ガラス製造業者は、プラント全体の制御ソリューションで明確な利益を認識

背景

中西部の企業は、住宅の窓メーカ向けに高性能ガラスを生産しています。同社の炉はノンストップで稼働しており、その温度は約1600℃です。炉をシャットダウンすると、再び最適な生産温度に達するまで約3週間かかります。そこで、同社は老朽化した炉の耐火物を交換する時期になったときに、老朽化した分散制御システム(DCS)を交換することを決断しました。
 

課題

非常に高い温度で継続的に動作させると、ガラス炉や製品の品質に悪影響を与える可能性があります。プラントの天然ガス燃焼炉は、1996年の試運転以来ノンストップで稼働していました。老化プロセスの一環として、炉壁は劣化の兆候を見せ始めていました。同社は、プラントのオリジナルのBailey^® Infi90^® DCSを交換すると同時に、冷水タンクの修理を行なうために操業を停止することにしました。

プラントの運用チームは、1つのことについて明確でした。ダウンタイムの贅沢は許されませんでした。15年から20年の間に、プラントにはこのような主要なプロジェクトを実施するための1つの窓口があります。

オリジナルのDCSはライフサイクルの終わりに近づいており、そのDCSには最新の分散制御システムには存在する機能と視覚化が欠けていました。既存のシステムは、その閉じたアーキテクチャ、廃止されたハードウェア、およびサードパーティのコンポーネントを統合できないことによって妨げられただけでなく、高度な警告およびレポート機能も欠いていました。
 

ソリューション

何年もの間、プラントはAllen-Bradley^®のドライブおよび制御装置で、炉からガラスを出すロボットの動きを含むコールドエンドのプロセスを管理していました。プラントのエンジニアは、ラインのホットエンドでロックウェル･オートメーションのPlantPAx^®分散制御システムを使用することで、制御プラットフォームを上流に拡張することの利点を理解しました。

プラントリーダは、新しい制御システムから可能な限り多くの柔軟性と機能を獲得することに熱心でした。彼らは、既存のAllen-Bradleyの制御装置で一貫して前向きな経験を積んでいるため、ロックウェル･オートメーションの選択に自信を持っていました。

プロジェクトチームはロックウェル･オートメーションと協力して、ガラス産業の経験と実績のあるシステムインテグレータを選択しました。彼らはRoviSys社で探しているものを見つけました。RoviSys社は、ガラス産業で豊富な経験を持つ、オハイオ州オーロラを拠点とするロックウェル･オートメーションのソリューションパートナです。RoviSys社はプロジェクトチームと会って目標を話し合った後、ロックウェル･オートメーションと協力して提案とシステムアーキテクチャを開発しました。

数か月のエンジニアリングの後、RoviSys社の施設で工場受け入れテストが実施され、システムがメーカの期待に応えていることが確認されました。機器が現場に到着する頃には、プロジェクトチームは、機器が期待どおりに機能することをすでに知っていました。

炉をシャットダウンして排水してから2日以内に、RoviSys社は作業を開始し、新しい分散制御システムを立上げました。彼らは、同様にオペレータとメンテナンス要員のためのシステムトレーニングでフォローアップしました。

プロセスの一環として、プロジェクトチームはロックウェル･オートメーションの戦略的アライアンスパートナであるエンドレス･ハウザー社とシスコ社と協力しました。彼らは既存のRosemount^®トランスミッタをエンドレス･ハウザー社の温度および圧力センサに置き換えて、計装とPlantPAxシステムのシームレスな統合を実現し、実装とメンテナンスを容易にしました。

新しいシステムはCisco Catalyst^®スイッチを使用して、プラントフロアのプロセスシステムからエンタープライズゾーン、さらに制御レイヤのAllen-BradleyのStratix 8000^™管理型イーサネットスイッチまで接続します。Stratixスイッチは標準の修正されていないイーサネットを展開し、多くの一般的なITと制御機能を含むように設計されており、製造メーカのエンジニアおよびIT専門家による使いやすさが向上しています。

RoviSys社は、主要なプロセスサブシステム間の協調制御とデータ共有のために、デバイス･レベル･リング(DLR)トポロジを使用して制御システムをネットワーク化しました。新しい制御プラットフォームのオープン性により、サードパーティのコンポーネントとサブシステムを簡単に統合できます。

90日以内に、プラントは再び稼働し、新しいシステムは高度な視覚化機能の共通する制御プラットフォームを提供します。システムには、5つの主要なプロセス領域のそれぞれに対する冗長コントローラのペアが含まれています。

プラントの視覚化とアラーム要件を満たすために、プロセスシステムにはオペレータワークステーション向けのシンクライアント技術を使用した冗長HMIサーバが組み込まれています。視覚化ソリューションは強化されたアラームと診断機能を提供し、オペレータのトラブルシューティング能力を大幅に向上します。システムの可用性と保守性を高めるために、RoviSy社はすべてのサーバアプリケーションを仮想化します。

シャットダウン中、プラントはガラスリボンを炉から引き出すために使用したドライブシステムを交換し、新しいシステムとのシームレスな統合のためにEtherNet/IP™を使用してAllen-BradleyのPowerFlex^® 755 ACドライブにアップグレードしました。
 

結果

プロジェクトチームの優先事項の1つは、より詳細なプロセス情報をオペレータに提供することでした。これは、プラントが情報対応PlantPAxシステムで簡単に達成できることです。生産技術者やその他の人々は、システムが設置される前にナビゲーションに慣れ親しみ、自信を得るために、初期に数十の画面のカスタマイズに積極的に関与していました。

新しいシステムは、詳細なダッシュボードと生産情報を提供します。プラントオペレータは、レポートにアクセスして、炉の温度、ガラス流量、燃焼空気量、バッチシステムなどのリアルタイムトレンドのトラブルシューティングを簡単に行なえるようになりました。システムには、エンジニアがオペレータの活動を監査できる変更管理機能が含まれており、システムパフォーマンスのトラブルシューティングに役立ちます。製造メーカは、現在世界クラスの制御室があると考えています。

運用チームは、その新しいシステムが生産の一貫性とエネルギー効率の改善を含む、重要で測定可能な利益を生み出すことを期待しています。その新しい、より高度なプロセス制御は、すでにプラントの運用に必要な柔軟性と安定性をもたらしています。さらに、エンジニアリングおよびメンテナンス担当者は、生産の問題を簡単に診断し、機器を迅速にオンラインに戻すことができるようになりました。プラントと会社全体で、コンセンサスは明確です。新しいシステムは、真のビジネス上の利点であることが証明されています。

上記の結果は、この中西部のガラスメーカでの配備されたロックウェル･オートメーション製品およびサービスをその他の製品と併用した結果です。実際の成果は事例ごとに異なる場合があります。

Allen-Bradley, PlantPAx, PowerFlex, およびStratix 8000は、Rockwell Automation Inc.の商標です。
Catalystは、Cisco社の商標です。
EtherNet/IPは、ODVAの商標です。
BaileyおよびINFI 90は、Elsag Bailey Process Automation N.V.の商標です。