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案例研究

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过程自动化系统帮助简化生产

Rockwell Automation 的新系统有助于通过单个统一的控制系统管理 14 座不同矿区建筑的运营。

挑战

  • 一家领先的稀土和金属制品制造商用时 18 个月,在一个大型采矿工厂的 14 座建筑中部署了标准化的过程控制系统。

解决方案

  • 可扩展的、具有分析和报告门户的制造运营可提供实时的生产趋势视图。
  • 该系统通过采集和报告不同来源的数据以及与成套设备、工厂基层和电气系统集成来提供生产智能。
  • Rockwell Automation 解决方案合作伙伴 Thermo Systems 实施了可扩展的过程解决方案。

成果

  • 通过改善对实时数据的访问来提高诊断和处理效率
  • 集成的端到端解决方案显著降低了人员培训和维护成本

近年来,笔记本电脑、平板电脑和智能手机等移动设备数目激增,再度引发社会各界对设备基本组件供应商的关注。例如,LCD 屏幕成像和扬声器技术是利用从地表下开采的稀土元素实现的。

很多稀土元素是从中国进口的。最近,美国在政府的大力推动下,打开了增加国内稀土矿物供应的大门。

借此机会,一家全球领先的稀土和金属制品制造商收购了位于加利福尼亚的一座工厂,准备将其改造为最先进的采矿和加工工厂。这个投资 10 亿之巨的项目涉及该处 14 座建筑,需要对连接到每台设备的通用控制系统进行标准化。

这座工厂拥有世界上最大、最富有的稀土矿床,矿石就从这里源源不断地开采出来。矿石开采出来后,就地进行粉碎、研磨和汰选作业。然后,经由化学加工方法去除杂质。随后,在 Mountain Pass 或其他下游工厂汰选、加工和分离重稀土及轻稀土矿物。

其他现场设施包括热电厂和氯碱厂,后者可对污水进行处理,将其转化成可在分离过程中使用的化学试剂。此外,这里还有一个膏体尾矿场,用于去除非稀土尾矿中的水分。这样,水就得到了循环利用,尾矿也转化为低水分的物料,从而避免将这些元素释放到环境中。

升级后的工厂负责开采和加工稀土矿物,为智能手机、电动汽车、风力涡轮机、防御制导系统磁铁以及无数的其他产品提供原料。

挑战

挑战是设计、采购和构建一个同质的站点级过程控制系统,它需要覆盖由八家独立的过程工程公司设计的 14 座迥异的加工车间。

公司需要一个具有自动化总体计划的同质平台解决方案,使各个工程公司可以据此施工以确保项目取得成功。该计划需要制定系统移植过程,以及硬件、软件、IT 基础设施、面板、安全、仪表及接线标准。

解决方案

公司选择由 Thermo Systems LLC(一家参与了 Rockwell Automation PartnerNetwork计划解决方案合作伙伴)制定自动化总体计划,领导其他工程公司实施该项目。Thermo Systems 组建了一支由 25 名现场工程师组成的团队,其中包括 Rockwell Automation 工程师及合作伙伴系统集成商的工程师。这些工程师五人一组,在整个项目实施期间不间断地轮转作业。

Thermo Systems 制定的总体计划基于 Rockwell Automation 的过程控制系统实现,采用 Allen Bradley® ControlLogix® 控制器

Thermo Systems 总裁兼首席执行官 David Musto 表示:“新系统允许我们构建独立的区域过程单元,对它们进行调试,然后逐步添加到过程环网中。我们还将冗余系统和非冗余系统组合起来,以适应成套设备供应商应用。”

为了提高矿石加工和精炼的各个方面的可见性,Thermo Systems 对 74 个远程人机界面 (HMI) 终端的监控进行了标准化,使操作员能实时获得诊断和最新信息。

Musto 说:“我们没有开发传统的控制室,而是将运营下放到了工厂基层级别。HMI 是最佳的解决方案,操作员可以在工厂内四处巡视,而不是束缚在控制室里。”

该解决方案集成了变频器和数百台恒速马达,操作员可通过标准 I/O 架构和面板对其进行控制。

部署速度和易维护性是系统设计的驱动因素。该采矿公司和 Thermo Systems 选择了一个端到端 Rockwell Automation 解决方案,它将成套设备、工厂基层和电气制造系统完全集成到了一个通用平台中。

该自动化总体计划还制定了系统远程 I/O 标准,以实现最优的设备连接性。电源和通信网络采用了多层冗余设计,以防 22500 个硬连接的 I/O 连接点导致系统停机故障。

同时在冗余光纤环上的关键位置设置了冗余的思科核心级交换机,以构成单一的过程控制系统。

成果

该控制系统一经实施,就为这家采矿公司带来了多重效益。

Musto 说:“该项目的成功归结于三个关键方面:计划、产品和人员。我们制定了采用 Rockwell Automation 解决方案的总体计划,因为我们知道它能实现我们想要的结果。我们还充分运用了与 Rockwell Automation 的重要合作关系,确保了项目的轻松实施,并获得了可靠的支持。”

单一的同质化平台节约了实施费用,减少了公司有限人力所需的培训。如今,这套系统完全由我们自己的员工维护,这进一步降低了维护成本。

该解决方案使得这家采矿公司日后能够灵活地扩大运营,并选择可满足其需求的服务提供商,而不被局限于数家选定的系统集成商。

该项目充分运用了与 Rockwell Automation 的合作关系,有数个关键环节提前实现,整个项目也在原定时间内顺利完成。

为了最大限度地提高生产量并实现生产目标,该公司制定了一系列的持续过程改进目标。Thermo Systems 正与该公司积极合作,根据需要执行后续系统更新。

上述结果是该客户将 Rockwell Automation 产品和服务与其他产品配合使用实现的。具体结果可能因客户而异。

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