"Cool" staalproductie
Panovens die via een gekoppeld watermanagementsysteem van koelvermogen worden voorzien, behoren tot de vele installaties die worden gebruikt in de staalproductie. De staalfabriek Hüttenwerke Krupp Mannesmann (HKM) in Duisburg, Duitsland, beschikt precies over zo’n opstelling.
In 2019 kreeg ME Engineering uit Marl, Duitsland – een bedrijf binnen het Actemium-netwerk – via installatiebouwer AMR Engineering de opdracht om het volledige pakket aan elektrotechnische installaties en diensten, inclusief softwareontwikkeling, te leveren voor het nieuwe watermanagementsysteem van HKM. Dit systeem maakt deel uit van de twee nieuwe panovens die op de locatie van HKM worden gebouwd. Het volledige dienstenpakket werd samengesteld als onderdeel van een teaminspanning onder leiding van Actemium Division Rhein-Ruhr.
Volgens statistieken van statista.com werd in 2019 ongeveer 40 miljoen ton ruw staal geproduceerd in Duitsland – waarvan een aanzienlijk deel afkomstig was van de staalfabriek Hüttenwerke Krupp Mannesmann (HKM) in Duisburg. Om ervoor te zorgen dat de staalproductiefaciliteiten daar blijven voldoen aan de huidige stand van de techniek, was het noodzakelijk om de bestaande elektrotechnische installaties voor het watermanagementsysteem dat wordt gebruikt voor de koeling van de twee panovens bij HKM uit te breiden.
Naast alle engineering voor de meet- en regeltechniek en de software omvatte het totale contract ook de levering van de laagspanningsschakelinstallatie (LV), een onderbrekingsvrije voeding (UPS) en de procesbesturingstechniek, inclusief remote I/O-systemen. Daarnaast omvatte het ook de volledige installatie en eindinbedrijfstelling, evenals een update van de besturingssystemen van de bestaande installaties. Actemium Division Rhein-Ruhr, dat deze totaalopdracht kreeg toegewezen, heeft vestigingen in de Duitse steden Marl, Essen, Duisburg, Bottrop, Kerken en Wetter.
Engineering op de digitale tekentafel
Samen met Actemium Bottrop plande ME Engineering zowel een nieuwe 2.000 A laagspanningsschakelinstallatie als de automatiseringsschakelkasten met de CAE-oplossing Eplan Electric P8 en de softwaretool Eplan Pro Panel in 3D. De engineering, met name de lay-outs van de schakelkasten, werd in 3D uitgevoerd met behulp van gedetailleerde fabrikantbibliotheken, en de kasttekeningen werden volledig geïntegreerd in de productie van de schakelinstallatie, waardoor de totale doorlooptijd van het project werd verkort.
De reden: doordat de klant al in een vroeg stadium een nauwkeurig overzicht en lay-out van de nieuwe schakelkasten kreeg, konden de afmetingen voor de ruimteplanning en informatie over warmteverliezen direct worden bekeken en gecontroleerd. Hierdoor konden beslissingen sneller worden genomen in nauwe afstemming met de klant en konden fouten in een vroeg stadium worden voorkomen.
Modernisering van bestaande installaties
De volgende stap was het migreren van het besturingssysteem van de bestaande installaties. Dit werd uitgevoerd met het huidige procesbesturingssysteem Simatic PCS 7 van Siemens in een virtuele omgeving, waardoor het mogelijk is om de volledige installatie in Profinet op te bouwen tot aan de veldbussen. In dit geval betekende dit een nieuw gedecentraliseerd periferiesysteem en alle frequentieomvormers voor de hoogbeschikbare automatiseringssystemen.
In plaats van de traditionele horizontale installatie van de in- en uitgangskaarten in de schakelinstallatie, werden deze verticaal in de marshallingkasten geïnstalleerd. Deze opstelling bespaarde aanzienlijk ruimte – bijvoorbeeld door het aantal kasten van twee naar één te reduceren – en maakte optimaal gebruik van de beschikbare ruimte in het transformatorgebouw, terwijl ook een aparte koeleenheid overbodig werd. Tegelijkertijd met de migratie van de bestaande installaties naar een moderne besturingsinfrastructuur werd het besturingssysteem voor het nieuwe watermanagementsysteem verder ontwikkeld en uitgebreid in samenwerking met AMR Engineering.
Installatie en eindinbedrijfstelling
Als onderdeel van een directe opdracht van eindklant HKM leverde Actemium Bottrop een laagspanningshoofdstroomverdelingssysteem, inclusief twee middenspanningstransformatoren. Vervolgens werd de volledige elektrische installatie uitgevoerd, zowel buiten als binnen de transformatorgebouwen. Onder andere wordt de voeding voor de nieuwe laagspanningsverdelers nu direct gevoed vanuit de feeders van de laagspanningshoofdstroomverdeling. Actemium Division Rhein-Ruhr heeft daarmee alle apparatuur op locatie geleverd, van de middenspanningsinstallatie tot aan de aansluiting van actuatoren en sensoren.
De inbedrijfstelling van het volledige systeem vond plaats in september en oktober 2019 en werd, dankzij succesvolle testfasen en aansluitende stand-by service, uiteindelijk medio 2020 afgerond. Met de voltooiing van het project profiteert HKM van toekomstbestendige systemen, verhoogde dataveiligheid voor de IT van de installaties, verbeterde operationele mogelijkheden en – dankzij 3D-engineering – ruimtebesparing in de transformatorgebouwen.
Auteur: A. Schulze Forsthövel, ME Engineering