Anglo Platinum augmente son intelligence de production

Anglo Platinum augmente son intelligence de production

Défi

  • Le système de commande des procédés vieillissant nécessitait un ensemble de compétences spécifiques. Il ne pouvait pas répondre aux besoins de processus complexes et sa mise à jour était difficile en raison de la présence de différents fournisseurs

Solutions

Résultats

  • Visibilité améliorée – Accès aux données acquis à chaque niveau pour suivre les recettes en temps réel et effectuer les mises au point nécessaires
  • Variabilité de lots réduite avec des informations sur les processus
  • Flexibilité accrue – Le fait que le système ait été conçu par un seul fournisseur a facilité la mise en place et l'adaptation aux contraintes exprimées

Évolutif et flexible, le système d'automatisation de procédé PlantPAx fournit des informations sur les données de processus en temps réel et améliore le suivi de recette

Contexte

Le platine est le métal le plus rare au monde. Chaque année, seulement 133 tonnes de platine environ sont extraites de la terre, contre 1 800 tonnes d'or.

Sa rareté n'est pas la seule raison pour laquelle le platine est très apprécié en joaillerie. Il résiste également au ternissement et sa malléabilité aide à maintenir les diamants et autres pierres en place.

Anglo Platinum, en Afrique du Sud, est le plus grand producteur de platine au monde. Filiale d'Anglo American, l'entreprise traite près de 40 % de tout le platine extrait chaque année.

La raffinerie de métaux précieux (PMR) Anglo Platinum se situe près de deux des plus grandes mines de platine au monde. Le minerai traité par la raffinerie ne contient pas que du platine. Les autres métaux du groupe du platine (MGP) comprennent le ruthénium, le rhodium, le palladium, l'osmium et l'iridium. La raffinerie extrait également des métaux de base, comme le nickel, le cuivre et le zinc.

Les utilisations du platine produites ici s'étendent bien au-delà de la bijouterie. Les métaux précieux aident les convertisseurs catalytiques à éliminer les polluants des gaz d'échappement des voitures et sont de plus en plus étudiés en tant que source d'énergie alternative : les cellules de carburant de platine permettraient de faire face aux inquiétudes environnementales et énergétiques.

Le processus de raffinerie est complexe en raison de la diversité des métaux extraits. Anglo Platinum avait de plus en plus de difficultés à gérer son système d'automatisation des procédés, celui-ci étant également trop fragmenté pour piloter les procédés complexes de la raffinerie. L'entreprise a donc commencé à chercher une solution.

Défi

Le traitement des MGP commence par l'extraction du minerai dans une mine en sous-sol ou à ciel ouvert. Anglo Platinum transfère ensuite le minerai à l'une de ses usines concentrées, où il est écrasé et flotté. Lors de la phase suivante, le minerai passe par un processus de fusion qui élimine les éléments indésirables. Un convertisseur transfère ensuite le produit vers le concentrateur magnétique de l'entreprise, où les métaux précieux et du groupe du platine sont séparés.

Les opérations étaient compliquées en raison de l'âge du système de commande (il date des années 80) et du fait qu'il a été assemblé par différents fournisseurs. Résultat : l'entretien du système existant nécessitait des compétences spécialisées. Il était également difficile de mettre à niveau un système aussi hétérogène.

« Nous avons des procédés par lots et continus dans notre raffinerie. La variation était donc un critère essentiel dans notre recherche d'une nouvelle solution », explique Hermanus du Preez, spécialiste en technologies de commande chez Anglo Platinum. « Notre système doit pouvoir maintenir des processus continus et surveiller les lots ; en d'autres termes, il doit s'adapter à notre complexité. »

La raffinerie de métaux précieux a rencontré des problèmes d'acheminement et de partage de l'équipement utilisé pour plusieurs recettes. Les opérateurs devaient décider quel équipement devait être utilisé à tel moment et par quel processus pour respecter les différentes recettes, mais ils ne pouvaient pas planifier le partage de l'équipement à l'avance, ce qui causait souvent des retards.

Pour obtenir un système évolutif et flexible, l'entreprise a décidé de choisir un fournisseur unique. « Nous devons normaliser et mettre à niveau notre système, et l'adapter aux meilleures pratiques internationales pour préparer les 10 à 15 années d'exploitation à venir », explique M. du Preez.

Solution

La raffinerie de métaux précieux Anglo Platinum avait déjà mis en place une infrastructure réseau avec un système de commande Rockwell Automation. L'entreprise a donc sélectionné un système d'automatisation des procédés PlantPAx® de Rockwell Automation pour normaliser ses systèmes de commande avec un fournisseur.

Le système PlantPAx est un système de contrôle-commande moderne conçu pour gérer les systèmes d'automatisation à l'échelle de l'usine. Anglo Platinum peut ainsi utiliser la même technologie d'automatisation dans la raffinerie, ce qui permet une intégration transparente et facilite l'accès aux informations et les modifications lorsque la demande ou les produits changent.

« La solution PlantPAx était idéale », explique M. du Preez. « Nous avons pu placer le système complet et solide au sommet de notre base de commande existante, ce qui nous a aidés à créer les modules de contrôle standard nécessaires pour nos processus. »

La personnalisation était un élément crucial de la solution. En travaillant en étroite collaboration avec Rockwell Automation, Anglo Platinum a mis en place un système de procédé hybride gérant des processus par lots et continus, et conforme aux normes ISA-88.

Par exemple, Anglo Platinum a ajouté un « bloc d'acheminement » aux opérations de la raffinerie, qui permet aux opérateurs de planifier et de contrôler efficacement l'équipement en vue de son partage. Les opérateurs peuvent également hiérarchiser les modifications dans la file d'attente si besoin, et le faire en ligne : une nouvelle option pour gagner du temps avec le système de contrôle-commande moderne.

En intégrant le contrôle de procédure et réglementaire, et avec la flexibilité qu'offre le système pour créer des instructions complémentaires personnalisées, la raffinerie de métaux précieux possède désormais des capacités de génération de rapports par lots. Ces capacités sont assurées grâce à leur instruction complémentaire de rapport par lots personnalisée.

En vérifiant sur son écran quels indicateurs de performance clés ont été respectés, comme les heures d'opération et de phase critique, la capacité de flux de production et la variabilité de lots, ainsi que l'étape d'un lot, l'opérateur contrôle l'usine plus efficacement. Les rapports affichant les paramètres de recettes (avec ceux respectés ou non) fournissent aux opérateurs un accès à des données en temps réel, ce qui renforce la fiabilité dans l'exécution des recettes.

Le logiciel FactoryTalk Historian exploite les informations qui ont été automatiquement identifiées, rassemblées et stockées pour aider les opérateurs à analyser les données liées aux procédés. Les opérateurs de raffinerie ont désormais de la visibilité sur la durée nécessaire pour valider un échantillon ou pour qu'un équipement soit disponible.

« Nos opérateurs ont acquis des informations importantes qui les aident à comprendre pourquoi la production d'un lot en particulier a nécessité 20 heures au lieu des 16 prévues », indique M. du Preez. « Cette visibilité améliorée nous permet d'identifier des contraintes dans les procédés de raffinerie dont nous n'étions pas toujours conscients. »

Le contrôle plus strict est un autre avantage du nouveau système de contrôle-commande moderne. Chaque démarrage et chaque arrêt pendant la production sont indiqués grâce au logiciel Historian, de sorte que les opérateurs bénéficient d'une vision plus réaliste de chaque processus et lot.

Par exemple, si un lot s'écarte anormalement des paramètres de sa recette, le processus passe en sécurité. Après résolution du problème et redémarrage, le lot reprend là où il s'est arrêté, en se rapportant à des indicateurs de performance clés spécifiques.

Auparavant, toutes les perturbations dans le processus dépendaient d'une intervention humaine et n'étaient pas toujours signalées. Bien que tout soit automatisé, les opérateurs ont toujours la possibilité d'intervenir si besoin.

Grâce à la solution PlantPAx, les responsables d'Anglo Platinum peuvent développer des modèles et bibliothèques de recettes standard. Du point de vue de la maintenance, cela facilite l'identification des zones dans l'opération qui pourraient rencontrer des chutes, pannes ou autres problèmes à éviter.

Résultats

Les opérateurs ont accès aux rapports à chaque étape et niveau du processus, et peuvent donc effectuer le suivi des recettes en temps réel, ainsi qu'exercer un contrôle plus strict pendant la production.

« À présent, nous avons une vision plus réaliste des opérations », indique M. du Preez. « Grâce aux informations supplémentaires et à la visibilité améliorée, nos opérateurs peuvent mieux comprendre le processus. »

L'augmentation de la visibilité a diminué la variabilité des lots. Les opérateurs peuvent rapidement comparer des lots et des indicateurs de performance clé, et déterminer si et quand un lot dévie. Au fur et à mesure qu'ils s'habitueront au système et surveilleront des lots consécutifs, les opérateurs connaîtront la durée théorique nécessaire pour un lot donné, et verront ainsi s'il y a un problème.

La solution PlantPAx structurée ISA-88 a également amélioré la maintenance et le dépannage, ce qui aide Anglo Platinum à respecter les normes internationales strictes de contrôle des processus.

« Le système de contrôle-commande moderne PlantPAx apporte flexibilité et évolutivité », explique M. du Preez. « Nous aurons toujours des contraintes spécifiques à appliquer et ce système nous permet de les respecter et d'assurer la conformité. »

Les résultats mentionnés ci-dessus sont spécifiques à l'utilisation par Anglo Platinum des produits et services de Rockwell Automation, conjointement à d'autres produits. Les résultats peuvent varier selon le client.

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