State-of-the-art-automatisering fremtidssikrer produktion af olirør
De kommende 3-4 år skal National Oilwell Varco i Kalundborg (NOV) have udskiftet el-tavler, PLC-styringer og brugergrænseflader på 11 store produktionsmaskiner. Det sker med hjælp fra DI-Teknik.
Et stort moderniserings- og standardiseringsprojekt er startet på NOV´s produktionsanlæg i Kalundborg. I alt 13 produktionslinjer skal i årene 2014 – 2020 levetidsforlænges. Heraf de 11 produktionslinjer i løbet af de næste 3-4 år. Opgaven er tilfaldet DI-Teknik, som hjælper NOV med udskiftning af el-tavler, PLC-styringer og nye brugergrænseflader til operatørerne. Det store projekt er en øvelse i planlægning, projektstyring og samarbejde, så produktionen af fleksible rør hos NOV kan fungere med størst mulig oppetid.
»Det overordnede mål er at få hele vores fabrik og alle produktionslinjer opgraderet, moderniseret og standardiseret, så vi får en optimeret produktion og højere sikkerhed. Det handler både om at levetidsforlænge anlæggene, men også om at vi skal have optimeret den daglige drift, så der er færre fejl og driftstop, og vi opnår en bedre styring af maskinerne og dermed får en produktivitetsforbedring,« siger Rune Wissing, overordnet projektleder hos NOV i Kalundborg.
Virksomheden producerer fleksible rør, enkelte op til 10 kilometer lange, der bruges, når olie og gas skal transporters fra brønde på havets bund og op til overfladen. Det stiller meget store krav til rørenes design, fysiske styrke og fleksibilitet. Og det stiller store krav til de maskiner, som skal fremstille rørene på NOV´s fabrik i Kalundborg. Det er enorme størrelser og fysiske kræfter, der er på spil. Kravene til såvel automation som de elektriske og mekaniske anlæg er ligeledes meget omfattende.
Men tiden er ved at løbe fra flere af anlæggene og deres styringer hos NOV.
»Vi nærmer os en situation, hvor nogle anlæg og komponenter er så gamle, at det begynder at blive et problem med at skaffe reservedele og dermed at få repareret vores anlæg. Vi har også oplevet, at vores PLC-styringer har været fejlbehæftede, så der er brug for en opgradering af hele vores PLC-styring,« siger Bent Lodberg, projektleder for automationsfornyelsen hos NOV.
Professionel håndtering
Opgaven med at levere nye el-tavler, nye PLC-styringer (SIMATIC S7) og nye brugergrænseflader er gået til DI-Teknik, som tidligere har hjulpet NOV med at opgradere og standardisere et såkaldt carcass-anlæg. Under den nuværende kontrakt er foreløbig 1 produktionslinje til trykarmering af de fleksible rør og 1 produktionslinje til Extrudering, blevet moderniseret. Nu mangler yderligere 11 ud af i alt 13 produktionsmaskiner. Hele projektet skal være afsluttet i 2020.
»DI-Teknik har vist en forståelse for vores situation, som vi ikke har oplevet med andre leverandører. De har engageret sig og været i stand til at give os kompetent rådgivning og modspil i beslutningsprocesserne. DI-Teknik har været gode til at sætte sig ind i vores arbejdsgange og alle de nødvendige tekniske processer. De har håndteret opgaverne, uden at der falder noget ned ”mellem stolene”. DI-Teknik har klare standarder for at håndtere de forskellige faser af projekterne. I det hele taget er alt eksekveret meget professionelt, og det har givet os en tryghed undervejs, siger Rune Wissing.
Ikke mindst risikovurderingen af anlæggene jf. Maskindirektivet har været en meget vigtig del af projektet og vil være det fremover i alle de kommende anlæg, der skal moderniseres.
»Maskindirektivet har været en vigtig rettesnor i projekterne. Vi ønsker både en maksimal driftssikkerhed, men også en fysisk sikkerhed for vores medarbejdere. I samarbejde med DI-Teknik har vi fået forbedret arbejdsmiljøet og sikkerheden omkring vores anlæg,« siger Bent Lodberg.
Arbejdet har krævet, at DI-Teknik fik nøje kendskab til hver eneste komponent og maskindel for at kunne udføre dokumentationen. Som en ekstra gevinst får NOV nu en fuldstændig fyldestgørende og opdateret teknisk dokumentation af sine anlæg.
»Vores maskiner har forskellig alder og er typisk bygget om flere gange, og der har manglet en opdateret teknisk dokumentation. Den får vi nu fra DI-Teknik efterhånden som anlæggene bliver moderniseret og standardiseret de kommende år,« siger Bent Lodberg.
Nye tavler og ny brugergrænseflade
På trykarmeringslinje 1 bestod det oprindelige setup af flere selvstændige styringer fra forskellige PLC-generationer, Siemens S5-115 og S7-400.
S5 PLC’en var den oprindelige styring til maskine. S7-delen var en senere ombygning af maskinen til at håndtere ”kurvestyringen” som bl.a. styrer momentreguleringen for de fire spoler til materialetilførsel af tråde. Effekter og signaler til ”kurven” foregik via slæberinge.
Operatørbetjeningen bestod af Siemens S5 OP-panel, lokale betjeningsknapper og Zenon HMI-interface, som var kommet til samtidig med den nyere S7-kurvestyring.
Der var i de ”gamle” styre/effekttavler mange komponenter fra tidligere udgåede maskindele som følge af optimeringer af maskinlinjen over tid.
Det nye setup
Udskiftning af alle styre- og effekttavler og ny betjeningspult med 19” HMI-interface bygget på DI-Tekniks eget værksted. Kommunikation som Profinet mellem PLC, remote i/o, AC- og DC-drev.
Til den nye kurvestyring der er placeret på rotoren, bliver anvendt Wireless Profinet. Da produktion er meget sårbar, er der som backup-løsning lavet dubleret Profibus over slæberingene med SIMATIC powerrail booster. Wireless løsningen virker upåklageligt, og det har derfor ikke været nødvendigt at bruge backup-løsningen.
Styre- og effekttavler er opbygget med SIMATIC S7-400 failsafe og S7-ET200M-noder. Til styring af AC-motorer er der anvendt G120-drev og Sirius compact startere med I/O link, og for DC-motorer er anvendt DCM drev.
De forskellige betjenings- og driftsmåder er defineret i risikovurderingen, og i de situationer hvor der er behov for, at operatøren skal betjene maskinen med afskærmningen åben, forgår det ved sikker lav hastighed og med bl.a. trepunktshåndtag.
Alle adgangsveje til maskinen er opdateret med nye tvangskoblinger (lågekontakter) der overvåges fra failsafe PLC’en.
DI-Teknik har også designet en ny grafisk brugergrænseflade med SIEMENS WINCC til betjeningen af de PLC-baserede produktionsanlæg. En standardiseret brugergrænseflade giver en mere optimal og sikker betjening med færre fejlmuligheder for operatørerne, og den nye brugergrænseflade kan bruges som en ny standard på alle 13 produktionslinjer, hvor der indtil nu har været forskelle i brugergrænsefladen fra anlæg til anlæg.
Inden DI-Teknik leverer den nye løsning til NOV har den gennemgået både en Factory Acceptance Test (FAT), en Site Acceptance Test (SAT) og en afsluttende afprøvning under normal produktion, hvor skal anlægget køre i 30 dage uden at fejle.
»DI-Teknik agerer fuldt professionelt i alle aspekter af de opgaver, der skal løses. Det er meget vigtigt for os, at tidsfrister overholdes, så vores produktion ikke ligger stille længere end planlagt, og foreløbig er alt gået som planlagt. Vi oplever allerede en optimeret drift af det første anlæg, som er moderniseret og ser frem til at få de øvrige anlæg fremtidssikret,« siger Rune Wissing.
Omfattende projektstyring
Hos DI-Teknik er der stor tilfredshed med, at det er lykkedes at blive leverandør til NOV´s omfattende moderniserings- og standardiseringsprojekt.
»Vi opfatter det som en kæmpe anerkendelse af vores tekniske og projektmæssige kompetencer. Vi leverer både ”state of the art” tekniske løsninger og en omfattende projektstyring, som betyder at alle frister bliver overholdt, så produktionen på fabrikken ikke ligger stille et sekund længere, end det er aftalt,« siger Rasmus Thygesen, direktør i DI-Teknik.
»Så vidt muligt i så langvarigt et projekt, bestræber DI-Teknik sig på at stille med samme hold medarbejdere hele vejen igennem, så der skabes en faglig kontinuitet og dermed optimale arbejdsgange for projektet« siger Rasmus Thygesen videre.
Når det gælder projektstyringen, er tidsfaktoren meget vigtig. Selve nedlukningen af produktionslinjerne skal være så kort som mulig.
»Vi står over for en langvarig og stor opgave med mange forskellige produktionsanlæg, hvor ikke to anlæg er helt ens. I princippet er det unikke produktionslinjer. Det er forfra med hvert anlæg, når der skal laves styringer og risikovurderinger. Kun når det gælder design af brugergrænsefladen kan vi genbruge vores løsninger fra anlæg til anlæg. Vi tilstræber meget stramme tidsplaner for selve udskiftningsarbejdet, som jo kræver nedlukning af produktionen. Derfor kører vi med lange arbejdsdage i de uger, hvor udskiftningen er i gang, og de første moderniserede anlæg er leveret produktionsklar til tiden,« siger Rasmus Thygesen.