ABB Ability™ System 800xA für die Aluminiumoxidraffinerie, Bauxit-Mine und Pipeline von Alunorte in Brasilien

Anlagenweites Automatisierungssystem steigert Produktionskapazität der weltweit größten und technologisch fortschrittlichsten Aluminiumoxidraffinerie um 75 %

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ABB unterstützt Alunorte seit 1994 dabei, eine Betriebsverfügbarkeit von nahezu 100 % sicherzustellen – bei gleichzeitiger Steigerung der Produktionskapazität und Aufrechterhaltung einer hohen Produktqualität.

Die weltweit größte Aluminiumoxidraffinerie

Aluminiumoxid ist ein weißes Pulver, das durch ein chemisches Verfahren aus Bauxiterz gewonnen wird. Es ist der wichtigste Rohstoff für die Aluminiumproduktion.

Die Raffinerie von Alunorte im Bundesstaat Pará in Brasilien begann mit der Aluminiumoxidproduktion im Jahr 1994 mit zwei Produktionslinien und einer installierten Kapazität von 1,1 Millionen Tonnen pro Jahr und setzte dabei die Prozessleittechnologie MasterPiece von ABB ein. Bis 2002 erreichte Alunorte eine Kapazität von 1,6 Millionen Tonnen pro Jahr. Eine dritte Produktionslinie wurde 2003 eingerichtet, und die MasterPiece Technologie wurde für alle Produktionslinien auf das Leitsystem Advant weiterentwickelt, sodass die Produktion 2004 bei 2,4 Millionen Tonnen pro Jahr lag.

Nach vielen Erfolgen mit den ersten drei Produktionslinien konnte sich Alunorte bei der Bereitstellung von Automatisierungssystemen für seine Prozesse auch weiterhin auf ABB verlassen. Durch mehrere Erweiterungsprojekte entwickelte sich Alunorte zur weltweit größten Aluminiumraffinerie.


Inbetriebnahme des Systems in Rekordzeit

Das Erweiterungsprojekt Phase III im Wert von 800 Millionen USD im Jahr 2006 umfasste zwei neue Produktionslinien (Nr. 4 und 5), mit denen eine deutliche Steigerung der Anlagenkapazität erreicht wurde: von 2,4 auf 4,2 Millionen Tonnen Aluminiumoxid pro Jahr. Gleichzeitig wurde das Leitsystem der Anlage erweitert und um die Plattform System 800xA Extended Automation ergänzt. Diese preisgekrönte Automatisierungslösung versetzte Alunorte in die einzigartige Lage, die unzähligen Feldgeräte der Anlage unabhängig vom Hersteller steuern, verwalten und optimieren zu können.

In enger Zusammenarbeit mit Alunorte schloss ABB die Inbetriebnahme des Systems in nur 20 Wochen ab, sodass die beiden Produktionslinien zügig ihre Arbeit aufnehmen und in Rekordzeit ihre volle Produktionsgeschwindigkeit erreichen konnten. Normalerweise dauert das Hochfahren bis zur vollen Produktionsleistung mehrere Monate, aber dank der einzigartigen Funktionalität von System 800xA war dies in der unglaublich kurzen Zeit von nur 12 Tagen möglich.


Die Fakten

Branche Aluminiumproduktion
Kunde Alunorte
Land Brasilien
Lösungen

Weiterentwicklung des PLS Advant Master
System 800xA mit:


Normalerweise dauert das Hochfahren bis zur vollen Produktionsleistung mehrere Monate, aber dank der einzigartigen Funktionalität von System 800xA war dies in der unglaublich kurzen Zeit von nur 12 Tagen möglich.

Größtes der Produktion vorgelagertes Automatisierungsprojekt

Mitte 2008 wurde die Produktionskapazität durch zwei zusätzliche Produktionslinien auf 6,26 Millionen Tonnen erhöht. Die Raffinerie ist an eine 244 Kilometer lange Pipeline – die weltweit erste ihrer Art – angeschlossen, durch die jedes Jahr bis zu 14,4 Millionen Tonnen Bauxit aus der Bauxit-Mine Paragominas angeliefert werden.

ABB wurde dafür ausgewählt, komplette Automatisierungslösungen sowohl für die Mine als auch für die Pipeline bereitzustellen. Damit bildet die gesamte Kette von Alunorte über die Pipeline bis zur Mine Paragominas eines der größten der Produktion vorgelagerten Automatisierungsprojekte, die jemals durchgeführt wurden.

Alunorte befindet sich im gemeinsamen Eigentum von CVRD (57 %), Norsk Hydro (34 %) und weiteren Partnern. Paragominas und die Pipeline gehören CVRD.



Das Projekt mit der weltweit höchsten Anzahl an Feldbussen

ABB stellte sich der Herausforderung, das Projekt mit der weltweit höchsten Anzahl an Feldbussen durchzuführen. Alle Geräteschnittstellen sind vollständig in System 800xA Extended Automation von ABB integriert.

Sämtliche notwendigen Bibliotheken für die Kommunikation mit 35 unterschiedlichen Gerätetypen verschiedener Hersteller wurden während der Projektphase in enger Zusammenarbeit von Alunorte, ABB und Drittanbietern entwickelt und getestet. Dadurch ergab sich eine beträchtliche Erweiterung der Lösungsbibliothek.

Das Automatisierungssystem verfügt über insgesamt 18.000 I/O-Punkte, die das S800 I/O System von ABB nutzen, FOUNDATION Fieldbus, PROFIBUS-Schnittstellen und 13 redundante AC 800M Controller. Die Kommunikation aller Motor-Control-Center-Schnittstellen mit dem System erfolgt über PROFIBUS; die gesamte Instrumentierung wird über FOUNDATION Fieldbus High Speed Ethernet durchgeführt.

Die Mitarbeiter können die technischen Daten und die Betriebsdaten aller Geräte mit einem einzigen Mausklick abrufen und erweiterte Asset-Management-Verfahren wie die Überwachung der Leistung und des Energieverbrauchs für jedes Instrument durchführen. Dank solcher Funktionen kann Alunorte jeden Ausrüstungsgegenstand verwalten und sicherstellen, dass er optimal und so kosteneffizient wie nie zuvor genutzt wird.

Diese Integration intelligenter Geräte bot ABB und Alunorte eine Fülle von Diagnoseinformationen an zentraler Stelle und eröffnete damit für die nächsten Implementierungen eine Vielzahl von Möglichkeiten im Bereich der Asset Optimization.


Roberto Trindade, Wartungsmanager bei Alunorte
„Wir haben seit der ersten Erweiterung einen Rahmenvertrag mit ABB. Wir kaufen nicht einfach ein Paket; mit dem Know-how von ABB und unserer Betriebstechnologie gestalten wir die Projektlösungen gemeinsam.“
Topologie des Automatisierungsnetzwerks bei Alunorte

Industrieprozess

Erfolgreicher Betrieb durch kontinuierliche Verbesserungen

Die gesamte Raffinerie – einschließlich aller fünf Produktionslinien, des Materialfördersystems und des Hafens – wird von ABB Automatisierungssystemen gesteuert, überwacht und optimiert.

„Das System von ABB hat Alunorte von Anfang an dabei unterstützt, die Produktionsziele einzuhalten. Wenn das PLS nützliche Daten liefert, können diese in Informationen umgewandelt werden. Bei einer optimalen Informationsgewinnung kann man mit den richtigen Werkzeugen alles ändern. Alunorte strebt nach Verbesserungen, und ABB bietet eines der wichtigsten Werkzeuge zur Erweiterung der Produktionskapazität“, so Jorge Aldi, Prozess- und Systementwicklungsmanager bei Alunorte.

„Zu meiner Arbeit gehört eine Reihe von Tätigkeiten, bei denen ich mich um die Sicherheit kümmern muss“, berichtet Rui Guilherme Medeiros, Elektroingenieur bei Alunorte. „Ich kann mich kaum erinnern, dass in den vielen Jahren, die ich hier schon arbeite, irgendwelche Probleme aufgetreten sind. Das System ist also äußerst zuverlässig, sowohl in Bezug auf die Instandhaltung als auch auf den Betrieb. Kontinuierliche Verbesserungen sind bei Alunorte an der Tagesordnung. Die ABB Software und das gesamte Leitsystem haben zu einer höheren Qualität meiner täglichen Aufgaben geführt.“

Medeiros erklärt weiter, wie wichtig es ist, dass sich die Bediener auf die Informationen auf dem Bildschirm verlassen können. Das ist der grundlegende Faktor für korrekte Entscheidungen. Auch wenn die Bediener nicht in jedem Bereich Experten sind, können sie dank der ABB Software überall in der Anlage sicher arbeiten, da das einheitliche anlagenweite System einfach zu verstehen und zu nutzen ist. So werden Schulungszeit und ‑ausgaben erheblich verringert, und gleichzeitig wird die Sicherheit beträchtlich erhöht. Medeiros fährt fort: „Wir wissen genau, was wir tun, da wir das Produkt und seine Möglichkeiten auf sehr klare und objektive Weise kennengelernt haben. Dadurch können wir unkompliziert, zuverlässig und schnell handeln, was wiederum dem Betrieb zugutekommt.“

Seit der Inbetriebnahme der Anlage hat Alunorte verschiedene Verbesserungen am Prozess und am Leitsystem vorgenommen. Aus betrieblicher Sicht war dies immer transparent. „Weder der Betrieb noch die Qualität des Aluminiumoxids oder der sichere Umgang der Bediener mit den angezeigten Daten wurden beeinträchtigt“, sagt Medeiros. „Wir haben das System verbessert, wir haben Controller ausgetauscht und wir haben die Bildschirme optimiert – ohne negative Auswirkungen auf das Sicherheitsniveau und die Zuverlässigkeit des Systems. Durch die Einführung von Erweiterungen nimmt die Zuverlässigkeit nicht ab, sondern es ergeben sich Gewinne und Vorteile.“

Mit nur einer Abschaltung in 12 Jahren (die geplant war und lediglich 8 Stunden dauerte) weist Alunorte seit 1994 eine Betriebsverfügbarkeit von nahezu 100 % auf.


Carlos Roberto Abrunheiro Trinidade, Manager bei Alunorte
„Die Leitsysteme von ABB haben maßgeblich dazu beigetragen, unsere Produktion zu steigern und die Ergebnisse zu erzielen, die Alunorte in den letzten Jahren erreicht hat.“

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