Prozessautomatisierungssystem optimiert Produktion

Prozessautomatisierungssystem optimiert Produktion

Herausforderung

  • Ein führender Hersteller von Produkten aus Seltenen Erden und Metallen stellte in 14 Gebäuden einer großen Bergwerkseinrichtung innerhalb von 18 Monaten ein standardisiertes Prozesssteuerungssystem bereit.

Lösungen

  • Der skalierbare Fertigungsbetrieb mit Analyse- und Berichtsportalen sorgt für die Darstellung von Produktionstrends in Echtzeit.
  • Das System ermöglicht Fertigungsintelligenz durch die Erfassung und Meldung von Daten aus disparaten Quellen und integriert Skid-, Fertigungsbereichs- und elektrische Systeme.
  • Thermo Systems, ein Rockwell Automation Solution Partner, implementierte die skalierbare Prozessautomatisierungslösung.

Ergebnisse

  • Verbesserte Diagnose- und Prozesseffizienz durch besseren Zugriff auf Echtzeitdaten
  • Deutlich weniger Mitarbeiterschulungen und erheblich niedrigere Wartungskosten durch integrierte, durchgängige Lösung

Mit dem neuen System von Rockwell Automation werden 14 verschiedene Bergwerksgebäude mit einem einzelnen einheitlichen Steuerungssystem betrieben

In den letzten Jahren hat die Anzahl der Mobilgeräte wie z. B. Laptops, Tablets und Smartphones enorm zugenommen. Damit hat sich auch eine neue Sicht auf die Anbieter von wichtigen Komponenten verändert, die für die Funktion dieser Geräte erforderlich sind.So ist z. B. die Technologie für LCD-Bildschirmbilder und Lautsprecher bei der Förderung Seltener Erden aus der Tiefe sehr wichtig.

Viele dieser Elemente werden aus China importiert.Eine kürzlich durchgeführte Initiative der US-amerikanischen Regierung hat die Türen für die Lieferung seltener Mineralien aus dem Inland geöffnet.

Ein führender Hersteller von Produkten aus Seltenen Erden und Metallen hat diese Gelegenheit ergriffen und eine Einrichtung in Kalifornien erworben, die er in einen modernen Bergwerks- und Verarbeitungsbetrieb umwandeln wollte.Das 1 Milliarden USD teure Großprojekt umfasste 14 Gebäude am Standort, und alle Einrichtungen mussten auf ein allgemeines Steuerungssystem standardisiert werden.

In der Einrichtung wird Erz aus einer der weltweit größten und ergiebigsten Lagerstätten für Seltene Erden abgebaut.Nach dem Abbau wird das Erz zerkleinert, gemahlen und vor Ort konzentriert.Anschließend wird es einem chemischen Prozess unterzogen, bei dem Unreinheiten beseitigt werden.Dann werden schwere und leichte Seltene Erden konzentriert, verarbeitet und entweder in Mountain Pass oder an einer anderen nachgelagerten Einrichtung getrennt.

Vor Ort sind weiterhin Wärme- und Stromkraftwerke sowie eine Chlor-Alkali-Anlage vorhanden, in der das produzierte Abwasser in chemische Reagenzien umgewandelt wird, die im Separationsprozess eingesetzt werden.Zudem wird in einer Anlage für pumpfähige eingedickte Rückstände Wasser aus den Rückständen der Materialien entfernt, die keine Seltenen Erden sind.Dieses Wasser wird recycelt, und die Rückstände werden in Material mit geringer Feuchte umgewandelt. Damit wird verhindert, dass Elemente in die Umwelt gelangen.

In der aktualisierten Einrichtung werden Seltene Erden abgebaut und verarbeitet, die in Smartphones, elektrischen Automobilen, Windturbinen und Magneten für Lenksysteme zu Verteidigungszwecken sowie in zahlreichen anderen Produkten verwendet werden.

Herausforderung

Die Herausforderung bestand darin, ein über den gesamten Standort homogenes Prozesssteuerungssystem für 14 verschiedene Gebäude zu entwickeln, bereitzustellen und zu bauen, das von acht verschiedenen Unternehmen für Verfahrenstechnik konstruiert wurde.

Das Unternehmen forderte eine homogene Plattformlösung mit einem Masterplan für die Automatisierung, den alle Ingenieurunternehmen bei der Implementierung befolgen mussten, um den Erfolg der Anlage sicherzustellen.Dieser Plan musste den Systemmigrationsprozess sowie alle Standards für Hardware, Software, IT-Infrastruktur, Schaltschränke, Sicherheit, Instrumentierung und Verkabelung definieren.

Lösung

Thermo Systems LLC, ein Solution Partner im Rockwell Automation PartnerNetwork-Programm sollte den Masterplan für die Automatisierung erstellen und die Implementierung in Zusammenarbeit mit anderen Ingenieurunternehmen leiten.Thermo Systems stellte ein Team von 25 Ingenieuren zusammen, die vor Ort arbeiteten. Dazu gehörten Ingenieure von Rockwell Automation sowie Ingenieure anderer Partner für die Systemintegration.Diese Ingenieure wurden in Teams aus jeweils 5 Mitarbeitern eingeteilt, die während der gesamten Projektlaufzeit rund um die Uhr verfügbar waren.

Der Masterplan von Thermo Systems basierte auf der Implementierung eines Prozesssteuerungssystems von Rockwell Automation, in dem Allen-Bradley® ControlLogix®-Steuerungen verwendet werden.

„Mithilfe des neuen Systems konnten wir Prozesszellen für einzelne Bereiche aufbauen, kommissionieren und während des Aufbaus dem Prozessring hinzufügen“, erklärt David Musto, Präsident und Geschäftsführer bei Thermo Systems.„Außerdem setzten wir eine Kombination redundanter und nicht redundanter Systeme für Anwendungen von Skid-Anbietern ein.“

Thermo Systems standardisierte die Überwachung von 74 Remote-Bedienerschnittstellen-Terminals, auf denen der Bediener Diagnosen und Aktualisierungen in Echtzeit erhält, und sorgte damit in allen Aspekten der Verarbeitung und Raffinierung für mehr Transparenz.

„Wir haben keine herkömmlichen Steuerzentralen entwickelt. Stattdessen haben wir die betrieblichen Abläufe in den Fertigungsbereich verlegt“, erklärt Musto.„Die Bedienerschnittstellen waren die perfekte Lösung. Sie ermöglichen den Bedienern, sich innerhalb der Einrichtung zu bewegen, sodass sie nicht an eine Steuerzentrale gebunden sind.“

Die Lösung integriert Frequenzumrichter und Hunderte von Motoren mit konstanter Drehzahl in einer Architektur und in Faceplates mit Standard-E/A.

Schnelle Bereitstellung und einfache Wartung waren die entscheidenden Faktoren im Systemdesign.Das Bergwerksunternehmen und Thermo Systems wählten eine einzelne durchgängige Rockwell Automation-Lösung mit vollständig integrierten, auf Skids montierten elektrischen Fertigungssystemen im Fertigungsbereich auf einer allgemeinen Plattform.

Der Masterplan für die Automatisierung sah zudem Standards für die dezentrale E/A des Systems für eine optimale Gerätekonnektivität vor.Zur Vermeidung von Systemausfallzeiten an den 22 500 fest verdrahteten E/A-Verbindungspunkten wurden mehrere Redundanzebenen für Netzteile und die Kommunikationsnetzwerke eingerichtet.

Innerhalb des Prozesssteuerungssystems wurden zudem redundante Core-Switches von Cisco an strategischen Positionen auf dem redundanten Lichtleiterring platziert.

Ergebnisse

Das implementierte Steuerungssystem sorgt für zahlreiche Vorteile für das Bergwerkunternehmen.

„Der Erfolg dieses Projekts ist auf drei Schlüsselelemente zurückzuführen:Der Plan, die Produkte und die Menschen“, erklärt Musto.„Wir haben den Masterplan mit den Rockwell Automation-Lösungen erstellt, von denen wir wussten, dass sie uns die gewünschten Ergebnisse bringen.Außerdem haben wir in einer engen Partnerschaft mit Rockwell Automation zusammengearbeitet. Das Unternehmen garantiert uns eine einfache Implementierung und zuverlässigen Support.“

Dank der einzelnen, homogenen Plattform verringerten sich die Implementierungskosten, und für die dünne Personaldecke des Unternehmens mussten viel weniger Schulungen durchgeführt werden.Sie kann jetzt vollständig von den Mitarbeitern gewartet werden, womit sich die Wartungskosten noch weiter reduzieren.

Dank der Lösung erhält das Bergwerksunternehmen mehr Flexibilität für die zukünftige Erweiterung des Betriebs. Außerdem können Dienstanbieter ausgewählt werden, die die Anforderungen des Unternehmens erfüllen, sodass es nicht mehr auf eine eingeschränkte Anzahl ausgewählter Systemintegratoren angewiesen ist.

Dank der Partnerschaft mit Rockwell Automation konnten die zeitlich streng bemessenen Meilensteine im Verlauf des Projekts eingehalten werden, und das gesamte Projekt wurde innerhalb des ursprünglich festgelegten Zeitrahmens abgeschlossen.

Das Unternehmen wollte den Durchsatz optimieren und Produktionsziele erreichen und entwickelte dazu Ziele für die kontinuierliche Prozessverbesserung. Thermo Systems unterstützt das Unternehmen dabei, laufende Systemaktualisierungen bedarfsgerecht durchzuführen.

Die oben genannten Ergebnisse beziehen sich speziell auf die vom Kunden in Kombination mit weiteren Produkten genutzten Produkte und Services von Rockwell Automation.Die jeweiligen Ergebnisse können sich von Kunde zu Kunde unterscheiden.

Kontakt

Rockwell Automation und seine Partner bieten Ihnen herausragendes Know-how, um das Design, die Implementierung und den Support Ihrer Automatisierungsinvestitionen zu unterstützen.

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