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볼칸 광산업체 은 가공 운영에 대한 통합 제어 확보

모던 DCS 구축 통해 여러 프로토콜이 사용되는 제3자 하위 시스템들의 통신 통합

Wyzwanie

  • 다른 프로토콜을 사용하는 다양한 공급업체의 하위 제어 시스템들을 단일한 제어 및 통신 구조로 통합
  • 향후 2~5년에 걸쳐 공장의 생산 능력을 2배 확장할 수 있도록 시스템 확장성 제공

Rozwiązania

Wyniki

  • 목표 완료일 이전에 가동 개시 - 용이한 구축 통해 사전 시운전 시간을 예정보다 5주 단축
  • 확장 가능한 생산 - 분산된 제어 인프라를 통해 생산량 증가에 유연한 대처 가능

배경

광산업체인 볼칸 광산업체(Volcan Mining Company) 세계에서 가장 외딴 지역 하나이며 광물 자원이 풍부한 것으로 알려진 페루 중부의 안데스 산맥에 위치하고 있습니다. 해발 4km 넘는 고산 지대에, 수도인 리마로부터 7시간 떨어진 거리에 있는 8개의 광산에서, 볼칸의 작업자들은 , 아연, , 구리 광석을 채출하고 전세계 시장에서 판매될 있도록 부분 가공을 합니다.

은은 볼칸이 채굴하는 금속 가장 희귀한 금속입니다 은에 대한 국제적인 수요를 충족하기 위해, 70 역사를 가진 기업은 최근 자사 최초의 침출 제련 공장을 건립했습니다. 공장은 다양한 단계로 이루어진 복잡한 공정을 처리합니다.

먼저, 원광석을 분쇄합니다. 분쇄된 입자를 밀링 섹션으로 이동하여 분말로 만들고, 이를 시안화물이 포함된 교반 탱크로 이동하여 광물을 용해합니다. 다음 용액에 아연 가루를 첨가하여 은을 분리해냅니다. 최종적으로 정제와 용융 작업을 거쳐 은을 (bar)형태로 주조합니다.

도전과제

볼칸 광산 회사의 자동화 프로젝트 관리자인 호르헤 루이스 오비에도(Jorge Luis Oviedo) "시안화물은 독성 물질이기 때문에 처리가 상당히 까다롭다" "시안화물 가스가 생성되지 않도록 교반 탱크에서 정확한 pH 값을 유지해야만 한다" 설명했습니다.

이는 침출 제련 운영에서 정확한 동기화가 요구되는 많은 변수 하나일 뿐이었습니다. 신축 공장은 일일 평균 2,500 미터톤의 광석을 처리합니다. 어느 단계에서건 문제가 발생하면 원치 않는 중단이 야기될 있습니다. 오비에도는 "예를 들어, 분쇄기에 과부하가 생기면 광석을 분쇄기로 이동하는 컨베이어가 중지된다", "이는 운영을 올바르게 재가동할 때까지 생산 시간 손실로 이어진다" 설명했습니다.

볼칸의 경영진은 공장 전반에 있는 여러 제어시스템을 밀접하게 통합하고 조율하기 위해서는 안정성과 가용성이 높은 프로세스 자동화 시스템이 필요하다는 사실을 깨달았습니다. 제어 장비들 대부분은 볼칸이 광산업계의 전문 공급업체들로부터 현대적인 분산 제어 시스템(DCS) 설치를 모색하기 이전에 구입한 것들이었습니다

오비에도는 "많은 수의 센서를 통합할 있는 마스터 자동화 시스템이 필요했다", "이렇듯 공장에 존재하는 다양한 프로토콜과 브랜드 간에 걸쳐 통신을 있는 역량이 필수적이었다" 말했습니다. 이러한 공정만큼이나 중요한 것은 볼칸 공장에서 일하는 120명의 직원들이 쉽게 배우고 직관적으로 사용할 있는 시스템이었습니다. 직원들이 처리할 없는 문제가 발생하는 경우, 심각한 수준의 생산 시간 손실을 방지할 있도록 기업은 현지 전문가들의 지원을 받을 있길 원했습니다.

오비에(Oviedo)도는 "누가 우리의 요구에 가장 맞는 솔루션을 공급할 있는지 찾기 위해 세계 최고의 자동화 공급업체들을 상당 검토했다", "기동 시간을 단축하고 수명주기 비용을 절감하기 위해 광산업에 입증된 경험을 보유한 업체를 원했다" 말했습니다. 시스템에는 250개의 활성 장치를 위한 이중화 서버는 물론 이중화된 3쌍의 프로세서가 포함됩니다.

솔루션

볼칸은 원광석 분쇄에서 은괴 주조까지 새로운 시설 전반에서 제어를 통합해주는 로크웰 오토메이션의 PlantPAx® 모던 DCS 선택했습니다.

페루에 위치한 로크웰 오토메이션의 통합업체 컨트롤 시스템 인티그레이션(Control System Integration) PlantPAx 플랫폼의 설계 시운전을 위한 엔지니어링 서비스와 기술 지원을 제공했습니다.

팀은 PlantPAx 시스템 Estimator 사용하여 볼칸 공장이 최고의 성능을 있는 플랫폼 규모를 결정했습니다.

오비에도는 "PlantPAx 플랫폼은 우리 공장의 통신, 전원 공급 프로세서에 필요한 안정성과 긴밀한 통합을 제공했다" 말했습니다. 시스템에는 HMI, 공급업체 컨트롤러, 히스토리안 250대의 활성 장치를 위한 이중화 서버는 물론 이중화된 3쌍의 프로세서가 포함되며, 모든 것은 EtherNet/IP네트워크로 연결이 됩니다. 로크웰 오토메이션의 FactoryTalk® VantagePoint® 소프트웨어는 생산 데이터 보고서에 대한 편리한 액세스를 제공하여 공장 관리자가 정보에 기반하여 실시간으로 비즈니스 결정을 내릴 있도록 해줍니다.

오비에도는 "들은 대로 PlantPAx 시스템은 굉장히 직관적"이라며, "직원들은 교육을 통해 시스템을 쉽게 이해하고 작동할 있었을 아니라 필요할 때마다 컨트롤 시스템 인티그레이션으로부터 현지 지원을 받는다" 말했습니다.

도입효과

로크웰 오토메이션의 프로세스 객체 라이브러리를 통해 제공되는 사용자 정의 태그, 애드온 명령어 페이스플레이트는 컨트롤 시스템 인티그레이션 볼칸의 운영에 맞게, 사전 테스트된 완전한 기능 코드로 이루어진 장치 레벨 라이브러리를 개발 구현할 있도록 해주었습니다. 이를 통해 통합이 간소화되어, 시스템의 사전 시운전 기동 시간을 예정보다 5주간이나 앞당길 있었습니다.

오비에도는 "이제 모든 계기와 공급업체 장비, 그리고 모터 제어 센터들 간에 통신이 된다"면서, "네트워크 응답 시간이 0.1초이다. 우리 공정의 많은 간격을 고려하면 굉장히 빠른 것이다"라고 말했습니다.

오비에도와 다른 공장 관리자들은 향후 2~3 공장의 일일 생산량을 2,500 미터톤에서 4,000 미터톤으로 확장할 것을 기대하고 있습니다.

오비에도는 "시스템 인프라가 구축되어 많은 신호, 많은 HMI 화면, 많은 설정을 구동할 준비가 되었다" "PlantPAx DCS 확장성은 볼칸 성장과 더불어 시스템을 손쉽게 확장할 있도록 해줄 것이다"라고 말했습니다.

위에서 언급한 결과는 볼칸 광산업체가 로크웰 오토메이션의 제품과 서비스를 제품과 함께 사용하여 얻은 결과입니다. 다른 고객의 환경에서 얻어진 결과와는 다를 있습니다.

 

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