Четвертый крупнейший в мире производитель цинка терял 100 000 долларов в час из-за внеплановых простоев, чем подвергал себя серьезным эксплуатационным и финансовым рискам.
Экстракция и отделение чистого цинка от других минералов, составляющих его руду, — очень непростой процесс, но он становится еще сложнее, если вашим устаревшим системам управления не хватает запасных компонентов, квалификации операторов и возможностей обмена данными.
С такими вызовами столкнулись на заводе по рафинированию цинка вблизи Лимы, Перу, принадлежащем компании Nexa Resources. Большинству систем управления и автоматизации было около 15–20 лет, многие компоненты устарели и нуждались в очень дорогостоящем техническом обслуживании и в запасных частях, которых уже не было в наличии.
По словам Даниэля Исарры, главного инженера по автоматизации Nexa Resources, в компании поняли, что даже частичная замена устаревших компонентов будет стоить не менее 50% от общей стоимости проекта модернизации.
В Nexa работали на комбинированной системе управления, которая наполовину была разработкой Rockwell Automation и наполовину — другого поставщика РСУ. Угроза устаревания усугублялась тем, что у каждой из систем управления были свои серверы, которые не могли обмениваться данными между собой и позволяли отображать до 1700 сигналов на единственном HMI с 60 различными графическими интерфейсами оператора.
У Nexa были две рабочие станции разного типа, что усложняло поиск запасных компонентов, подготовку операторов и поддержание их технических знаний на должном уровне. Профилактическое обслуживание, таким образом, было невозможно.
Преодоление несовместимости систем
В таких непростых условиях стало очевидно, что Nexa нуждается в замене несовместимых друг с другом систем управления одним современным решением, при этом производительность в процессе модернизации не должна пострадать. Для этого было решено останавливать производство не более чем на два часа еженедельно или на четыре часа ежемесячно.
Вдобавок к такому ограничению по времени необходимо было работать с устаревшими чертежами в условиях нехватки технических квалификаций. Операторы и работники цинкового завода прекрасно знали, как работают старые системы управления, и поэтому беспокоились, что новые решения по подключению и программированию приведут к остановке процесса.
Исарра рассказывает, что в Nexa согласились надстроить существующие расширения ControlLogix® и CompactLogix™ и интегрировать остальные функции управления производством в единую распределенную систему управления PlantPAx®.
Проектом также предусматривалось добавление резервного протокола Ethernet к сети обмена данными, обновление рабочих станций и серверов, монтаж двух шкафов удаленного ввода/вывода (RIO) и оснащение системы двумя резервными центральными процессорами. При этом оставалась возможность использовать имеющийся протокол ControlNet.
Для того чтобы реализовать проект модернизации за два месяца с минимумом рисков и по оптимальному графику, группа специалистов под руководством Исарры провела необходимую подготовку: были заранее изучены сигналы, подключения и распределительные блоки цинкового завода и составлен план двух- и четырехчасовых остановок производства.
Кроме того, в центре управления было проведено обучение специалистов Nexa, выполнены заводские испытания (FAT), установлены соединения с новой платформой Rockwell Automation и обновлены контуры управления в каждой функциональной зоне.
В течение первых 2–3 месяцев старая и новая системы управления работали одновременно: таким образом, сотрудники смогли привыкнуть к новому формату работы и высказать свои пожелания и замечания. Модернизации в первую очередь подверглись некритичные сигналы и контуры, с тем чтобы впоследствии обновлять насосные установки одну за другой. Заранее определив сигналы и подключения, в Nexa смогли выполнить большую часть проекта, не останавливая производственный процесс, и ограничения по времени остановки производства не сыграли сколько-нибудь значительной роли.
Достигнутая оптимизация
Модернизация системы управления позволила Nexa достичь целого ряда преимуществ:
- Надежность системы управления гидрометаллургическим производством приблизилась к 100%
- Инциденты безопасности, связанные с нарушениями в работе РСУ, были полностью устранены
- Обеспечена техническая поддержка
- На цинковом заводе создан собственный запас компонентов
- Расходы остались на низком уровне за счет поэтапного процесса модернизации
Успешный опыт Nexa по модернизации старых производственных активов позволил сделать следующие выводы:
- Необходимо тщательное планирование
- Операторы и специалисты по обслуживанию должны вовлекаться в проект на ранней стадии и взаимодействовать со специалистами из других важнейших областей, таких как планирование, управление и реализация проекта
- Для устранения задержек, вызванных вмешательством в ход производственного процесса, необходимо проверять техническую документацию
- Перед запуском проекта модернизации следует тщательно разработать план по непредвиденным расходам
