Kristiansand: Nikkelverket er det største nikkelraffineriet i den vestlige verden. Produksjonen består primært av nikkel, kobber og kobolt. 100 prosent av produksjonen går på eksport.

- Produkter som inneholder nikkel spiller en vital rolle i vårt moderne samfunn, sier teknologidirektør Magne Ivar Gjerde i selskapet. - Nikkel finner vi igjen i en rekke samfunnsnyttige produkter av rustfritt stål og spesiallegeringer. Sikker transport, ren- og bærekraftig energiteknologi samt bygningsindustri, er helt avhengig av nikkel.

Det moderne og komplekse prosessanlegget har naturligvis flust med prosessmålinger, styringssystemer, roboter og annet snadder som holder orden på produksjonen. I dag består styringssystemene totalt av mer enn 100 kontrollere og rundt 80 000 signaler.

- Prosesstyringssystemet, eller DCS, er basert på ABB 800xA. Det består av både nye og eldre kontrollere. Det har mer enn 30 000 signaler, blant annet med styring av 1150 reguleringssløyfer, 1300 motorer, 1900 ventiler og 175 sekvenser, forteller Hanne Henriksen, senioringeniør prosesstyring av metallurgiske prosesser. – Det sentrale kontrollrommet har syv operatørstasjoner. I tillegg er det flere fjernklienter og mindre kontrollrom i anlegget.

Det skorter ikke på kommunikasjonsløsninger.

- DCS-systemet har redundante nettverk og kommuniserer med tilkoblet utstyr via protokoller som Profibus, Profinet, Modbus TCP, WirelessHART, ISA-100 og AS-Interface, sier Henriksen.

Maskiner, roboter og annet utstyr styres via PLS-er fra Siemens. 

- Vi har mer enn 70 PLS-er med over 150 WinCC-baserte operatørpaneler. Det går mye i Profibus, Profinet og Modbus TCP mellom kontrollere og annet fysisk utstyr, sier Eirik Fuskeland, senioringeniør PLS-er og annet automatiseringsutstyr som roboter og maskinsyn.

Elektrosystemer for høyspent og likerettere kjører også Siemens-styring.

- Til det benytter vi to redundante Siemens PCS7 PLS-er. Systemet har totalt 8000 signaler. Her går det i Profibus, Profinet og IEC 61850 på kommunikasjonssiden, sier Fuskeland. – Vi har 19 operatørstasjoner og eksterne klienter for styringen.

Styringssystemene fra ABB og Siemens er av flere generasjoner, helt tilbake til 1980-tallet for PLS-er og 1990-tallet for DCS. Nikkelverket oppgraderer kontinuerlig de eldste maskinene. Ifølge Hanne Henriksen ser de for seg et tiårsløp for modernisering av de eldste DCS-kontrollerne.

Uansett er Nikkelverket godt utstyrt på styringssiden. Men god styring betinger også gode målinger og pådragsorganer. Og det skjer stadig noe nytt i måleteknikkens verden hos hjørnestensbedriften i Kristiansand.

- Vi tar stadig i bruk mer online prosessanalyse som er direkte koblet til styringssystemene, forteller Terje Magnussen, ansvarlig for prosessanalyse. - Slike automatiske analyser byr på hyppigere, mer konsekvente og mer pålitelige målinger samtidig som de krever mindre innsats for å gjøre jobben.

Han forteller at konvensjonelle, trykkbaserte nivåmålinger stadig oppgraderes til nye løsninger.

- De siste årene har vi installert et tresifret antall høyfrekvente, det vil si 80 GHz, Vega radarnivåmålere, sier Magnussen. - Vi sparer mye vedlikehold på oppgraderingene. Dessuten liker vi funksjonaliteten og muligheten for oppkobling via Blåtann for enkel tilgang med tilhørende app.

Nikkelverket har også et par hundre trådløse instrumenter fra Emerson. De snakker WirelessHART.

- De brukes til trykk- og temperaturmålinger. Informasjonen benyttes mye av forsknings- og utviklingsavdelingen for enda bedre totalforståelse av prosessene.

Riktige rådata fra prosessen er alltid viktig. Da blir sammensatte data fra ulike kilder for videre analyse best mulig. Og på det området har Nikkelverket tatt bra grep de siste årene.

- Vi har etablert en avdeling for datainnsikt og analyse med verktøy og applikasjoner hvor vi kan hente, integrere og analysere alt av prosessdata, labdata og annen relevant informasjon, sier Ove Bessesen. Han leder avdelingen.

Han forteller at løsningen ligger i en privat datasky, basert på Microsoft Azure. Her er det rollebasert tilgang, inkludert ulike nivåer av oppløsning på data.

- Vi har blant annet utviklet en omfattende driftsrapport med kombinerte data fra flere kilder og algoritmer for å gi brukerne aktuell informasjon «rett i koppen». Den inkluderer trender for å kunne ta tidlig grep dersom noe beveger seg i en uønsket retning. Rapporten dekker blant annet kvalitetsdata og utslippsanalyser, med mulighet for å drille nedover i detaljene.

Bessesen og kollegaer hviler ikke på laurbærene. De vil gjerne levere mer analysert data slik at Nikkelverket kan være i tet.

- Vi lukter på maskinlæring og snuser også på digitale tvillinger, avslutter han.

• Hjørnesteinsbedrift i Kristiansand
• Etablert i 1910
• Del av Glencore-konsernet, et av verdens største selskap innen naturressurser
• Omsetning 2 milliarder (2024)
• Ca. 550 ansatte
• Produserer 100 000 tonn nikkel, 5000 tonn kobolt og 30 000 tonn kobber
• Eksporterer 100 prosent

Nikkelverket var en av de første i Norge som installerte databasert prosesstyring, i 1966/67. Utviklingen av systemet, døpt «Nikkeline», tok knapt to år. PDP-8 fra DEC var motoren i systemet.

Nikkeline ble erstattet av maskiner fra Norsk Data, først Nord-10 i 1975 og Nord-100 i 1985.

I 1987 kom det første distribuerte kontrollsystemet på plass, ABB Master. På 1990-tallet ble det oppgradert til ABB Advant. I 2006 startet innfasingen av dagens ABB DCS, 800xA. 

Hanne Henriksen, senioringeniør prosesstyring av metallurgiske prosesser hos Glencore Nikkelverk, forteller at de fortsatt har ABB Advant-kontrollere i drift. Ettersom reservedeler og support tynnes ut, jobber Nikkelverket med oppgradering av disse til dagens system. Det skal gjøres i etapper, og kan strekke seg over en periode på ti år. Samtidig er verket på gang med fornyelse av servere, klienter og systemsoftware for DCS-systemet i løpet av 2026.

Glencore Nikkelverk har en omfattende instrument- og analysepark. Mye av utstyret står i krevende prosessmiljøer.

- Flere leverandører av instrumentering og analyse forteller de ikke vet om utstyret er godt nok før det er testet her på Nikkelverket, forteller Terje Magnussen, ansvarlig for analyseutvikling.

Samtidig jobber verket kontinuerlig med oppgradering av utstyret. Her er noen av trendene:

• Automatisk og online analyse, direkte koblet til prosesstyringssystemet, erstatter manuell prøvetaking og konvensjonelle lab-analyser
• Radar nivåmålere med blåtann-kommunikasjon og tilhørende app erstatter ulike trykkbaserte nivåmålinger
• Et par hundre trådløse trykk- og temperaturmålinger på WirelessHART er i drift
• Uttesting av laserbaserte gassmålinger til fordel for konvensjonelle, omfattende analysator-systemer