Intelligente Raffinerie durch PlantPAx™-Prozessautomatisierungssystem

Tereos Sugar: Intelligentes und nachhaltiges Raffinieren

Herausforderung

  • Modernisierung und Optimierung der Dampfkesselsteuerung und Integration in ein zentrales Steuersystem für die gesamte Fabrik

Lösungen

Ergebnisse

  • Die Kesselsteuerung wurde verbessert, besonders bei der Überwachung der Neuaufheizung; Kessel lassen sich jetzt miteinander verknüpfen, und Leistungsanpassung erfolgt nun automatisch
  • Höhere Zuverlässigkeit von Kesselvorgängen
  • Das Dampfkesselsteuerungssystem ist jetzt umfassend in die anderen Fabrikeinheiten integriert und ermöglicht eine zentrale Nachverfolgung für den gesamten Produktionsstandort.

Führender Zuckerproduzent ersetzt herkömmliches DCS durch PlantPAx, um Kesselsteuerung für wichtige Vorgänge zu ermöglichen und zu integrieren

Hintergrund

Tereos France ist ein führendes Unternehmen in der französischen Zuckerindustrie und verfügt über neun Zuckerfabriken, fünf Brennereien und vier Verpackungseinrichtungen. Tereos France produziert jährlich insgesamt 1,5 Millionen Tonnen Zucker und 500 000 m³ Alkohol und Bioethanol aus Rüben.

Jahr für Jahr produziert die Zuckerfabrik Tereos Boiry Sainte Rictrude in der Nähe von Arras (Region Pas-de-Calais) 250 000 Tonnen Weißzucker für Hersteller in der Nahrungsmittelbranche (Hersteller von Getränken, Schokolade, Marmelade, Keksen und Milchprodukten). Dieser Zucker wird über einen sehr kurzen Zeitraum hergestellt, der auch „Zuckerkampagne“ genannt wird und jedes Jahr von Mitte September bis Dezember dauert. In dieser Zeit werden die Zuckerrüben geerntet und zur Verarbeitung in die Zuckerfabrik transportiert.

Während der Kampagne verarbeitet Boiry täglich 20 000 Tonnen Rüben, produziert 2800 Tonnen Zucker und verbraucht 15 MW Strom! Die Zuckerfabrik produziert diese Energie selbst, und zwar mit zwei Dampfkesseln, die einen Turbo-Generator mit Dampf antreiben. Die Fabrik wird nur zur Inbetriebnahme und außerhalb der Kampagnenzeit an das nationale Stromnetz (EDF) angebunden.

Herausforderung

Diese Dampfkessel sind das Herz der Zuckerfabrik und können jeweils bis zu 140 und 120 Tonnen Dampf pro Stunde erzeugen. 85 % dieses Dampfs wird zur Stromerzeugung verwendet; die verbleibenden 15 % kommen für die verschiedenen Prozesse bei der Zuckerherstellung zum Einsatz. Im Jahr 2009 entschied Tereos, das nunmehr veraltete Prozessleitsystem zu ersetzen, das die beiden Dampfkessel steuerte.

Das Ziel von Tereos: die Modernisierung und Optimierung dieser Dampfkesselsteuerung und ihre Integration in ein zentrales Steuersystem für die gesamte Fabrik. Das Unternehmen kontaktierte eine Reihe Lieferanten und entschied sich nach Untersuchung der Angebote für eine Migration der Kesselsteuerung auf das Rockwell Automation PlantPAx-System.

Die Entscheidung fiel im März 2009 … und die Zuckerkampagne sollte im September beginnen. Dies stellte keine geringe Herausforderung für Rockwell Automation dar, denn die Fabrik kann ohne Dampfkessel nicht arbeiten. Zudem erfordert die Dampfkesselsteuerung sehr spezifisches Know-how: hochgradig komplexe Stabilisierungsalgorithmen, Feinabstimmung der Brenner und extrem anspruchsvolle Berechnungen zur Abschätzung des Lastbedarfs.

Diese Dampfkessel sind das Herz der Zuckerfabrik und können jeweils bis zu 140 und 120 Tonnen Dampf pro Stunde erzeugen.

Lösung

Um sicherzugehen, dass diese Migration mit minimalem Risiko und innerhalb des geplanten Zeitraums stattfinden würde, waren spezifische und vielseitige Fähigkeiten erforderlich. Hier kam Rockwell Automation Global Solutions ins Spiel: Sein spezifisches Know-how in Sachen Dampfkesselverwaltung und die Erfahrung beim Risikomanagement waren in dieser Situation unerlässlich. Das Rockwell Automation Global Solutions-Team führte eine retrospektive Analyse des existierenden Systems durch und definierte eine Migrationslösung, mit der ein optimaler Dampfkesselbetrieb bei minimalem Risiko möglich wäre.

Diese Lösung stützt sich auf das PlantPAx-Prozessautomatisierungssystem, basiert auf drei redundanten programmierbaren Allen-Bradley® ControlLogix®-Automatisierungssteuerungen und ist komplett in das Gesamtsystem der Fabrik integriert. Die Dampfkesselmanagement-Spezialisten von Rockwell Automation passten die Einstellungen und sequenziellen Automatisierungsprozesse an, die für die Steuerung der Verbrennungsanlage nötig waren.

Ende August 2009, kurz vor dem Start der Kampagne, ging die Fabrik in einen einwöchigen Testlauf. Während dieser Zeit führten Teams der Zuckerfabrik und das Rockwell Automation-Team Anpassungen durch und testeten die Auslastungen. Die letzten Anpassungen des Systems konnten nur bei der Inbetriebnahme zur Produktion erfolgen, und es gab keinen Spielraum für Fehler.

Der erste Tag der Kampagne verlief problemlos, und der Anstieg der Leistung war wie vorhergesagt. Michel Hennebique, Manager of Electricity – Automation in der Zuckerfabrik von Boiry bestätigt: „Die Inbetriebnahme des Dampfkessels unter Rockwell Automation verlief sehr gut; in weniger als zwei Tagen waren alle Anpassungen erledigt. Und während der gesamten Kampagne gab es keinen einzigen Ausfall.“

Ergebnisse

Jetzt, nach Abschluss von zwei Zuckerkampagnen, profitiert Tereos von den Verbesserungen durch die Rockwell Automation-Lösung. Zudem hat das Rockwell Automation Global Solutions-Team mit dem PlantPAx-System seine Fähigkeit unter Beweis gestellt, die konventionelle DCS-Lösung zu ersetzen, und die Wettbewerbsfähigkeit als Lösung dieser Art bewiesen.

„Die Kesselsteuerung wurde verbessert, besonders bei der Überwachung der Neuaufheizung; die Ausgangsleistung der Dampfkessel erreicht nun 96 %. Der Betrieb der Dampfkessel ist auch viel zuverlässiger als früher. Mit der Rockwell Automation-Lösung lassen sich die Kessel jetzt auch miteinander verknüpfen, und die Leistungsanpassung erfolgt nun automatisch durch das PlantPAx-System. Die Fähigkeiten und die erstklassige Unterstützung des Rockwell Automation-Teams während des Projekts machten den Unterschied aus“, fasst der Manager of Electricity & Automation in Boiry zusammen.

Das Dampfkesselsteuerungssystem ist jetzt umfassend in die anderen Fabrikeinheiten integriert und ermöglicht eine zentrale Nachverfolgung für den gesamten Produktionsstandort: Alarme, Bedieneraktionen und Prozessverlauf. „Wir haben diese Migration zum Anlass genommen, die Ergonomie der Überwachungsarbeitsstationen mit Rockwell Automation zu überprüfen, und unsere Bediener schätzen besonders die gestiegene Benutzerfreundlichkeit des PlantPAx-Systems“, fügt das Boiry Automation-Team hinzu.

Die meisten Fertigungsprozesse in der Zuckerfabrik von Boiry Sainte Rictrude – Diffusion, Reinigung, Kristallisierung – sind jetzt mit der Lösung von Rockwell Automation automatisiert. Zwei Arbeitsgänge (Waschen und Filtern) werden ab 2012 ebenfalls von Rockwell Automation gesteuert. Die Zuckerfabrik stellt einen Referenzstandort für die Tereos Group dar.

Doch Hennebique plant noch mehr. Er hat bereits Pläne für die Realisierung spezifischer Rockwell Automation-Software, mit der sich Einsparungen beim Energieverbrauch realisieren lassen, und für die Nutzung der FactoryTalk AssetCentre-Software zur Rückverfolgbarkeit, sodass sich alle Änderungen an den Betriebsabläufen der Zuckerfabrik überwachen lassen.

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