프로세스 자동화 시스템으로 생산 합리화

최근에 랩톱, 태블릿, 스마트폰과 같은 모바일 장비의 급격한 증가로 인해 이들 장비를 작동하는 필수 구성요소를 공급하는 업체들이 새롭게 조명되고 있습니다.예를 들어, LCD 스크린 이미지 및 스피커 기술은 지표면 아래에서 채굴되는 희토류 성분에 의해 활성화됩니다.

이러한 요소는 대부분 중국에서 수입됩니다.최근에 미국 정부는 희토류 광물의 국내 공급을 확대하기 위해 적극적으로 문호를 개방했습니다.

이러한 기회에 대응하여 희토류 및 귀금속 제품을 생산하는 한 유력 제조업체가 캘리포니아의 시설을 인수했습니다. 인수 목적은 이 시설을 첨단 채광 및 가공 시설로 바꾸는 것이었습니다.이곳에 위치한 건물 14동을 대상으로 10억 달러 규모의 초대형 프로젝트를 실시하게 되었는데, 이를 위해서는 우선 각 시설을 포괄하는 공통 제어 시스템을 사용하여 표준화해야 했습니다.

세계에서 가장 크고 풍부한 희토류 광상 중 한 곳인 이 시설에서 광물을 채굴합니다.채굴된 광물을 현장에서 분쇄하여 가루로 만든 다음 농축합니다.그런 다음 화학 처리를 거쳐서 불순물을 제거합니다.그런 다음 산속 시설이나 다른 하부 시설에서 중희토류 광물과 경희토류 광물을 농축하고, 처리한 다음 분류합니다.

기타 현장 시설에는 열병합 발전소, 생성된 폐수를 분리 처리에 사용되는 화학 시약으로 전환하는 클로르 알칼리 시설 등이 있습니다.또한 페이스트 광미 공장에서는 희토류가 아닌 광미에서 물을 제거합니다.그런 다음 물이 재생되고 광미가 저수분 물질로 전환되어 성분이 환경으로 방출되는 것을 방지할 수 있습니다.

업그레이드된 시설에서는 스마트폰, 전기 자동차, 풍력 터빈, 방어용 유도 시스템 자석을 비롯하여 기타 무수히 많은 제품에서 사용되는 희토류 광물을 채굴하여 처리합니다.

과제

8개의 개별 공정 엔지니어링 회사에서 설계 중인 공정 빌딩 14동에 동종의 사이트 전반 프로세스 컨트롤 시스템을 엔지니어링, 조달, 구조해야 했습니다.

이 회사는 각 엔지니어링 회사에서 성공적인 구현을 위해 따를 수 있는 자동화 마스터 플랜을 갖춘 동종 플랫폼 솔루션을 원했습니다.이 플랜은 하드웨어, 소프트웨어, IT 인프라, 판넬, 보안, 기기, 배선 등에 대한 표준과 시스템 마이그레이션 프로세스를 정의하는 데 필요했습니다.

솔루션

로크웰 오토메이션 PartnerNetwork^™ 프로그램의 솔루션 파트너인 Thermo Systems LLC는 다른 엔지니어링 회사들과 협력하여 자동화 마스터 플랜을 생성하여 구현하도록 선택했습니다.Thermo Systems는 로크웰 오토메이션 엔지니어와 파트너 시스템 통합업체의 엔지니어를 비롯하여 25명의 현장 엔지니어들로 구성된 팀을 구축했습니다.이들 엔지니어를 다섯 팀으로 나누고, 프로젝트 내내 연중무휴로 24시간 가동했습니다.

Thermo Systems 마스터 플랜은 로크웰 오토메이션의 프로세스 컨트롤 시스템을 기반으로 하여 Allen-Bradley^® ControlLogix^® 컨트롤러를 활용했습니다.

"새로운 시스템을 통해 개별 영역 프로세스 셀을 제조하여 시운전한 다음 제작된 프로세스 링에 추가할 수 있었다"고 Thermo Systems의 David Musto 사장 겸 CEO가 말합니다."또 우리는 스키드 공급업체 애플리케이션을 위해 중복 시스템과 비중복 시스템을 함께 사용했습니다."

원광석 처리 및 정제 과정의 모든 측면에 대한 가시성을 높이기 위해 Thermo Systems는 74개 원격 HMI(Human Machine Interface) 터미널에 대한 모니터링을 표준화하여 작업자가 진단 내용과 업데이트를 실시간으로 수신할 수 있도록 했습니다.

"우리는 기존의 제어실을 개발하는 대신 생산 현장에서 가동했다"고 Musto는 말합니다."HMI는 완벽한 솔루션으로 작업자가 제어실에 묶여 있지 않고 시설 내에서 돌아다니면서 업무를 수행할 수 있게 해주었습니다."

이 솔루션은 표준 I/O 아키텍처와 페이스플레이트에서 작동 중인 가변 주파수 인버터와 수백 개의 정속 모터를 통합합니다.

시스템 설계에서 주력 요소는 신속한 배포와 간편한 유지보수였습니다.채광 회사와 Thermo Systems는 스키드 장착 시스템과 생산 현장 및 전기 제조 시스템을 공통 플랫폼에 완벽하게 통합하여 처음부터 끝까지 완벽한 단 하나의 로크웰 오토메이션 솔루션을 선택했습니다.

또한 자동화 마스터 플랜에서는 최적의 장치 연결을 위한 시스템의 원격 I/O 표준을 발표했습니다.22,500개의 하드와이어 I/O 연결 지점에서 시스템 가동 중단 시간을 방지하기 위해 전원 공급 장치와 통신 네트워크에 여러 층의 이중화 계층을 설계했습니다.

또한 이중화 Cisco 코어 수준 스위치를 단일 프로세스 컨트롤 시스템에 대한 이중화 광섬유 링의 전략적 위치에 배치했습니다.

결과

완성된 제어 시스템은 채광 회사에 다양한 이익을 선사했습니다.

"이 프로젝트의 성공을 이끈 것은 세 가지 핵심 요소,즉 계획, 제품, 사람"이라고 Musto는 말합니다."우리는 원하는 결과가 확실히 보장되는 로크웰 오토메이션 솔루션을 사용하여 마스터 플랜을 수립했습니다.또한 손쉬운 응용과 안정적인 지원을 약속하는 로크웰 오토메이션과의 제휴 관계도 활용했습니다."

단 하나의 동종 플랫폼을 채택한 결과 구현 비용이 절감되고 회사의 제한된 인력에 필요한 교육을 줄일 수 있었습니다.이제 내부 직원이 완벽하게 유지 관리할 수 있으므로 유지보수 비용이 절감됩니다.

채광 회사에서는 이 솔루션을 통해 향후에 운영을 유연하게 확장하고 요구사항을 충족하는 서비스 제공업체를 선택할 수 있으므로, 한정된 수의 시스템 통합업체로 제한할 필요가 없습니다.

이 프로젝트에서는 로크웰 오토메이션과의 협력 관계를 활용하여 공격적인 일정을 달성하여 원래 계획된 기한 내에 전체 프로젝트를 완료했습니다.

이 회사는 처리량을 최적화하고 생산 목표를 달성하기 위해 지속적인 프로세스 향상 목표를 개발했습니다. Thermo Systems는 이 회사와 협력하여 필요에 따라 지속적인 시스템 업데이트를 실행하고 있습니다.

위에서 언급한 결과는 이 고객이 로크웰 오토메이션의 제품과 서비스를 타 제품과 함께 사용하여 얻은 결과입니다.구체적인 결과는 고객마다 다를 수 있습니다.