Sistema de automação de processo simplifica a produção

Sistema de automação de processo simplifica a produção

Desafio

  • Um fabricante líder de mercado de produtos de metais a partir de terras raras implementou um sistema de controle de processo padronizado em 18 meses nas 14 áreas de uma importante instalação mineradora.

Soluções

  • Operações de produção expansíveis com portais de análise e relatórios fornecem uma visualização das tendências de produção em tempo real.
  • O sistema fornece inteligência de produção coletando e informando dados de diversas fontes, integrando sistemas elétricos, chão de fábrica e skid.
  • A Thermo Systems, um Solution Partner da Rockwell Automation, implementou a solução de processo expansível.

Resultados

  • Diagnósticos aprimorados e eficiências de processo com maior acesso aos dados em tempo real
  • Solução de ponta a ponta integrada reduziu de maneira significativa o treinamento dos funcionários e os custos de manutenção

Novo sistema da Rockwell Automation ajuda 14 áreas distintas de uma mineradora a operarem em um sistema de controle unificado

A crescente evolução no número de dispositivos móveis – como laptops, tablets e smartphones – levou a uma busca renovada dos fornecedores de componentes essenciais desses dispositivos.Por exemplo, as tecnologias de tela LCD e de alto-falantes dependem de elementos de terras raras extraídos abaixo da superfície da terra.

Muitos desses elementos são importados da China.Um impulso recente do governo dos Estados Unidos abriu a porta para um maior fornecimento doméstico de minerais extraídos de terras raras.

Com essa oportunidade, um fabricante global de produtos de metais e terras raras líder de mercado adquiriu uma instalação na Califórnia para convertê-la em uma operação de mineração e processamento com tecnologia de ponta.O imponente projeto de US$ 1 bilhão envolveu 14 áreas nessa localização e exigiu a padronização de um sistema de controle comum em toda a instalação.

Na instalação, o minério é extraído de um dos maiores e mais ricos depósitos minerais de terras raras.Depois de extraído, o minério é triturado, moído e concentrado no local.Em seguida, ele passa por um processamento químico para remoção de impurezas.Minérios de terras raras, pesados e leves, são então concentrados, processados e separados em Mountain Pass ou outra instalação na sequência.

Outras instalações no local incluem centrais termoelétricas e de aquecimento, uma instalação de cloro e álcali que recolhe o resíduo produzido e o transforma em reagentes químicos usados no processo de separação.Além disso, uma unidade de barragem de rejeitos remove a água dos resíduos que não são terras raras.A água é então reciclada e os resíduos são convertidos em material de baixa umidade para evitar que os elementos sejam liberados no ambiente.

A instalação atualizada faz a mineração e o processamento de minerais de terras raras que são usados em smartphones, carros elétricos, turbinas eólicas e ímãs de sistemas de orientação de defesa, bem como em incontáveis outros produtos.

Desafio

O desafio era conceber, obter e construir um sistema de controle de processo de conteúdo homogêneo nos 14 diferentes prédios de processo que estavam sendo projetados por oito empresas de engenharia de processo.

A empresa pretendia ter uma solução de plataforma homogênea com um plano mestre de automação que cada empresa de engenharia pudesse seguir em toda a implementação para assegurar o sucesso.O plano precisava definir o processo de migração do sistema, bem como os padrões para hardware, software, infraestrutura de TI, painéis, segurança, instrumentação e fiação.

Solução

A Thermo Systems LLC, sócia de solução no programa PartnerNetwork da Rockwell Automation , foi selecionada para criar um plano mestre de automação e implementação em colaboração com as outras empresas de engenharia.A Thermo Systems criou uma equipe de 25 engenheiros no local, incluindo engenheiros da Rockwell Automation, e também engenheiros dos integradores do sistema de parceiros.Divididos em equipes de cinco, esses engenheiros ficavam disponíveis no projeto 24 horas por dia e sete dias por semana.

O plano mestre da Thermo Systems foi baseado na implementação de um sistema de controle de processo da Rockwell Automation, aprimorando os controladores ControlLogix® da Allen-Bradley®.

“O novo sistema nos permitiu criar as células de processo de área individual, comissioná-las e então adicioná-las à malha do processo, na medida em que era criada”, comentou David Musto, Presidente e CEO, Thermo Systems.“Nós também usamos uma combinação de sistemas redundantes e não redundantes para aplicações de fornecedor de skid.”

Para aumentar a visibilidade em todos os aspectos de processamento e refino do minério, a Thermo Systems padronizou o monitoramento em 74 terminais remotos de IHM, nos quais os operadores recebiam diagnósticos e atualizações em tempo real.

“Evitamos o desenvolvimento das tradicionais salas de controle, em vez disso, colocamos as operações no nível de chão de fábrica”, explicou Musto.“As IHMs eram a solução perfeita e permitiram a movimentação dos operadores por toda instalação, em vez de ficarem isolados em uma sala de controle.”

A solução integra inversores de frequência e centenas de motores de velocidade constante em operação em arquitetura de E/S padrão e faceplates.

Velocidade de implantação e facilidade de manutenção foram fatores dominantes no projeto do sistema.A empresa mineradora e a Thermo Systems selecionaram uma única solução completa da Rockwell Automation, integrando totalmente skid montado, chão de fábrica e sistemas de produção elétrica em uma plataforma comum.

O plano mestre de automação também estabeleceu padrões para E/S remota do sistema com conectividade ideal de dispositivos.Várias camadas de redundância em fontes de alimentação e redes de comunicação foram projetadas para evitar o tempo de parada do sistema nos 22.500 pontos de conexão de E/S cabeados.

Switches de nível redundantes da Cisco também foram posicionados em locais estratégicos em um anel de fibra redundante no único sistema de controle de processo.

Resultados

O sistema de controle ofereceu vários benefícios à empresa mineradora depois de implantado.

“O sucesso desse projeto pode ser atribuído a três elementos principais:a fábrica, os produtos e as pessoas”, comentou Musto.“Criamos o plano mestre usando soluções da Rockwell Automation que sabíamos que trariam os resultados de que precisávamos.Também aproveitamos as principais parcerias com a Rockwell Automation o que assegurou fácil implementação e suporte confiável.”

A plataforma simples, homogênea, reduziu as despesas com implementação e o treinamento necessário à limitada equipe da empresa.Agora ela é completamente mantida pelos funcionários, reduzindo mais os custos de manutenção.

A solução dá flexibilidade à empresa mineradora para expandir as operações no futuro e selecionar provedores de serviços que atendam suas necessidades, em vez de ficar limitada a um número determinado de integradores de sistema.

O projeto alcançou marcos de planejamento agressivos aprimorando a parceria com a Rockwell Automation, e o projeto todo foi concluído dentro do intervalo de tempo previsto.

Para otimizar a produtividade e alcançar as metas de produção, a empresa desenvolveu metas de aprimoramento de processo contínuo, e a Thermo Systems está trabalhando com a empresa para executar continuamente atualizações do sistema, conforme necessário.

Os resultados mencionados acima são específicos para uso de produtos e serviços da Rockwell Automation por este cliente, em conjunto com outros produtos.Os resultados específicos podem variar de um cliente para outro.

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