Empresa internacional líder en el sector del cemento

Desafío: maximizar la eficiencia y la producción

Una subsidiaria de una empresa internacional de cemento es uno de los principales productores de cemento y materiales de construcción en el este de Estados Unidos.

Las operaciones de la subsidiaria incluyen plantas de cemento, plantas de hormigón premezclado, plantas de bloques de hormigón, canteras, terminales de importación y ferrocarril, y plantas de producción de cenizas volantes. En 2020, los ingresos de la empresa superaron USD 500,000,000.

Como muchos fabricantes líderes, la empresa se esfuerza constantemente por maximizar la eficiencia y la producción mejorando la calidad, minimizando las desviaciones de los procesos y reduciendo los costos de las operaciones y de la energía. La empresa buscaba un sistema de control de procesos avanzado (APC) que cumpliera estos objetivos y aprovechara su infraestructura tecnológica existente.

Tras revisar minuciosamente las ofertas de sistemas y servicios de APC, la empresa recurrió a Rockwell Automation para ayudar a mejorar el rendimiento de la producción y reducir los costos energéticos. A través de su programa ValueFirst® , Rockwell Automation proporcionó al principal fabricante de cemento un enfoque de proyecto por fases diseñado para evaluar y garantizar el retorno de la inversión (ROI) de la empresa antes del despliegue del proyecto. La empresa lanzó el programa en dos molinos de cemento en la planta de cemento de su  headquarters.

Solución: Aumento de la calidad, reducción del consumo de energía con el control en bucle cerrado de Rockwell Automation

Rockwell Automation y el principal fabricante de cemento trabajaron estrechamente  para implementar Rockwell Automation FactoryTalk^® Analytics™ con capacidades de optimización de control predictivo basado en modelo multivariable y control en bucle cerrado, en los dos molinos de acabado (#10 y #11). Los objetivos específicos del proyecto incluían la reducción del consumo de energía, el aumento de la producción y la mejora de la calidad del producto mediante la reducción de la desviación en el cemento. El molino de acabado n.º 11 era un molino de bolas estándar, capaz de producir aproximadamente 90 toneladas por hora de cemento tipo I/II. El molino de acabado n.º 10 era un molino de bolas configurado con un rodillo para el pre-molienda, capaz de producir aproximadamente 130 toneladas por hora de cemento tipo I/II. Aprovechando la experiencia en análisis industrial de la ingeniería de Rockwell Automation, la solución de cemento de Rockwell Automation ofreció un tiempo de amortización más rápido y un valor más  sostenido con menores costos de mantenimiento que las tecnologías existentes, como los juegos de herramientas basados en sistemas expertos. Combinó la optimización de estado estable con el control predictivo basado en modelo para ofrecer una solución de control de procesos avanzada capaz de gestionar puntos de ajuste y transiciones de procesos. La solución de software se basa en un  modelo  dinámico de procesos complejos (como los de un molino de cemento), lo que permite  un control y una optimización en tiempo real más robustos que con las soluciones de sistemas
expertos estáticos tradicionales.

"El programa ValueFirst de Rockwell Automation subraya la dedicación de la empresa al éxito de nuestro negocio. El programa nos permite comprender mejor la tecnología y los beneficios potenciales con poco riesgo financiero. Entramos en esta relación con la confianza de que la tecnología produciría resultados, y han cumplido con esa garantía."
- Ingeniero de procesos

Las soluciones de control en bucle cerrado de FactoryTalk Analytics definen los parámetros clave del proceso en tres categorías: variables manipuladas, controladas y de perturbación. Las variables controladas suelen ser métricas clave del producto. Las variables manipuladas son parámetros del proceso que se pueden ajustar de forma independiente y que afectan a las variables controladas, como la tasa de producción y la velocidad del separador. Por último, las variables de perturbación son parámetros del proceso que afectan a las variables controladas, pero que generalmente no se pueden ajustar de forma independiente. Las capacidades predictivas de la solución permiten al personal de la planta anticipar cómo funcionará el molino considerando perturbaciones externas significativas del proceso y  durante las transiciones normales de productos. La aplicación del molino de cemento actualiza continuamente sus predicciones en función de los modelos internos de comportamiento futuro, las interdependencias del proceso y el rendimiento real.

Resultados: Mayor producción y calidad, utilizando
menos energía

En las fábricas de la sede central de la empresa, la solución FactoryTalk Analytics redujo el consumo de energía, aumentó el rendimiento y mejoró la calidad del producto. El proyecto cumplió y superó las proyecciones de una reducción de 3.5 en el consumo de energía en kW/t y un aumento de la producción de 3–4 toneladas por hora. La empresa también informó de una reducción de la desviación estándar en el cemento de 130 a 80 (reducción del 38 %). Además de estos beneficios cuantificables, la solución ayudó a los operadores de las fábricas a centrarse más en los problemas de los procesos críticos para la misión, mejorando la eficiencia de la producción y afectando el resultado neto.