Producción de acero

Los hornos de cuchara alimentados con energía de refrigeración mediante un sistema de gestión del agua conectado son uno de los muchos dispositivos utilizados en la producción de acero. La acería Hüttenwerke Krupp Mannesmann (HKM) en Duisburg, Alemania, tiene exactamente este tipo de configuración. En 2019, ME Engineering con sede en Marl, Alemania -una empresa de la red Actemium- se adjudicó el contrato, a través de la empresa de ingeniería de plantas AMR Engineering, para proporcionar todo el alcance de los equipos y servicios eléctricos, incluido el desarrollo de software, para el nuevo sistema de gestión del agua de HKM. Este sistema forma parte de los dos nuevos hornos cuchara que se construirán in situ en HKM. Actemium Division Rhein-Ruhr se encargó de la totalidad de los servicios.

Según las estadísticas recopiladas por statista.com, en 2019 se fabricaron en Alemania unos 40 millones de toneladas de acero bruto, un porcentaje considerable de las cuales procedía de la acería Hüttenwerke Krupp Mannesmann (HKM) de Duisburgo (Alemania). Para garantizar que las instalaciones de producción de acero allí continúan cumpliendo con los requisitos de vanguardia, fue necesario ampliar las instalaciones electrotécnicas existentes para el sistema de gestión del agua utilizado para enfriar los dos hornos de cuchara en HKM. Además de toda la ingeniería para la tecnología de instrumentación y control (I&C) y el software, el contrato global también incluía la entrega del sistema de aparamenta de baja tensión (BT), un sistema de alimentación ininterrumpida (SAI) y la tecnología de control de procesos, incluidos los sistemas de E/S remotas. A esto se añadía la instalación completa y la puesta en servicio final, sin olvidar la actualización de los sistemas de control de los sistemas de la planta existente. La división Actemium Rhein-Ruhr, adjudicataria de este contrato global, tiene oficinas en las ciudades alemanas de Marl, Essen, Duisburgo, Bottrop, Kerken y Wetter.

Planificación en el tablero digital

En colaboración con Actemium Bottrop, ME Engineering planificó tanto un nuevo sistema de aparamenta de BT de 2.000 A como los armarios de control de automatización utilizando la solución CAE EPLAN Electric P8 y la herramienta de software EPLAN Pro Panel en 3D. La ingeniería, en concreto los diseños de los armarios de control, se realizó en 3D con la ayuda de detalladas bibliotecas de fabricantes, y los planos de los armarios de control se integraron en la producción del sistema de aparamenta, reduciendo así el tiempo total necesario para el proyecto. La razón: como el cliente dispuso de una visión general y una distribución precisa de los nuevos armarios de control en una fase temprana del proyecto, las dimensiones para planificar el espacio, así como la información sobre la pérdida de calor, pudieron verse y verificarse de inmediato. Esto permitió tomar decisiones más rápidamente en estrecha colaboración con el cliente y evitar errores en una fase temprana.

Actualización de los sistemas existentes

El siguiente paso fue migrar el sistema de control de los sistemas existentes de la planta. Para ello se utilizó el actual sistema de control de procesos Simatic PCS 7 de Siemens en un entorno virtual, que permite construir toda la planta en Profinet por lo que respecta a los buses de campo. En este caso, esto significaba un nuevo sistema periférico descentralizado y todos los convertidores de frecuencia para los sistemas de automatización de alta disponibilidad. En lugar de la tradicional instalación horizontal de las tarjetas de entrada y salida en el sistema de conmutación, éstas se instalaron verticalmente en los armarios de distribución. Esta disposición permitió ahorrar mucho espacio -por ejemplo, reduciendo el número de armarios de dos a uno- y aprovechar al máximo el espacio disponible en la caseta del transformador, además de eliminar la necesidad de una unidad de refrigeración independiente. Al mismo tiempo que se migraban los sistemas existentes de la central a una infraestructura de sistemas de control de última generación, se mejoraba y ampliaba el sistema de control del nuevo sistema de gestión del agua en colaboración con AMR Engineering.

Instalación y puesta en marcha final

Como parte de un contrato directo del cliente final HKM, Actemium Bottrop suministró un sistema de distribución de energía principal de baja tensión, incluidos dos transformadores de media tensión. A continuación se realizó la instalación eléctrica completa, tanto en el exterior como en el interior de los edificios de los transformadores. Entre otras cosas, la alimentación de los nuevos distribuidores de BT se realiza ahora directamente desde los alimentadores del sistema principal de distribución de energía de baja tensión. De este modo, Actemium Division Rhein-Ruhr ha suministrado todos los equipos in situ, desde el sistema de media tensión hasta la conexión de los actuadores y sensores.

La puesta en servicio de todo el sistema tuvo lugar en septiembre y octubre de 2019 y, gracias al éxito de las operaciones de prueba y el posterior servicio de guardia, se finalizó a mediados de 2020. La finalización del contrato significa que HKM está cosechando los beneficios de sistemas a prueba de futuro, mayor seguridad de datos para su TI de sistemas de planta, capacidades operativas mejoradas y, gracias a la ingeniería 3D, ahorro de espacio dentro de las casas de transformadores.

Autor: A. Schulze Forsthövel, Ingeniería ME