Quimikao usa tecnologie di automazione di processo e virtualizzazione

Quimikao usa tecnologie di automazione di processo

Sfida

  • Costruire un nuovo impianto greenfield in Messico per soddisfare la crescente domanda di produzione
  • Progettare e modellare un nuovo impianto dopo un impianto chimico in Giappone, ma utilizzare un fornitore di sistemi di controllo con sede in Nord America per ridurre le barriere linguistiche e di fuso orario

Soluzioni

Risultati

  • Maggiore visibilità e controllo ridondante in tutti gli aspetti della lavorazione
  • Maggiore efficienza di produzione e migliore omogeneità e qualità del prodotto

L'architettura di sistema PlantPAx fornisce controllo, visibilità e una migliore sicurezza del sistema industriale

Contesto

L'azienda chimica giapponese Kao ha adottato il suo nome alla fine del XIX secolo come primo produttore nazionale giapponese di sapone. Il sapone dell'azienda, chiamato Kao Sekken, ha resistito nonostante il predominio dei saponi d'importazione e alla fine si è imposto nel mercato dei consumatori giapponesi.

Il successo del sapone Kao ha contribuito ad alimentare il lancio degli altri prodotti per l'igiene personale e la cura della casa, da creme idratanti e shampoo fino a oli e detergenti.

Oggi Kao è un'azienda chimica leader e ha ampliato la sua presenza ben oltre il Giappone, con più di 33.000 dipendenti globali in tutte le sue società e oltre 11 miliardi di dollari di vendite nette annue.

Dell'attività globale di Kao fa parte Quimikao, fondata nei pressi di Guadalajara, Messico, più di 35 anni fa.

Oggi Quimikao realizza prodotti per il mercato nord e sudamericano, asiatico e australiano.

L'azienda produce principalmente derivati tensioattivi cationici degli acidi grassi destinati all'uso in una vasta gamma di prodotti, dagli ammorbidenti per tessuti e composti profumati fino agli emulsionanti per asfalto e agli inibitori della corrosione utilizzati nel petrolio.

Quimikao ha da poco deciso di mettere in piedi un nuovo stabilimento in Messico per soddisfare la crescente domanda di nitrile, una base chimica per detergenti liquidi, ammorbidenti e altri prodotti.

Anziché progettare la nuova struttura da zero, Quimikao ha scelto di replicare un impianto giapponese Kao esistente utilizzando controlli di automazione di processo e servizi di supporto del luogo.

Sfida

Il nuovo impianto in corso di realizzazione in Messico richiedeva un sistema di controllo distribuito per gestire le tre principali aree di trattamento chimico utilizzate nella produzione di nitrile: il sistema di reazione, il sistema di distillazione e i servizi complementari come la fornitura di acidi grassi e il sistema di generazione di vapore.

Lo stabilimento comprendeva un'area pericolosa di Classe I, Divisione 2 e richiedeva sicurezza di accesso e visibilità in tutti gli aspetti della lavorazione.

Lo stabilimento giapponese avrebbe funto da base per lo stabilimento messicano, ma non era possibile replicarlo in modo esatto.

Lo stabilimento giapponese è stato costruito attorno a un sistema di controllo messo a disposizione da un fornitore di soluzioni giapponese che aveva esperienza o presenza ridotte in Messico. ORDI, un integratore di sistemi messicano, è stato incaricato di progettare e installare il sistema di controllo dell'automazione nel nuovo stabilimento entro sei mesi.

Il sistema virtualizzato PlantPAx consente agli operatori di controllare tutti i processi di produzione di nitrile dalle loro postazioni di lavoro e fornisce inoltre un sistema avanzato di monitoraggio e diagnostica.

"Abbiamo incontrato un ingegnere dello stabilimento originale in Giappone per parlare della progettazione del sistema che sarebbe stato utilizzato per il nuovo impianto", ha dichiarato Salvador Alejandro Rivas Rojas, Project Manager di ORDI.

"Dovevamo decidere l'approccio migliore per soddisfare i requisiti dello stabilimento originale, rispettando i tempi previsti per il progetto. Non potevamo aspettare che le forniture di attrezzature e componenti arrivassero dal Giappone e desideravamo che i servizi di assistenza fossero forniti nella lingua locale".

ORDI, azienda specializzata in impianti automatizzati per l'industria chimica, ha deciso di utilizzare un fornitore nordamericano di apparecchiature e soluzioni in grado di accelerare i processi di progettazione, installazione e messa in servizio nel nuovo stabilimento e di fornire un sistema intuitivo e flessibile.

In questo modo sarebbe stato inoltre possibile eliminare i problemi di comunicazione che avrebbero potuto insorgere tra gli integratori in loco in Messico e il personale di supporto giapponese.

Soluzione

ORDI ha scelto di implementare un sistema di automazione dei processi virtualizzato PlantPAx® sistema di automazione dei processi di Rockwell Automation. PlantPAx raggruppa processi e controlli discreti in un unico sistema e fornisce un controllo ridondante di ogni fase della produzione di nitrile.

Il sistema fornisce un monitoraggio diagnostico completo per dare agli operatori visibilità su tutti gli aspetti della produzione di nitrile. Utilizza inoltre barriere a sicurezza intrinseca per collegare i dispositivi di campo agli ingressi e alle uscite del modulo e soddisfare così i requisiti della Classe I Divisione 2 per le aree pericolose.

Un'infrastruttura virtuale che sfrutta la piattaforma VMware vSphere® e i modelli di immagine virtuale PlantPAx è stata utilizzata per via dei vantaggi che offre rispetto a un'infrastruttura fisica tradizionale.

Le macchine virtuali, ad esempio, hanno una maggiore tolleranza al guasto e sono sempre disponibili, il che è fondamentale per quei processi che coinvolgono sostanze chimiche pericolose ed esplosive.

Forniscono inoltre un disaster recovery migliorato, con backup della macchina virtuale immediatamente disponibile nel caso in cui un computer fisico smetta di funzionare.

Il sistema PlantPAx raggruppa processi e controlli discreti e fornisce un controllo ridondante di ogni fase della produzione di nitrile.

Dal momento che sia ORDI che Rockwell Automation hanno una presenza locale in Messico, le due entità hanno potuto coordinare strettamente le attività durante tutto il progetto.

Rockwell Automation ha convalidato l'architettura software e la progettazione dell'architettura di rete EtherNet/IP di ORDI, oltre a fornire supporto in sede durante lo sviluppo.

Risultati

Sin dall'implementazione del sistema virtuale PlantPAx, il nuovo stabilimento Quimikao ha aumentato l'efficienza della produzione e migliorato la qualità e la coerenza dei prodotti rispetto al primo stabilimento installato a Quimikao.

Il nuovo stabilimento di nitrile produce 7.300 tonnellate all'anno, rispetto alle 4.000 tonnellate all'anno prodotte in quello originale.

Il sistema PlantPAx consente agli operatori di controllare tutti i processi di produzione di nitrile dalle loro postazioni di lavoro.

Fornisce inoltre un sistema avanzato di monitoraggio e diagnostica che consente agli operatori di accedere e monitorare diverse letture degli strumenti da una posizione centrale. Ciò può contribuire in futuro a potenziare la manutenzione preventiva e a ridurre i costi di riparazione.

ORDI si è servita della libreria degli oggetti di processo di Rockwell Automation per rispettare le tempistiche del progetto e ridurre il potenziale di errore umano nelle fasi di sviluppo.

"La libreria di modelli è risultata facile da usare e ci ha aiutato a ridurre i tempi per test e debugging, da alcune settimane a pochi giorni", ha dichiarato Luis Miguel Garcia Hoo, IT Development Coordinator per ORDI. Quimikao desiderava una libreria personalizzata per l'applicazione specifica e noi siamo stati in grado di personalizzare in modo semplice ed efficace le librerie di Rockwell Automation in base alle specifiche del cliente".

ORDI si è inoltre servita dei modelli di immagine virtuale PlantPAx per accorciare i tempi di sviluppo.

I modelli forniscono gli elementi principali del sistema come modelli preconfigurati e drop-in.

"I modelli di immagine virtuale ci hanno permesso di ridurre notevolmente i tempi di progettazione necessari per installare e configurare le applicazioni dell'interfaccia operatore", ha dichiarato Hoo.

I risultati sopra descritti sono specifici per l'utilizzo da parte di Quimikao di prodotti e servizi di Rockwell Automation insieme ad altri prodotti. I risultati specifici possono variare per altri clienti.

PlantPAx sono marchi commerciali di Rockwell Automation Inc.EtherNet/IP è un marchio commerciale di ODVA Inc. VMware vSphere è un marchio commerciale di Vmware Inc.