Entreprise internationale de premier plan dans le secteur du ciment

Défi : optimiser l'efficacité et la production

Une filiale d'une entreprise internationale de cimenterie est l'un des principaux producteurs de ciment et de matériaux de construction dans l'est des États-Unis.

Les opérations de la filiale comprennent des cimenteries, des usines de béton prêt à l'emploi, des usines de blocs de béton, des carrières, des terminaux d'importation et ferroviaires, ainsi que des installations de production de cendres volantes. En 2020, le chiffre d'affaires de l'entreprise a dépassé USD 500000000,00.

Comme de nombreux fabricants de premier plan, l'entreprise s'efforce constamment d'optimiser l'efficacité et la production en améliorant la qualité des produits, en minimisant les perturbations des processus et en réduisant les coûts d'exploitation et énergétiques. L'entreprise recherchait un système de commande de procédé avancée (APC) capable de répondre à ces objectifs tout en tirant parti de son infrastructure technologique existante.

Après avoir examiné en détail les systèmes et services d'APC, l'entreprise s'est tournée vers Rockwell Automation pour améliorer les performances de production tout en réduisant les coûts énergétiques. Grâce à son programme ValueFirst® , Rockwell Automation a proposé au fabricant de ciment leader une approche de projet par phases conçue pour évaluer et garantir le retour sur investissement (ROI) de l'entreprise avant le déploiement du projet. L'entreprise a lancé le programme sur deux broyeurs à ciment dans l'usine de cimenterie de son  siège social.

Solution : augmentation de la qualité, réduction de la consommation d'énergie grâce à la commande en boucle fermée de Rockwell Automation

Rockwell Automation et le principal fabricant de ciment ont travaillé en étroite collaboration  pour déployer Rockwell Automation FactoryTalk^® Analytics™ avec des capacités d'optimisation de la commande prédictive multivariable en boucle fermée, sur les deux broyeurs de finition (n° 10 et n° 11). Les objectifs spécifiques du projet comprenaient la réduction de la consommation d'énergie, l'augmentation de la production et l'amélioration de la qualité des produits en réduisant les écarts dans le ciment. Le broyeur de finition n° 11 était un broyeur à boulets standard, capable de produire environ 90 t/h de ciment de type I/II. Le broyeur de finition n° 10 était un broyeur à boulets configuré avec une presse à rouleaux pour le pré-broyage, capable de produire environ 130 t/h de ciment de type I/II. En s'appuyant sur l'expertise en analyse industrielle de l'ingénierie de Rockwell Automation, la solution ciment de Rockwell Automation a permis d'obtenir une valeur plus rapidement et une valeur plus  durable avec des coûts de maintenance inférieurs à ceux des technologies existantes telles que les boîtes à outils basées sur des systèmes experts. Elle a combiné l'optimisation en régime permanent avec la commande prédictive par modèle pour fournir une solution de commande de procédé avancée capable de gérer les points de consigne et les transitions du procédé. La solution logicielle est basée sur un modèle  dynamique  de procédés complexes (tels que ceux d'un broyeur de ciment), permettant  une commande et une optimisation en temps réel plus robustes qu'avec les solutions système
expertes statiques traditionnelles.

« Le programme ValueFirst de Rockwell Automation souligne l’engagement de l’entreprise envers la réussite de notre activité. Le programme nous permet de mieux comprendre la technologie et les avantages potentiels avec peu de risque financier. Nous avons entamé cette relation en toute confiance, convaincus que la technologie produirait des résultats, et ils ont tenu cette garantie. »
- Ingénieur procédés

Les solutions de commande en boucle fermée FactoryTalk Analytics définissent les paramètres de procédé clés en trois catégories : variables manipulées, variables contrôlées et variables de perturbation. Les variables contrôlées sont généralement des indicateurs clés du produit. Les variables manipulées sont les paramètres de procédé qui peuvent être ajustés de manière indépendante et qui ont un impact sur les variables contrôlées, comme le taux de production et la vitesse du séparateur. Enfin, les variables de perturbation sont les paramètres de procédé qui ont un impact sur les variables contrôlées, mais qui ne peuvent généralement pas être ajustés de manière indépendante. Les capacités prédictives de la solution permettent au personnel de l'usine d'anticiper les performances du broyeur à boulets en tenant compte des perturbations significatives du procédé et  des transitions normales de produit. L'application de broyeur à boulets pour le ciment met continuellement à jour ses prévisions en fonction des modèles internes de comportement futur, des interdépendances de procédé et des performances réelles.

Résultats : production et qualité supérieures, tout en utilisant
moins d'énergie

Dans les usines du siège de l'entreprise, la solution FactoryTalk Analytics a permis de réduire la consommation d'énergie, d'augmenter le débit et d'améliorer la qualité des produits. Le projet a atteint et dépassé les prévisions d'une diminution de 3.5 kW/t de la consommation d'énergie et d'une augmentation de la production de  3–4 t/h. L'entreprise a également signalé une diminution de l'écart-type du ciment, de 130  à 80 (réduction de 38 %). En plus de ces avantages quantifiables, la solution a permis aux opérateurs de l'usine de se concentrer davantage sur les problèmes de processus critiques, améliorant ainsi l'efficacité de la production et l'impact sur le résultat net.