Zakład zwiększa moc dzięki nowoczesnemu DCS

Fabryka udowadnia, że rezygnacja z modernizacji kosztuje

Czwarty spośród największych producentów cynku na świecie stanął w obliczu problemu nieplanowanych przestojów, których koszty godzinowe sięgnęłyby kwoty 100 tys. USD i które naraziłyby firmę na ryzyko operacyjne i finansowe.

Wydobycie i oddzielanie czystego cynku z rudy zawierającej inne minerały i materiały już samo w sobie nie jest łatwe. Praca ta staje się jeszcze trudniejsza, gdy wykorzystuje się przestarzałe systemy sterowania, w przypadku których brakuje części zamiennych, wiedzy technicznej i możliwości komunikacji.

Właśnie takim wyzwaniom musiała stawić czoła firma Nexa Resources w swojej fabryce cynku położnej niedaleko Limy (Peru). Większość rozwiązań technologicznych służących do sterowania procesami i automatyzacją w zakładzie miało od 15 do 20 lat. Używano wielu przestarzałych komponentów wymagających części zamiennych i wiedzy specjalistycznej. Były one albo niedostępne, albo zbyt kosztowne.

Jak mówi Daniel Izarra, starszy inżynier ds. automatyzacji w firmie Nexa Resources, obliczono, że pozyskanie tylko niektórych części zamiennych pochłonęłoby niemal 50% całkowitego budżetu projektu.

Nexa wykorzystywała hybrydowy system sterowania, który w 50% pochodził od firmy Rockwell Automation, a w 50% od innego producenta. Oprócz ryzyka utraty sprawności, firma musiała poradzić sobie z problemem braku możliwości komunikacji pomiędzy serwerami obu rozwiązań. Co więcej system umożliwiał wyświetlanie tylko około 1700 sygnałów z poziomu jednego panelu sterowniczego z 60 symbolami graficznymi dla operatorów.

Nexa utrzymywała dwa rodzaje stanowisk inżynieryjnych, co stwarzało trudności ze szkoleniem użytkowników, zachowaniem odpowiedniego poziomu wiedzy fachowej i pozyskiwaniem części zamiennych. Dodatkowo uniemożliwiało to przeprowadzanie konserwacji zapobiegawczej.

Niezawodność dzięki poprawie DCS.

Wyeliminowanie problemu braku kompatybilności

W obliczu wspomnianych wyzwań oczywiste było, że Nexa musiała zastąpić niekompatybilne systemy sterowania nowoczesnym rozwiązaniem. Dodatkowo musiało odbyć się to bez wpływu na bieżącą produkcję. Dostępny czas wstrzymania pracy wynosił zaledwie dwie godziny co tydzień i cztery godziny co miesiąc. Wtedy właśnie trzeba było przeprowadzić migrację.

Oprócz wąskich ram czasowych, firma dysponowała przestarzałymi rysunkami systemowymi i , ograniczonymi kompetencjami technicznymi. Personel operacyjny i załoga zakładu była zaznajomiona z dotychczasowymi mechanizmami sterowania. Pracownicy obawiali się, że zmiany oprzewodowania i oprogramowania doprowadzą do awarii procesów.

Jak poinformował Daniel Izarra, Nexa postanowiła skorzystać z rozszerzeń dotychczasowych systemów ControlLogix® i CompactLogix™, łącząc pozostałe rozwiązania w ujednolicony rozproszony system sterowania PlantPAx®.

W zakres projektu weszło unowocześnienie sieci komunikacji Ethernet, wymiana stacji roboczych i serwerów, montaż dwóch szaf zdalnych wejść/wyjść (RIO) i unowocześnienie procesorów. Firmie udało się wykorzystać istniejący protokół ControlNet.

Daniel Izarra wyjaśnił, że w celu optymalnej realizacji dwumiesięcznego projektu migracji przy minimalnym ryzyku, wraz ze swoim zespołem najpierw wstępnie oznaczył sygnały, oprzewodowanie i listy zaciskowe w fabryce, a następnie sporządził szczegółowy plan zamknięcia zakładu w ramach dostępnych dwu- i czterogodzinnych okresów.

Zorganizowano również wstępne szkolenie w istniejącej sterowni, z pomocą techników firmy Nexa przeprowadzono fabryczne testy zgodności (FAT), ustanowiono połączenie z nową platformą Rockwell Automation i przeniesiono pętle sterowania dla każdego obszaru funkcjonalnego.

Stary i nowy system sterowania działały równocześnie przez okres 2–3 miesięcy. W tym czasie pracownicy mogli zapoznać się z nowym rozwiązaniem i podzielić się informacjami zwrotnymi. Rozpoczęto od mniej istotnych pętli i sygnałów, a migracji dokonywano pompa po pompie. Wstępne oznaczenie sygnałów i przewodów pozwoliło zrealizować znaczną część prac w czasie, gdy w fabryce trwała produkcja. W związku z tym zespół nie był uzależniony wyłącznie od dostępnych okresów zamknięcia.

Uzyskanie optymalizacji

W następstwie migracji i modernizacji systemu sterowania Nexa zyskała liczne usprawnienia, takie jak:

  • Uzyskanie 100-procentowej niezawodności systemu sterowania procesem hydrometalurgicznym
  • Wyeliminowanie niebezpiecznych zdarzeń związanych z wyłączeniem rozproszonego systemu sterowania
  • Dostępność wsparcia technicznego
  • Dostępność wymaganych części zamiennych
  • Utrzymanie niskiego kosztu w związku ze stopniową integracją

Na podstawie wniosków wyciągniętych z tego doświadczenia firma Nexa określiła następujące czynniki, które będą miały wpływ na powodzenie projektu migracji dotyczącego terenów poprzemysłowych:

  • Szczegółowe planowanie
  • Operatorów i personel obsługi należy zaangażować w projekt już na samym początku. Następnie należy podtrzymywać komunikację i koordynować działania w poszczególnych obszarach o kluczowym znaczeniu dla planowania, kontroli i realizacji tego rodzaju projektów
  • Zatwierdzenie dokumentacji technicznej jest niezbędne do uniknięcia opóźnień w okresach interwencji
  • Przed rozpoczęciem migracji należy przygotować i udostępnić wszystkim obszarom plan awaryjny

Niniejszy wpis bazuje na artykule redaktorów serwisu Control.

Jim Montague
Opublikowane 10 Czerwiec 2019 Przez Jim Montague, Executive Editor, Control

Contact

Rockwell Automation i nasi partnerzy dysponują wyjątkowym doświadczeniem z zakresu projektowania, wdrażania i konserwacji automatyki.