精鍊廠加速移轉至現代化的DCS

精鍊廠證明不投入現代化生產的成本將會過於高昂

全球第四大的鋅生產商面臨每小時超過10萬美元的無預警停機成本,並使其暴露在營運和財務風險之中。

從鋅礦石的其他礦物和物質中提煉並分離出純鋅並非易事,但若舊型控制系統缺乏備用零件、技術專業知識有限,而且無法進行通訊,問題將會更為棘手。

Nexa Resources是一所位於祕魯利馬的鋅精鍊廠,目前這所工廠面臨到了某些技術方面上的挑戰。這座精鍊廠大部分的製程控制和自動化技術已有15到20年的歷史,許多需要備用零件的過時元件及專業知識,不是無法取得就是成本過高。

Nexa Resources資深自動化工程師Daniel Izarra表示,他們發現取得部分備用零件的成本,幾乎就佔近半的專案總成本。

Nexa所維護的一個混合式控制系統,其中50%來自洛克威爾自動化,50%則來自另一家DCS製造商。除了系統已過時的威脅外,兩個不同控制系統的連線伺服器彼此之間無法溝通,且人機介面(HMI)只能以60個不同的操作人員圖形顯示超過1,700個信號。

Nexa必須負責兩個不同類型之工作站的維護,這在使用者的訓練、雙方專業知識的維持,以及備用零件的尋找上都是一種挑戰。這代表他們已無法選擇預防性維護。

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克服不相容

面對這些挑戰,Nexa顯然必須利用現代化的技術更換不相容的控制系統,而且不容許影響到生產。停機並完成移轉的時間限制在每週二小時與每個月四小時。

在這樣短暫的時間內,他們必須以過時的系統圖和有限的技術專業知識進行作業。作業人員和精鍊廠人員孰悉舊有的控制方式,他們擔心變更系統的佈線和程式設計會導致製程失敗。

Izarra報告,Nexa決定以其過去的ControlLogix®CompactLogix™進行擴充,並將其餘的製程控制整合到統一的PlantPAx®分散式控制系統

專案的範圍包括利用備援乙太網路升級通訊網路、更新工作站與伺服器、安裝兩個遠端I/O (RIO)機櫃,以及利用備援CPU進行升級。他們能夠利用其現有的ControlNet通訊協定。

Izarra解釋道,為了以最低程度的風險和最有利的時程執行為期兩個月的移轉專案,他和他的團隊做好準備,預先找出精鍊廠的信號、佈線及端子台,並精心安排出兩小時和四小時的停工時間。

這項專案也被安排在其現有的控制室進行事前訓練、和Nexa的技術人員進行工廠驗收測試(FAT)、建立和全新洛克威爾自動化平台以及被移轉的每個功能區域的控制迴路的初始連線。

他們讓舊有和全新的控制系統同時運作2到3個月,如此人員可以熟悉新的解決方案,並且可以分享回饋。他們從非關鍵迴路和信號開始,並且依序移轉幫浦。由於信號和佈線已預先被找出,所以他們能夠在工廠持續運作的情況下完成大部分的移轉作業,而不需要趕在關機期間集中處理所有的作業。

獲得優化

在其控制系統的移轉與升級完成後,Nexa實現了多項改善,包括:

  • 水相冶金應用控制系統的可靠性達到100%
  • 因為DCS停機而導致的安全事故降到零
  • 可用的技術支援
  • 精鍊廠擁有必要的備用零件
  • 因為移轉的逐步整合而能保持低成本

Nexa考量到依循過去移轉專案所獲得的以下重要經驗而邁向成功:

  • 微調排程
  • 作業人員和維護人員必須從專案開始便加入,並且對於發展計畫、控制和執行這些專案非常重要的各個區域持續進行溝通和協調
  • 必須驗證技術文件,才能避免干預期間的延遲
  • 在移轉開始之前,應準備並提供應變計畫給所有區域

本部落格係以控制編輯的文章為基礎。

 

Jim Montague
張貼 2019-4月-03 張貼者 Jim Montague, Executive Editor, Control

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