アンカーグラス社は最新のDCSでエネルギーを節約

ガラス瓶の製造

暑い夏の夜にボトル入りのアイスティーを飲んだり、友人とビールのボトルを開けたり、ワインのボトルから注いだりした場合、そのボトルはアンカーグラス社のものかもしれません。さまざまな形、色、サイズのガラス瓶を飲料業界に提供することに加えて、アンカーグラス社はジャム、ソース、サルサ用のガラス容器も世界中の食品および飲料会社に提供しています。

ミネソタ州シャコピーの施設は、同社の6つある食品用製造施設の1つです。ここで、アンカーグラス社は原料を施設に取り込み(混合、溶解、コンディショニング、完成したガラス容器に成形)、1分当たり最大600本のボトルを生産します。粉砕されたリサイクルガラスやその他の原材料はトラックまたは鉄道で到着し、保持サイロに降ろされます。必要な化学物質が追加されると、ガラスとその他の成分は、27 x 46フィートの炉に送られて溶解します。

ここは、ガラスを2700°Fに加熱して、溶けた溶岩状態にします。その後、この溶岩はさまざまな前炉に分配され、形成、調整、冷却されます。このように温度が大きく変動した後、ガラスの化合物は安定していないため、再加熱する必要があります。形成されたガラスが1,000°Fに達すると、ガラス内の化学物質を安定させるために非常にゆっくりと冷却されます。その後、この完成品は、アンカーグラス社が毎年提供する55の顧客のいずれかに出荷される前に、傷や不整合がないか検査されます。

温度の制御を失う

年間3億本のボトルを生産するのは簡単なことではなく、シャコピーの施設は年中無休24時間体制で稼働している2つの熟成炉に依存していました。2つの炉のうち大きい方は17年前のものであり、再レンガ化(改造)が急務でした。老朽化したレンガは断熱性が低いことを意味しました。炉は適切な温度を保持していませんでした。これは、ガラス製造プロセスに不可欠です。

アンカーグラス社は、温度を維持し、炉を効率的に保つためにエネルギーとお金を浪費していました。また、温度が不安定であるために、アンカーガラス社は低品質のガラスを製造してしまうリスクにさらされていました。

熱制御の改善の必要性は、炉の反転プロセスで最も顕著でした。このプロセスは、可能な限り多くのエネルギー(熱)を最大化するために、再生炉に依存しています。炉の片側が熱を捕らえた後、プロセス全体が逆になり、捕らえられた熱は炉に注入して再利用されます。この温度変動は1日を通して繰り返され、プロセス中の厳密な制御なしに、アンカーグラス社は熱を失い、その結果、収益を失いました。

さらに、古い熱モニタシステムはユーザフレンドリではなく、手作業での調整とチャート作成が必要でした。これはオペレータにとって時間を要していたプロセスでした。古いシステムには2週間分のデータしか保存されていませんでした。このデータの可視性の欠如により、モニタとトレンディングが困難になりました。履歴データとトレンドへの露出が限られているため、価値ある分析を行なうことができませんでした。

オペレータは、施設用のアラームが12個しかない古いアナログ･アラーム･システムにも依存していました。炉の圧力、空燃比、コントローラの安定性など、非常に多くの変数があるため、アンカーグラス社は、炉の運転をより良く管理し、エネルギーコストの制御を取り戻すために新しい制御システムが必要であることを理解しました。
 

非常に明確なソリューション

新しいシステムの設計を支援するため、アンカーグラス社は、ロックウェル･オートメーションのソリューションパートナで、ロックウェル･オートメーションのPartnerNetwork^™プログラムのメンバーであるストーン･テクノロジーズ社に依頼しました。アンカーグラス社とストーン･テクノロジーズ社には、15年にわたる共同作業の歴史があります。

より良いデータ収集、より厳密な制御、より直感的なオペレータインターフェイスに対する会社の要望を聞いた後、ストーン･テクノロジーズ社はロックウェル･オートメーションのPlantPAx^®最新の分散制御システム(DCS)をお奨めしました。このスケーラブルなプラント全体の制御システムは、炉の効率を高め、リアルタイムの温度情報にアクセスするのに役立ちます。

アンカーグラス社のバッチおよび炉のマネージャであるカイル･フィーベルコーン氏は次のように述べています。「私たちが行なうことはすべて温度制御に依存しています。PlantPAxシステムの導入により、バッチ管理とデータ収集が改善され、炉の稼働をモニタできるようになりました。」

PlantPAxシステムは、1,000を超えるデータタグと、2,600の詳細で管理可能なアラームをモニタします。どのアラームが最も頻繁に発生するかを追跡し、予知保全を改善します。

PlantPAxソリューションのヒストリアンソフトウェアは、炉の温度、空気圧、その他のデータポイントでの履歴データを収集します。この情報は、詳細なシーケンスを備えた直観的なHMIシステムで見ることができます。これにより、オペレータはプロセスの機能強化を微調整して、エネルギー効率の高い運用を実現できます。

PlantPAxソリューションによって、操作に必要なトレーニングが少なくて済む一貫したフェイスプレートを備えた直観的な制御システムが可能になります。これは、シャコピー工場のわずか6人のスタッフにとって不可欠です。

ストーン･テクノロジーズ社は、炉の反転プロセス中のエネルギー損失に対処するために、スケーラブルなコントローラベースのシーケンスを実装しました。追加されたシーケンス機能により、オペレータは反転プロセスのすべてのステップをよりよく制御できます。

また、ストーン･テクノロジーズ社は新しいPlantPAxシステムで内部モデル制御(IMC)プロセス機能を活用することで、アンカーガラス社を低速プロセス用の新世代の制御にも導きます。ロックウェル･オートメーションの高度なプロセス制御キットで提供されるIMCは、ガラスレベル制御やガラス温度制御などの低速動作ループで非常に役立ちました。

ストーン･テクノロジーズ社のMESプロジェクトマネージャであるブラッド･ドウネン氏は、次のように述べています。「高度なプロセス制御アプリケーション向けのIMCは、単純化された制御アルゴリズムとモデルを提供し、反転またはその他の要因によって生じる外乱に反応することなく、より優れた制御を提供します。」