Action Environmental Solutions établit une nouvelle norme

Contexte
Une chanson célèbre dit que New York City est une ville qui ne dort jamais. Et où les gens ne cessent jamais de se déplacer, imposant au système de traitement des déchets de la ville un fonctionnement intensif. C'est là qu'intervient Action Environmental Group, l'un des plus grands centres de traitement et de recyclage des déchets solides pour les cinq arrondissements de New York City. La société de recyclage du groupe, Action Environmental Solutions (AES), collecte et trie les matériaux recyclables des bâtiments commerciaux de la ville. Les piles de papier, plastique et aluminium obtenues sont regroupées en grosses balles qui sont ensuite vendues à des acheteurs internationaux.

Ces balles sont transformées en chaussures, bouteilles d'eau et nouveau papier. Les acheteurs internationaux souhaitent les niveaux de contamination (c'est-à-dire la présence de matériaux autres que ceux supposés se trouver dans les balles) les plus faibles. Par exemple, en Chine, la politique de la « clôture verte » limite ce niveau de contamination à 3 % maximum. Cependant, les lois locales peuvent compliquer les choses. New York City impose que tous les matériaux recyclables soient contenus dans des sacs en plastique et collectés au bord des trottoirs. Ce mélange peut entraîner une contamination plus élevée des matériaux.

Défi
Avant 2013, AES exploitait une usine de recyclage de base incluant une station de collecte, un écran et quelques ramasseuses-presses. Les employés séparaient manuellement les matériaux recyclables. Sans système automatisé, les employés ne pouvaient rassembler qu'une quantité limitée de matériaux sur les convoyeurs qui se déplaçaient rapidement, et l'usine perdait beaucoup de matériaux qui auraient pu être commercialisés et vendus. La société souhaitait diminuer le niveau de contamination des matériaux et augmenter le volume de matériaux brassés par le système. En créant davantage de balles de matériaux recyclables, la société souhaitait également tenir davantage de matériaux à l'écart des décharges. La technologie d'automatisation pour les systèmes de recyclage s'est considérablement améliorée et développée depuis la création du site d'AES.

L'équipe AES a donc décidé de construire un établissement de pointe qui automatiserait le procédé de recyclage. Son objectif était de séparer davantage de tonnes par heure des matériaux recyclables les plus précieux. Le système automatisé devait inclure davantage de cribleurs et d'aimants pour extraire l'aluminium et le plastique, et des unités de tri optiques pour cibler le papier blanc à valeur élevée. Cet équipement de récupération complexe devait être fourni par plusieurs fabricants. AES avait besoin d'un intégrateur expert connaissant directement les exigences du recyclage, ainsi que d'ingénieurs capables de coordonner l'équipement et d'automatiser l'intégralité de l'établissement. Vecoplan, leader industriel de la conception et de l'automatisation des technologies de recyclage, savait qu'il pouvait mener ce projet à bien.

Solutions
Tandis qu'AES collaborait avec les fabricants pour introduire des machines de tri et de traitement complexes, Vecoplan, basé à Archdale, en Caroline du Nord, concevait les commandes du système. Ce n'était pas une tâche simple. Le nouvel établissement de récupération de matériel du Bronx devait être le plus grand du genre dans la zone métropolitaine. Sa taille et sa complexité exigeaient un contrôle strict de la vitesse des convoyeurs, des trieurs optiques et des autres complexités du procédé. En bref, le procédé commence lorsque les camions amènent les charges de déchets mélangés et les déposent sur le quai de déchargement. Un grappin ramasse les matériaux recyclables et les charge dans l'un des deux conteneurs de pesage. Ceux-ci pèsent chaque charge avant qu'elle soit déposée sur les convoyeurs.

Alors que les matériaux passent sur la chaîne, des unités de tri optique utilisent la technologie infrarouge et des caméras haute vitesse pour trier et séparer le papier blanc à valeur élevée du papier mélangé et des autres matériaux. Ensuite, une série d'aimants collectent l'étain et l'aluminium, et un dernier trieur optique sépare le plastique de grande qualité. Les employés situés le long de la chaîne de convoyeurs s'assurent qu'autant de matériaux recyclables que possible sont collectés. « Il s'agit d'un système unique qui connecte les machines de différents fabricants sur plusieurs réseaux », a déclaré Todd Carswell, vice-président des services techniques de Vecoplan. « Notre grande connaissance des commandes de Rockwell Automation et leur assistance technique locale ont facilité l'établissement de ces connexions. » Deux automates CompactLogix™ Allen-Bradley® gèrent toutes les fonctions des machines et s'intègrent en toute transparence avec les autres composants du système via le réseau EtherNet/IP™ et les autres réseaux.

Le premier automate gère la première moitié du système, comprenant le tri général, et le deuxième automate gère le tri spécifique. Avec les unités de tri optique, le nouvel établissement met sur le marché entre 400 et 500 tonnes de papier blanc par mois au lieu de 250 tonnes par mois précédemment. Les opérateurs sur site peuvent surveiller le fonctionnement et le flux de production de tout l'établissement grâce à quatre interfaces homme-machine (IHM) PanelView™ Allen-Bradley Plus situées dans l'atelier. Ils peuvent effectuer des réglages manuels jusqu'au niveau des composants, par exemple accélérer tous les convoyeurs ou ralentir un trieur optique spécifique. Les IHM contiennent des guides de dépannage auxquels les opérateurs peuvent accéder si un problème se produit sur la chaîne.

Ces guides fournissent des actions correctives pas à pas et des photos détaillées, jusqu'au niveau des composants, pour aider les opérateurs à résoudre les problèmes et à réduire le temps d'arrêt. Les IHM sont programmées avec le logiciel FactoryTalk® View Machine Edition (ME), qui détaille les enregistrements d'alarme, les historiques des événements et les heures de démarrage et d'arrêt du système. Les opérateurs peuvent accéder aux données à partir des IHM de l'atelier et dans la salle de commande centrale. Pour la commande de moteur des 70 convoyeurs du système, Vecoplan a choisi des variateurs de fréquence PowerFlex® 40P Allen-Bradley. Les données de ces variateurs sont envoyées via un réseau EtherNet/IP à la salle de commande principale, offrant ainsi aux opérateurs davantage de visibilité sur les opérations de l'établissement.

Résultats
AES commercialise désormais des balles de matériaux recyclables de qualité supérieure, contenant moins de contamination pour respecter les normes internationales. Par exemple, l'ancien établissement de recyclage triait 25 tonnes de plastique de grande qualité par mois. Le nouvel établissement du Bronx en produit en moyenne 65 tonnes par mois. Avec les unités de tri optique, le nouvel établissement met sur le marché entre 400 et 500 tonnes de papier blanc par mois au lieu de 250 tonnes par mois précédemment.

« Il n'existe aucun autre établissement en ville produisant des balles comparables aux nôtres », a déclaré Ron Benson, responsable projets chez AES. « Grâce aux technologies avancées de commande et d'automatisation de l'établissement, nous avons pu optimiser notre flux de production et réduire nos temps d'arrêt. » Pour la direction d'AES, le résultat le plus impressionnant est la quantité d'aluminium triée par le système. Dans l'ancien établissement, la société a commercialisé 5 tonnes d'aluminium en cinq ans. Six mois après l'ouverture du nouvel établissement, le système avait déjà produit 63 tonnes d'aluminium en balles.

Globalement, l'établissement du Bronx trie quotidiennement 300 à 400 tonnes de déchets et de matériaux recyclables. AES cherche à augmenter ce volume pour atteindre 10 000 tonnes par mois. Les avantages de cette croissance s'étendent au-delà des avantages financiers. En sortant davantage de matériaux réutilisables du système de traitement des déchets, AES réduit la pollution et les gaz à effet de serre, et limite l'utilisation des décharges. Si l'équipe d'AES atteint la limite de capacité de l'établissement, elle continuera de tenir suffisamment de matériaux à l'écart des décharges pour remplir plus de 250 800 mètres carrés.


Les résultats mentionnés ci-dessus sont spécifiques à l'utilisation par Action Environmental Solutions des produits et services de Rockwell Automation, conjointement à d'autres produits. Les résultats peuvent varier selon le client.