- 가마 생산성 최적화
- 밀 생산성 향상
- 에너지 사용량 감소
- 가마 생산성 3% 증가
- 가마 에너지 사용량 2% 감소
- 분쇄기 생산성 5～10% 증가
- 분쇄기 에너지 사용량 5% 감소
과제
브라질에 본사를 둔 Cimento Itambé는 45년 넘게 토목 건설 부문을 위한 시멘트 생산을 해 왔습니다. 이 회사는 향후 더 큰 성장을 위한 기반을 마련하기 위해 몇 가지 개선을 원했습니다.
특히 Cimento Itambé는 운영 프로세스를 표준화하고, 장비 가동시간을 높이며, 제조 프로세스에서 에너지 사용을 줄이기를 원했습니다. 이 회사는 Rockwell Automation에 도움을 요청했습니다.
솔루션
우리는 두 단계로 프로젝트에 접근했습니다. 1단계는 가마 운영을 목표로 했고, 2단계는 분쇄 작업 최적화에 중점을 두었습니다.
시멘트 가마에서의 생산 최적화
시멘트 가마는 연료 공급원의 변동성과 원재료 특성의 불확실성 때문에 제어가 매우 어렵습니다. 이러한 가변적인 투입 요소로 인해 에너지 사용을 최적화하고, 안정적인 운영을 유지하며, 생산 용량을 극대화하는 데 필요한 정밀한 제어를 달성하기가 어렵습니다.
우리는 Cimento Itambé와 협력하여 FactoryTalk® Analytics PavilionX 모델 예측 제어(MPC) 기술을 구현했습니다. FactoryTalk Analytics PavilionX는 자동화 시스템 위에 구축된 인텔리전스 계층으로, 공장이 실시간으로 비용 절감, 배출 감소, 일관된 품질 및 생산 증가 등 다양한 비즈니스 목표를 달성할 수 있도록 지속적으로 지원합니다.
FactoryTalk Analytics PavilionX는 프로세스 제어 루프에 대한 권장 설정점을 계산하여 제어 성능을 실시간으로 최적화합니다. 변동하는 입력 변수를 이해하고 실제 프로세스 값을 기반으로 제어 동작을 지속적으로 업데이트하면서 여러 프로세스 파라미터를 실시간으로 예측하고 제어할 수 있습니다.
우리는 FactoryTalk Analytics PavilionX를 사용하여 최소한의 연료 소비와 안정적인 온도를 유지하면서 Cimento Itambé의 가마 운영을 최적화하고 클링커 품질 요구 사항을 충족할 수 있었습니다. 이 프로젝트 단계는 2022년 말에 완료되었습니다.
분쇄 작업에서 에너지 절감
시멘트 분쇄는 전력 집약적인 공정이며, 시멘트 생산업체는 제품을 일정한 크기와 경도로 분쇄하는 데 어려움을 겪을 수 있습니다. 또한 교대 근무 시 작업 습관의 변화와 클링커 분쇄성 또는 분쇄 보조제 조성의 변화로 인해 효율성이 달라질 수 있습니다.
MPC 기술은 공정 교란 및 기타 영향을 고려하여 용량을 극대화하면서 제품을 특정 크기로 지속적으로 분쇄하여 에너지 비용을 최소화합니다. 이 기술은 경도, 입자 크기 및 등급과 같은 다양한 공급 특성에 대응합니다.
우리는 FactoryTalk Analytics PavilionX를 사용하여 Cimento Itambé의 분쇄 작업을 최적화했습니다. 구체적으로는 밀 가동시간을 늘리고 사용되는 에너지 양을 줄이는 것이 목표였습니다. 이 프로젝트 단계는 2023년에 완료되었습니다.
결과
생산성 향상 및 에너지 사용 감소
Cimento Itambé는 FactoryTalk Analytics PavilionX를 구현하는 두 단계 모두에서 성공을 거두었습니다. 1단계에서 회사는 다음과 같은 성과를 경험했습니다.
- 각 가마의 생산성 5% 증가,
- 가마의 에너지 사용량 2% 감소,
- 더 안정적인 온도,
- 향상된 클링커 품질, 그리고
- 사이클론 막힘 위험 감소.
2단계에서는 밀에서도 유사한 결과를 얻었습니다. FactoryTalk Analytics PavilionX를 구현한 후 Cimento Itambé는 다음과 같은 성과를 달성했습니다.
- 에너지 사용량 5% 감소,
- 생산성 5～10% 증가,
- 공급 중단 또는 높은 진동과 관련된 정지 감소, 그리고
- 의사 결정을 가속화하는 실시간 데이터 접근.
아직 AI나 머신 러닝을 사용하지 않는 시멘트 생산업체에게 모델 예측 제어는 논리적인 출발점입니다. 적절한 인프라가 구축되어 있으면 쉽게 저렴하게 구현할 수 있습니다. 그리고 시멘트 공장을 몇 주 만에 더 안정적인 생산, 에너지 사용 감소, 처리량 증가의 길로 안내할 수 있습니다.
모델 예측 제어 기술은 Rockwell Automation의 컨설팅 부서인 Kalypso를 통해 제공합니다. 기술에 대한 접근 외에도, 고객은 모델 예측 제어 구현을 위한 최적의 사용 사례를 식별하고, 설정하고, 최적화하는 데 도움을 줄 수 있는 전문가 팀의 지원을 받을 수 있습니다. Kalypso는 프로젝트 전에 ROI를 추정하고 프로젝트의 비즈니스 사례를 만들기 위한 연구도 수행할 수 있습니다.자세한 내용은 팀에 문의하십시오..
이 이야기는 World Cement 매거진 5월호에 실렸습니다.
Published 2024년 5월 8일