As indústrias que consomem muita energia estão sentindo a pressão de todos os lados! Com uma legislação e metas internacionais de sustentabilidade muito mais rigorosas, os recentes aumentos acentuados nos preços da energia também estão levando as empresas a examinar seus produtos e processos mais de perto para garantir que estão usando a energia da maneira mais eficiente possível.
Processos simples podem exigir apenas análise básica e ajuste fino, mas fábricas que produzem vários produtos e dependem de uma ampla gama de parâmetros de alta tolerância são muito mais difíceis de ajustar e, na maioria das vezes, verão benefícios imensos e imediatos das soluções digitais.
Planejamento de sustentabilidade
A Compagnie des Ciments Belges SA (CCB), parte do grupo Cementir Holding – uma empresa multinacional de soluções de construção e líder global em cimento branco – é uma dessas empresas que está examinando seus processos com o objetivo de se tornar mais sustentável. De fato, ela formulou um roteiro ambicioso para reduzir significativamente as emissões de CO₂ até 2030.
O roteiro de 10 anos do Grupo inclui a substituição de combustíveis fósseis e detritos de carvão, o desenvolvimento de um novo cimento de baixo carbono e vários investimentos em desenvolvimento sustentável, juntamente com a digitalização dos processos de fabricação, manutenção, inventário e gestão de peças sobressalentes em todas as suas fábricas.
Insights digitais
A digitalização está trazendo benefícios em praticamente todos os ambientes industriais, graças à coleta e exploração de dados operacionais, o que está ajudando a fornecer novos e elevados níveis de insights, resultando em melhorias de eficiência. E a indústria de cimento não é exceção.
A CCB já fez alguns compromissos iniciais com suas aspirações da Indústria 4.0 orientada por dados, primeiramente com a compra de um novo analisador digital, que pode medir a finura da formulação do cimento de seus dois moinhos de cimento. Antes disso, ela usava uma série de controladores PID (proporcional–integral–derivativo) em cascata que atuavam com base nas informações fornecidas por amostras de laboratório coletadas a cada duas horas. Mas as verificações constantes de qualidade e a consequente economia de energia exigem uma medição constante, e uma janela de duas horas é mais do que suficiente para que um processo de fabricação tão complexo ultrapasse a tolerância.
De acordo com Juliano de Goes Arantes, Digital Account Executive da Rockwell Automation: “A CCB oferece dez tipos diferentes de cimento com qualidades e especificações funcionais diferentes. Fazer esse cimento é análogo a fazer pães diferentes; os diferentes ingredientes e proporções resultam em produtos finais diferentes. Como resultado, é importante usar os ingredientes certos nas quantidades certas para atingir o perfil do produto ideal, caso contrário, pode haver implicações funcionais ou de custo.”
Fechando o ciclo
de Goes Arantes continua: “A CCB já havia percebido há muito tempo que precisava estabelecer um controle mais preciso e mais oportuno sobre seu processamento, e o analisador digital era apenas o primeiro passo. Quando fomos contatados pela primeira vez como parte de seu programa de jornada de digitalização, o analisador não estava instalado, mas deveria ser considerado como parte da base instalada. Como resultado, nossa solução precisaria fechar o ciclo, ou seja, obter informações do analisador em tempo real, ajustar os parâmetros do processo e as quantidades de matéria-prima e, em seguida, alimentar as correções de volta no processo. O objetivo final era ajudar a garantir qualidade consistente e ótima para os diferentes tipos de cimento produzidos. Isso não apenas melhoraria a qualidade, mas, ao usar apenas etapas que consomem muita energia por períodos de tempo precisamente definidos, também reduziria o consumo de energia.”
Os produtos e recursos da Rockwell Automation já eram conhecidos dentro do Grupo Cementir, com referências favoráveis para respaldar a escolha do fornecedor da CCB. A Rockwell Automation também foi capaz de trazer suas consideráveis experiências no domínio de cimento e processos para a mesa em sua implantação de sua solução FactoryTalk Analytics PavilionX de controle preditivo por modelo (MPC). O MPC oferece uma camada de inteligência que fica acima dos sistemas de automação e avalia continuamente os dados operacionais atuais e previstos. Em seguida, ele compara esses dados com os resultados desejados e gera novas metas de controle para reduzir a variabilidade do processo, melhorar o desempenho e aumentar a eficiência – tudo em tempo real.
Prova nos números
A CCB já está vendo ganhos significativos de desempenho com um controle mais rígido das etapas do processo, com o consumo específico de energia (SEC) reduzido em mais de 6% – em comparação com uma meta de 3%. A taxa de produção aumentou em quase 8.5%, em comparação com uma meta de 3%, e a disponibilidade está em 97% – exatamente na meta. Em uma aplicação semelhante nos EUA, o FactoryTalk Analytics PavilionX MPC aumentou a produtividade em 4.8% e 5.7% em dois moinhos, aumentou a produção do moinho de acabamento em 5% e reduziu o consumo de energia em 3.5 kWh/ton de cimento produzido.
Gauthier Autrand, gerente de fábrica da CCB, também destacou as vantagens desse novo sistema: “Desde seu comissionamento, não tivemos que ligar para a linha de serviço da Rockwell, pois esse sistema está funcionando continuamente, com desempenho conforme o esperado, embora isso seja difícil de determinar devido às mudanças no processo e nos produtos que agora fazem parte de nosso roteiro de sustentabilidade.”
de Goes Arantes explica melhor: “Esta é uma das aplicações mais complexas em que já trabalhei, devido ao grande número de variáveis de processo e tipos de cimento. Mas a sustentabilidade é uma métrica contemporânea importante para qualquer empresa, por isso era essencial fornecer a melhor solução possível. A plataforma MPC otimiza vários parâmetros ao mesmo tempo usando algoritmos especializados, onde atualiza constantemente as condições do processo com base nos melhores resultados.
“A complexidade técnica foi agravada pelas condições de trabalho à distância impostas pela pandemia”, continua de Goes Arantes, “mas conseguimos proporcionar a tão importante tranquilidade e, claro, uma solução que entregou o que prometemos.
“Estamos prevendo que novos elementos serão adicionados ao projeto e à fábrica como um todo”, conclui ele, “todos eles prosperarão na nova espinha dorsal digital da empresa. A CCB também me disse que acha que pode alcançar ainda mais, e eu concordo. Não acho que tenhamos visto o quadro completo em termos do que essas soluções vão entregar.”
Allen-Bradley, expandindo a possibilidade humana, FactoryTalk Analytics PavilionX e Rockwell Automation são marcas comerciais da Rockwell Automation, Inc.
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