Azienda internazionale leader nel settore del cemento

Sfida: massimizzare l'efficienza e la produzione

Una controllata di un'azienda internazionale di cemento è uno dei principali produttori di cemento e materiali da costruzione degli Stati Uniti orientali.

Le attività della controllata includono impianti di cemento, impianti di calcestruzzo preconfezionato, impianti di blocchi di cemento, cave, terminal di importazione e ferroviari e impianti di produzione di ceneri volanti. Nel 2020, i ricavi dell'azienda hanno superato USD 500.000.000,00.

Come molti produttori leader, l'azienda si impegna costantemente a massimizzare l'efficienza e la produzione migliorando la qualità, riducendo al minimo i disturbi di processo e diminuendo i costi operativi ed energetici. L'azienda cercava un sistema di controllo di processo avanzato (APC) che soddisfacesse questi obiettivi sfruttando al contempo la sua infrastruttura tecnologica esistente.

Dopo aver esaminato attentamente i sistemi e i servizi offerti da APC, l'azienda si è rivolta a Rockwell Automation per migliorare le prestazioni produttive riducendo al contempo i costi energetici. Attraverso il suo programma ValueFirst® , Rockwell Automation ha fornito al principale produttore di cemento un approccio progettuale a fasi, concepito per valutare e garantire il ritorno sull'investimento (ROI) dell'azienda prima dell'implementazione del progetto. L'azienda ha lanciato il programma su due mulini per cemento presso lo stabilimento di cemento della sua sede centrale .

Soluzione: aumento della qualità e riduzione del consumo di potenza con il controllo a circuito chiuso di Rockwell Automation

Rockwell Automation e il principale produttore di cemento hanno collaborato a stretto contatto  per implementare Rockwell Automation FactoryTalk^® Analytics™ con capacità di ottimizzazione del controllo predittivo multivariabile a circuito chiuso, su due stabilimenti di finitura (#10 e #11). Gli obiettivi specifici del progetto includevano la riduzione del consumo di potenza, l'aumento della produzione e il miglioramento della qualità del prodotto riducendo la deviazione standard nel cemento. Lo stabilimento di finitura #11 era un molino a palle standard, in grado di produrre circa 90 tonnellate all'ora di cemento di tipo I/II. Lo stabilimento di finitura #10 era un molino a palle configurato con una pressa a rulli per la pre-macinazione, in grado di produrre circa 130 tonnellate all'ora di cemento di tipo I/II. Sfruttando l'esperienza di Rockwell Automation nell'analisi industriale, la soluzione per il cemento di Rockwell Automation ha offerto un tempo di ritorno più rapido e un valore più  sostenuto con costi di manutenzione inferiori rispetto alle tecnologie esistenti come i toolkit basati su sistemi esperti. Ha combinato l'ottimizzazione dello stato stazionario con il controllo predittivo basato su modello per fornire una soluzione di controllo di processo avanzata in grado di gestire i setpoint e le transizioni del processo. La soluzione software si basa su un  modello dinamico  di processi complessi (come quelli di uno stabilimento per cemento), consentendo un  controllo in tempo reale e un'ottimizzazione più robusti rispetto alle soluzioni tradizionali basate su sistemi esperti statici
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"Il programma ValueFirst di Rockwell Automation sottolinea l'impegno dell'azienda per il successo della nostra attività. Il programma ci consente di comprendere meglio la tecnologia e i potenziali vantaggi con un rischio finanziario minimo. Abbiamo intrapreso questa collaborazione con la certezza che la tecnologia avrebbe dato i risultati garantiti, e hanno mantenuto quella promessa."
- Process Engineer

Le soluzioni di controllo a circuito chiuso di FactoryTalk Analytics definiscono i parametri di processo chiave in tre categorie: variabili manipolate, controllate e di disturbo. Le variabili controllate sono tipicamente le metriche chiave del prodotto. Le variabili manipolate sono quei parametri di processo che possono essere regolati in modo indipendente e che influiscono sulle variabili controllate, come la velocità di produzione e la velocità del separatore. Infine, le variabili di disturbo sono quei parametri di processo che influiscono sulle variabili controllate, ma che generalmente non possono essere regolati in modo indipendente. Le capacità predittive della soluzione consentono al personale dello stabilimento di anticipare come il molino a palle si comporterà considerando significativi disturbi esterni del processo e  durante le normali transizioni di prodotto. L'applicazione del molino a palle per cemento aggiorna continuamente le sue previsioni in base ai modelli interni di comportamento futuro, alle interdipendenze del processo e alle prestazioni effettive.

Risultati: maggiore produzione e qualità, con un consumo di potenza
inferiore

Nei cementifici della sede centrale, la soluzione FactoryTalk Analytics ha ridotto il consumo di energia, aumentato la produttività e migliorato la qualità del prodotto. Il progetto ha soddisfatto e superato le previsioni di una riduzione di 3.5 kW/t nel consumo di energia e un aumento della produzione di  3–4 t/h. L'azienda ha anche registrato una diminuzione della deviazione standard nel cemento da 130  a 80 (riduzione del 38%). Oltre a questi vantaggi quantificabili, la soluzione ha aiutato gli operatori dei cementifici a concentrarsi maggiormente sui problemi critici dei processi, migliorando l'efficienza della produzione e l'impatto sui profitti.