課題
- 旧式の機器では生産状況を把握することができず、機器の故障やリスクの増加、エネルギー消費の増大を招いていました。
ソリューション
- 製造インテリジェンスに基づくSCADAシステム - FactoryTalk®ソフトウェアとLogix制御プラットフォームをベースにした新システムにより、自治体は生産の最適化、プロセスの標準化、リアルタイムの生産データへのアクセスを可能にしました。
- Allen‑BradleyのPowerFlexドライブとLogixコントローラのプレミア統合 - スタッフのリモートモニタにより、トラブルシューティングを改善し、ダウンタイムを短縮
- Allen‑Bradley®のPowerFlex® 755ドライブ - スカム除去システム全体に統合モーションコントロールを導入し、生産と人員の効率を改善
結果
- 手動でプロセスを制御する時間を短縮し、オペレータの生産性とプロセスの柔軟性を向上
- エネルギー消費量を47%削減し、州から40万ドルの払い戻しを受ける。
カリフォルニア州のある郡の衛生局は、複数の大手メーカを含む住宅、商業、工業のお客様に廃水処理サービスを提供しています。この衛生地区の単独水処理施設では、1日当たり約300万ガロンの廃棄物を処理しており、拡大する都市からの800万ガロンの廃棄物を処理できる可能性があります。
工場に流入した排水は、グリットチャンバー、曝気槽、清澄槽など、さまざまな処理を経て流れます。浮遊物が上部に上がり、プラントが毒素と固形物を除去できるようになると、次に拡散した空気が廃棄物に投与されます。この高度な処理段階により、好気性消化と呼ばれるプロセスを通じて、さらに固形物を分解することができます。
近年、衛生地区では、工場の自動化が不十分で、今後予想される郡の成長をサポートできないと判断しました。将来への備えとして、同地区は自動化と監視制御およびデータ収集(SCADA)システムに投資し、工場の生産性を高めるとともに、エネルギーコストと排出量を削減することにしました。
自動化なしで計器だけで稼働
工場の管理者は、工場の状況を評価し、将来の成長を可能にする移行計画を決定するために、独立したエンジニアリング会社のサービスを採用しました。その結果、エネルギー消費量の多さや標準化の欠如など、工場の現在のオペレーションに多くのギャップがあることが分かりました。
衛生地区の運営責任者は次のように述べています。「工場に入ってくる廃棄物の量が大幅に増え、水を適切に処理するために必要な酸素が不足していることがわかりました。それは良い状態とは言えません。」
曝気槽の送風機は自動化されていないため、オペレータは酸素濃度を調整するために手動でスイッチを入れたり切ったりする必要がありました。その結果、さらなる労力と、すでに工場の電気代の85%を占めているプロセスでのエネルギー消費の増加を招いてしまいました。
自動化されたシステムの欠如は、非効率なオペレーションを生み出すだけでなく、不正確な測定技術による噴出や排出違反の可能性といったリスクを工場にもたらすことになりました。また、エネルギー消費を特定し、よりよく管理するための過去の電子データや報告ツールも不足していました。
衛生地区のゼネラルマネジャーは次のように述べています。「監視装置もなく、基本的に何も見えていない状態でした。私のビジョンは、施設全体を自動化することでした。ロックウェル・オートメーションを導入し、最初のプロジェクトをスタートさせました。」
SCADAシステムで工場全体の柔軟性を実現
経営陣の目標は、水処理プロセスを自動化するSCADAシステムを導入することで、工場の生産を標準化し、エネルギーコストをより適切に管理することでした。自動化されたシステムは、より効率的なプロセスを実現するだけでなく、新しいソリューションによってエネルギー消費量が50%以上削減されれば、州からのリベートが受けられるという期待もありました。
改修プロセスの最初のステップは、曝気槽の既存システムを新しいディフューザーに置き換え、高速ターボブロワ6台を設置することでした。ロックウェル・オートメーションの認定システムインテグレータであるAutomated Control & Technical Services社と協働して、プラント担当者はオートメーション制御システムをベースにしたSCADAシステムを導入しました。ロックウェル・オートメーションのFactoryTalk®ソフトウェアを追加し、ワイヤレスEtherNet/IP™で通信することで、新しいSCADAシステムを冗長サーバで監視できるようになり、信頼性が向上しました。
柔軟な自動化により、工場の処理工程は一貫して制御されるようになりました。
オペレーションスーパーバイザは次のように説明します。「良い品質の製品をずっと作り続けるための視界が確保されました。毎日同じように見えるので、工程が変わる心配はありません。」
SCADAシステムの導入により、制御の安定化に加え、信頼性の向上とオペレータの安心感も生まれました。以前は、何か問題が発生すると、制御室のランプが点滅し、作業者に何の説明もなく警告が発せられましたが、現在では、さまざまなアラームが詳細に表示されるため、オペレータは離れた場所からでも瞬時に問題を把握することができるようになりました。
FactoryTalk Historianアプリケーションのインストール後、この施設は、工業会社がより多くの量の廃棄物を施設に排出した特定の時間を特定することができました。これによって、作業員はオペレーションを調整し、将来の修正のための傾向を判断することができました。
最初のプロジェクトが成功した後、衛生地区ではモータ制御の改修を進めました。プラントマネージャは、システムインテグレータであるTelstar社と協力して、プラントの既存の好気性消化器用ブロワを交換しました。また、SCADA制御を統合し、第2槽に自動弁を設置しました。
アップグレードの一環として、Telstar社はバックアップ曝気槽の旧式の機器を、Allen-BradleyのEtherNet/IP対応CENTERLINEモータ・コントロール・センタ2台と交換し、安全とプラント全体の制御を向上させました。さらに、Allen-BradleyのPowerFlexドライブとControlLogix®コントローラを追加して、スカム除去システムにも自動化が導入されました。
エネルギーコストを47%削減
衛生地区の地区エンジニアは次のように述べています。「私たちはCalPOPプログラムと提携して、40万ドルのリベートを回収しました。資本支出は4〜5年で回収できたので、本当にハッピーエンドでした。理事会も大喜びでした。」
金銭的な節約に加え、乗用車約89,000台分に相当する年間50万トンの二酸化炭素排出量を削減しました。
SCADAシステムの導入により、水処理プラントはデータの集計、監視、最適化ができるようになりました。また、リモート機能により、プラント管理者は常にプラントを監視および制御することができ、ダウンタイムの防止に役立つ完全な可視性を提供することができます。
両開発の完成後、この工場のエネルギー管理は、エンジニアリング・アチーブメント賞やプラント・オブ・ザ・イヤー賞など、数々の州の賞を受賞しています。
エンジニアは次のように述べています。「プロジェクトを承認してもらうためには、取締役会を教育し、投資の価値を示す必要があるのです。この場合、その価値とは、エネルギー効率と信頼性の向上、そしてメンテナンスコストの削減でした。取締役会は、その結果を見ると、次の段階への期待に胸を膨らませていました。」
上記の結果は、このお客様がロックウェル・オートメーションの製品およびサービスを他の製品と組み合わせて使用された場合に固有のものです。具体的な結果は、他のお客様とは異なる場合があります。
Allen‑Bradley, ControlLogix, FactoryTalk, PowerFlex, およびVantagePointは、Rockwell Automation Inc.の商標です。
EtherNet/IPはODVA Inc.の商標です。
公開 2019/03/12