro Aluminiums fabrikk på Karmøy har fått helt nytt styringssystem. For to av løsningene som er valgt er Hydro sannsynligvis først i verden.

  • Nyhetsbrev

Karmøy Metallverk

  • Startet produksjonen i 1967, den gang med andre eiere.
  • Overtatt av Hydro i 1973.
  • Produserer nå 191 000 tonn primæraluminium hvert år, og 255 000 tonn støperiprodukter per år.
  • Anlegget på Karmøy er involvert i hele verdikjeden fra produksjon av primæraluminium til videreforedlede produkter. Det er også FoU-aktivitet på Karmøy.
  • Anlegget for produksjon av primæraluminium har 288 produksjonsceller og er et av Europas største anlegg.

Verdens reneste aluminiumsverk

  • Det er nå besluttet at Hydro skal investere 3.9 milliarder kroner i nok en produksjonslinje med 60 elektrolyseceller.
  • Dette blir et pilotanlegg der Hydro tar i bruk sin nyeste versjon av HAL, kalt HAL 4e.
  • Dette har vært testet i et forsøksanlegg i Årdal.
  • Målet er å redusere energibruken til 12,3 kWh per kilo produsert aluminium. Det skal gi lavere CO2-avtrykk enn noe annet aluminiumsverk.
  • De nye cellene kan tidligst stå klare til produksjon i annet halvår 2017. Årlig produksjon er estimert til om lag 75 000 tonn.

Karmøy: På aluminiumsfabrikken til Hydro på Karmøy begynte livet til styringssystemet for elektrolysecellene å gå mot slutten. Feilene ble flere, og det var vanskelig å få tak i deler. Med mekaniske brytere og en liten LCD-skjerm med begrenset informasjon på seks siffer var det åpenbart for selv de ukyndige at anlegget fra 1982 ikke lenger var på høyden.

PLS-er kommer inn

I 2008 ble det startet et prosjekt for fornyelse. Tre år senere ble beslutningen tatt, og Goodtech Projects & Services fikk oppdraget med en pilotinstallasjon.

Den besto av PLS-er i kombinasjon med nytt datasenter, ny infrastruktur og kommunikasjon. Det er 288 elektrolyseceller i anlegget, og sammen produserer disse 190.000 tonn aluminium i løpet av et år. 

– Vi kjørte pilotforsøk på to celler i to år. Da kjørte vi parallelt med det gamle systemet, vi samlet data og vi sammenlignet, forteller Kjell Åge Lie, prosjektleder for nyinstalleringen hos Hydro.

Mens det gamle systemet sendte data hvert femte minutt, logger det nye oftere enn hvert sekund. Det er kanskje den utbedringen som drifts- og systemansvarlig Bjarne Hauge setter mest pris på.

– Det gir helt andre muligheter til å overvåke, til å oppdage uregelmessigheter og til å gjøre endringer raskt, sier Hauge.

Les om: Enestående jernbaneanlegg

Copy-paste

Ved å velge en løsning med pilotanlegg som gikk parallelt med det gamle kunne alle endringer gjøres ferdige, og feil kunne oppdages og rettes før endelig installasjon. Dermed blir de resterende 286 cellene «copy-paste». Det var planlagt å kjøre pilotanlegget i ett år, men det ble to, hovedsakelig fordi beslutningen om å skifte dro ut. For nødvendige justeringer hadde ett år vært tilstrekkelig. Da Automatisering besøkte fabrikken på Karmøy var styringssystemene på om lag halvparten av cellene skiftet.

Ved utskiftingen blir det koblet til et midlertidig mobilt system, laget for denne jobben. På en tralle flyttes det fra celle til celle. Når kablene er midlertidig koblet overtar det styring og kontroll. Dermed kan folkene fra Westcon Power & Automation AS enkelt koble ut de gamle kabinettene før de monterer og kobler til de nye og kobler fra den midlertidige.

Les også:  Byggautomatisering til besvær

Hydro Aluminium, Karmøy. Fra venstre: Kjell Lie, prosjektleder Hydro, Helge Eriksen, automasjonsingeniør, Hydro, Sebastian Kminikowski, Goodtech Projects & Services, Bjarne Hauge, systemansvarlig og driftsansvarlig for styresystemet og Håkon Langdal, regiondirektør Goodtech Projects & Services.
Hydro Aluminium, Karmøy. Fra venstre: Kjell Lie, prosjektleder Hydro, Helge Eriksen, automasjonsingeniør, Hydro, Sebastian Kminikowski, Goodtech Projects & Services, Bjarne Hauge, systemansvarlig og driftsansvarlig for styresystemet og Håkon Langdal, regiondirektør Goodtech Projects & Services. Joachim Seehusen

Proprietært er normalt

Regiondirektør Håkon Langdal hos Goodtech bekrefter at proprietære løsninger fortsatt er normalsituasjonen for cellestyring, eller elektrolyse i aluminiumsindustrien. Trenden er at flere benytter PLS for cellestyring og Rockwell har gode referanser fra andre aluminiumsverk.

– Vi kjenner ikke til at PLS-er er brukt til POT-kontroll mange steder i verden, Hydro på karmøy er en av de som er først ute, sier Langdal.

Australske Sebastian Kminikowski er senior project engineer hos Goodtech og har vært ansvarlig for utviklingen og designet av anlegget til Hydro. Han bekrefter at PLS-er fra enhver anerkjent produsent kunne vært benyttet.

– Men få andre har den kompetansen på elektrolyseceller som Rockwell. Det er kompetansen hos leverandøren som er viktig, ikke selve PLS-ene.

Det er sterke magnetiske felt i produksjonshallen, og disse varierer mye. Det er variasjonen som kan bli en utfordring. Anleggene er også montert uten jording, det fører til at metallskap er uaktuelt. Rockwell har dokumenterte løsninger for disse problemstillingene.

Datasenter

Oppgraderingen av elektrolysestyringen hos Hydro på Karmøy omfatter mer enn PLS-er. De har også fått et nytt datasenter. Nå er migrering av data inn i det nye datasenteret godt i gang, og de tradisjonelle serverne skrus av. All data samles nå i dette ene datasenteret, levert av Evry i Haugesund.

Nå blir det for første gang mulig å bruke mobil eller nettbrett til å håndtere alarmer, justere innstillinger og følge med på anlegget også uten pc.

– Det er en fordel at vi nå får et integrert system. Likevel kan vi hente alarmsystemer eller HMI-systemer fra uavhengige leverandører, sier Lie

– Det er ikke komponentene som er utfordrende når dette skal designes, men det å få til et helhetlig system med god flyt av data hele veien som gir nye integrasjonsmuligheter i fremtiden, poengterer Kminikowski.

Han forteller at en av fordelene med Rockwell er at de har dokumenterte løsninger hele veien og protokoller som sikrer problemfri flyt av data mellom de forskjellige delene av systemet, fra PLS-en og frem til operatør.

Les også:  Vil fornye symbolbruken

Safety

Et annet spennende forhold ved det nye styresystemet er safety-løsningen. PLS-ene er splittet i to uavhengige kretser, en for sikkerhet og en for prosess. Det har vært et langt lerret å bleke som startet med at Hydro laget en risikoanalyse. Den førte til visse krav som igjen førte til forslag fra Goodtech og Rockwell. Dette ble så verifisert av flere parter før det til sist endte på pulten til professor Tor Onshus på NTNU.

– Det stemmer at det har vært gjort en svært systematisk analyse her for å finne ut hva som er farlig, og deretter velge rette produkter og løsninger, bekrefter Onshus.

– Vi kjenner ingen andre som har gjort dette, sier Kminikowski.

Bjarne Hauge forteller at de høye kravene til sikkerhet skyldes den høye strømstyrken som går gjennom anlegget.

– Anoden senkes ned og løftes opp for hele tiden å holde riktig nivå i forhold til smelten og oksidet som ligger i cellen. En ting er lekkasjer, det er i hvert fall håndterbart. Verre blir det om anoden trekkes opp over smelten. Det vil oppstå lysbuer og faren for brann blir stor. Det går 240kA gjennom dette systemet.

Les om:   Sikkerheten øker etter ulykker