Crescita della raffineria con un DCS moderno

Raffineria. Rinnovare per risparmiare

Il quarto maggiore produttore di zinco a livello mondiale si è ritrovato a dover affrontare tempi di fermo non pianificati con costi fino a 100.000 dollari l’ora e conseguenti rischi operativi e finanziari.

L’estrazione e la separazione dello zinco puro da altri minerali e materiali grezzi non è un’operazione semplice, ma è ancora più difficile se si adottano sistemi di controllo obsoleti con carenza di parti di ricambio, competenze tecniche limitate e che non sono in grado di comunicare.

Erano queste alcune delle sfide tecniche che Nexa Resources ha dovuto affrontare presso la propria raffineria di zinco nei pressi di Lima, Perù. L’età di gran parte delle tecnologie di controllo e automazione dei processi andava da 15 a 20 anni, con diversi componenti obsoleti che richiedevano parti di ricambio e competenze specializzate non disponibili o con costi troppo elevati.

Secondo Daniel Izarra, Senior Automation Engineer di Nexa Resources, per ottenere parte dei pezzi di ricambio avrebbero dovuto spendere una cifra pari al 50% del costo totale di un progetto.

Nexa ha mantenuto un sistema di controllo ibrido, per metà di Rockwell Automation e metà di un altro produttore di DCS. Oltre al problema dell’obsolescenza, l’azienda doveva affrontare anche il problema di assenza di comunicazione tra i server di ciascun sistema di controllo che consentivano la visualizzazione di oltre 1700 segnali su una sola interfaccia operatore con 60 grafiche diverse.

Nexa ha mantenuto due diversi tipi di workstation, con problemi relativi alla formazione degli utenti, al mantenimento delle competenze e al reperimento delle parti di ricambio, che rendevano impossibile la manutenzione preventiva.

Nuovo DCS. Sicurezza e affidabilità

Superare l’ostacolo dell’incompatibilità

Considerati tutti questi ostacoli, Nexa doveva necessariamente sostituire i sistemi di controllo incompatibili con una tecnologia moderna senza intaccare la produzione. I tempi di fermo per completare il processo di migrazione sono stati limitati a due ore a settimana e quattro ore al mese.

Durante questi brevi intervalli di tempo, la navigazione doveva avvenire con sistemi datati e competenze tecniche limitate. Gli operatori e il personale della raffineria conoscevano i vecchi sistemi di controllo e temevano un esito negativo sui processi a causa delle modifiche alla programmazione e di collegamento dei sistemi.

Nexa ha optato per una soluzione basata sulle precedenti espansioni ControlLogix® e CompactLogix™, integrando i restanti controlli di processo in un sistema di controllo distribuito PlantPAx® unificato.

Il progetto prevedeva anche l’aggiornamento della rete di comunicazione con una rete Ethernet ridondante, il rinnovo delle workstation e dei server, l’installazione di due armadi I/O remoti (RIO) e l’aggiornamento con CPU ridondanti. Tali operazioni hanno consentito l’impiego del protocollo ControlNet esistente.

Per realizzare questo processo di migrazione bimestrale riducendo i rischi al minimo e ottimizzando la programmazione, Izarra ha spiegato di aver prima identificato, insieme al suo team, i segnali, i cablaggi e le morsettiere, programmando poi accuratamente i fermi impianto durante gli intervalli previsti di due e quattro ore.

È stata inoltre condotta una sessione formativa preliminare nella sala di controllo esistente, con un test di accettazione in fabbrica (FAT) con i tecnici Nexa, sono stati stabiliti i collegamenti iniziali alla nuova piattaforma Rockwell Automation e sono stati migrati i loop di controllo per ciascuna area funzionale.

Per 2 – 3 mesi, il sistema di controllo precedente e quello nuovo hanno lavorato in parallelo, per consentire al personale di acquisire familiarità con la nuova soluzione e fornire relativo feedback. La fase iniziale ha coinvolto loop e segnali meno critici, con una migrazione a singola pompa. Grazie all’identificazione preliminare di segnali e cablaggi, l’azienda è stata in grado di completare gran parte della migrazione con l’impianto in funzione, senza dover lavorare esclusivamente nei periodi di fermo.

Ottimizzazione completa

In seguito alla migrazione e all’aggiornamento del sistema di controllo, i miglioramenti conseguiti da Nexa sono stati moltissimi:

  • Affidabilità pari al 100% del sistema di controllo delle applicazioni idrometallurgiche
  • Azzeramento degli incidenti sul lavoro provocati dal fermo del DCSD
  • Disponibilità dell’assistenza tecnica
  • Gestione interna delle parti di ricambio necessarie
  • Bassi costi grazie all’integrazione incrementale della migrazio

Secondo Nexa, per far sì che un progetto di migrazione vada a buon fine, è necessario considerare i seguenti aspetti:

  • Programmazione accurata
  • Coinvolgimento di operatori e staff addetto alla manutenzione sin dall’inizio del progetto e costante comunicazione e coordinamento con le aree fondamentali per lo sviluppo di pianificazione, controllo ed esecuzione di questi progetti
  • Convalida della documentazione tecnica necessaria per evitare ritardi durante i periodi di intervento
  • Redazione di un piano di contingenza che deve essere consegnato a tutte le aree prima dell’avvio del processo di migrazione

Questo blog si basa su un articolo dei redattori di Control.

Jim Montague
Pubblicato 10 Giugno 2019 Da Jim Montague, Executive Editor, Control
  • Contatto:

Blog

Tramite i blog, i nostri colleghi e altri esperti possono aggiornarvi sulle novità del settore e approfondire le tendenze più recenti in materia di tecnologie.