Un sistema de automatización de procesos simplifica la producción

El reciente auge en la cantidad de dispositivos móviles, como computadoras portátiles, tabletas y teléfonos inteligentes, ha generado un concepto renovado acerca de los proveedores de los componentes esenciales que los hacen funcionar.Por ejemplo, las imágenes de las pantallas LCD y la tecnología de altavoces son posibles gracias a elementos de tierras raras, que se extraen de debajo de la superficie terrestre.

Muchos de estos elementos se importan de China.Un reciente impulso del gobierno de Estados Unidos ha abierto la puerta a un mayor suministro interno de minerales de las tierras raras.

En respuesta a esta oportunidad, un fabricante líder mundial de productos de tierras raras y productos metálicos adquirió una instalación en California con el objetivo de convertirla en un avanzado centro de operación de minería y procesamiento.El gigantesco proyecto, de mil millones de dólares, abarcó 14 edificios de esta localidad y requirió la estandarización de un sistema de control común en cada instalación.

En la instalación, el mineral se extrae de uno de los depósitos minerales de tierras raras más grandes y ricos del mundo.Una vez extraído, el mineral se tritura, se muele y se concentra en planta.A continuación, se somete a tratamiento químico para eliminar las impurezas.Los minerales de tierras raras, pesados ​​y ligeros, se concentran, procesan y separan ya sea en el paso de montaña o en otra instalación corriente abajo.

Otras instalaciones en planta incluyen centrales eléctricas y de calor, así como una instalación de cloroalcalina que toma las aguas residuales producidas y las convierte en reactivos químicos utilizados en el proceso de separación.Además, una planta de desechos de pasta elimina el agua de los desechos de tierras no raras.El agua se recicla y los desechos se convierten en material con bajo contenido de humedad para evitar que los elementos se liberen al medio ambiente.

Luego de la mejora, la instalación extrae y procesa los minerales de tierras raras que se usan en teléfonos inteligentes, coches eléctricos, turbinas eólicas e imanes de sistemas de guía de defensa, así como un sinnúmero de otros productos.

Desafío

El desafío fue diseñar, adquirir y construir un sistema homogéneo de control de procesos en todo el sitio a través de 14 edificios de proceso diferentes, diseñados por ocho firmas de ingeniería de procesos independientes.

La empresa quería una solución de plataforma homogénea con un plan maestro de automatización que cada empresa de ingeniería pudiera seguir durante toda la implementación para asegurar el éxito.El plan necesitaba definir el proceso de migración del sistema, así como los estándares para hardware, software, infraestructura de TI, paneles, seguridad, instrumentación y cableado.

Solución

Se seleccionó a Thermo Systems LLC, socio de soluciones en el programa PartnerNetwork^™ de Rockwell Automation, para que creara el plan maestro de automatización y encabezar la implementación en colaboración con las otras firmas de ingeniería.Thermo Systems creó un equipo de 25 ingenieros en planta, entre los que había ingenieros de Rockwell Automation e ingenieros de integradores de sistemas asociados.Estos ingenieros, que se dividieron en equipos de 5 miembros, estaban disponibles de manera ininterrumpida durante todo el proyecto.

El plan maestro de Thermo Systems se basó en la implementación de un sistema de control de procesos de Rockwell Automation, que aprovechaba los controladores ControlLogix^®de Allen-Bradley^®.

“El nuevo sistema nos permitió construir las celdas individuales de proceso del área, ponerlas en marcha y luego agregarlas al anillo de proceso mientras se creaba”, dijo David Musto, Presidente y CEO de Thermo Systems.“También usamos una combinación de sistemas redundantes y no redundantes para las aplicaciones de los proveedores de equipos modulares”.

Con el fin de aumentar la visibilidad de todos los aspectos del procesamiento y refinado de minerales, Thermo Systems ha normalizado el monitoreo en 74 terminales de HMI remotas, donde los operadores reciben diagnósticos y actualizaciones en tiempo real.

“Evitamos el desarrollo de salas de control tradicionales; en lugar de ello, pusimos las operaciones a nivel de la planta”, dijo Musto.“Las HMI eran la solución perfecta y permitían a los operadores moverse por la instalación en lugar de estar atados a una sala de control.”

La solución integra variadores de frecuencia variable y cientos de motores de velocidad constante que operan en arquitectura y plantillas de E/S estándares.

La velocidad de despliegue y la facilidad de mantenimiento fueron los factores que impulsaron el diseño del sistema.La compañía minera y Thermo Systems seleccionaron una única solución completa de Rockwell Automation e integraron completamente los sistemas de montaje de equipo modular, plantas y sistemas eléctricos en una plataforma común.

El plan maestro de automatización también emitió estándares para las E/S remotas del sistema para una conectividad óptima del dispositivo.Se diseñaron múltiples capas de redundancia en las fuentes de alimentación eléctrica y en las redes de comunicación, para evitar el tiempo improductivo del sistema en los 22,500 puntos de conexión de E/S cableadas.

También se colocaron interruptores de nivel de núcleo redundantes de Cisco en ubicaciones estratégicas en un anillo de fibra redundante en el sistema de control de procesos único.

Resultados

El sistema de control ofreció múltiples beneficios a la empresa minera una vez implementado.

“El éxito de este proyecto se puede atribuir a tres elementos clave:el plan, los productos y las personas”, expresó Musto.“Hemos creado el plan maestro mediante las soluciones de Rockwell Automation, que sabíamos que darían los resultados que necesitábamos.También aprovechamos asociaciones clave con Rockwell Automation, que garantizaron una implementación sencilla y una asistencia técnica confiable”.

La plataforma única y homogénea redujo los gastos de implementación y la cantidad de capacitación necesaria para el personal reducido de la empresa.Ahora el personal lo mantiene por completo, por lo que los costos de mantenimiento se reducen más.

La solución le otorga a la empresa minera la flexibilidad para expandir las operaciones en el futuro y seleccionar proveedores de servicios que se ajusten a sus necesidades, en lugar de limitarse a un número selecto de integradores de sistemas.

El proyecto logró completarse en plazos muy ajustados, gracias a la asociación con Rockwell Automation; todo el proyecto se completó dentro del intervalo original.

Con el fin de optimizar el rendimiento y cumplir con los objetivos de producción, la empresa ha desarrollado metas de mejora continua del proceso, y Thermo Systems está trabajando con la empresa para ejecutar actualizaciones continuas del sistema, según sea necesario.

Los resultados que se mencionaron anteriormente son específicos del uso de este cliente de los productos y servicios de Rockwell Automation junto con otros productos.Los resultados específicos pueden variar para otros clientes.