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Cargill Antwerpen
24 uur voor omschakeling naar nieuwe PLC
version française
Cargill Antwerpen is een fabriek die hooguit 20 dagen per jaar stilligt.
Toen Cargill besliste om zijn Simatic S5 besturing te vervangen door een
S7, nam het develop onder de arm om de hele omschakeling te realiseren.
Geen sinecure: develop kreeg er exact 24 uur de tijd voor. Alleen dankzij
een minutieuze voorbereiding én dankzij de Varioface S5/S7 adapter van
Phoenix Contact kon de krappe deadline gehaald worden. Een gesprek met
Dirk Cloos, hoofd van Electrical Maintenance bij Cargill, en Guy D’haese,
commercieel verantwoordelijke van develop.
Met bijna 150.000 personeelsleden over de hele
wereld is Cargill een van de belangrijkste actoren in de voedselindustrie.
In België telt het bedrijf 850 medewerkers verspreid over 4 vestigingen.
De Antwerpse site produceert plantaardige olie, voornamelijk uit koolzaad.
Die olie dient als grondstof voor de klant die ze verder verwerkt in
frituurolie, margarine, mayonaise, chocolade en dergelijke. Als u weet dat
in Antwerpen dagelijks 2.000 ton koolzaad verwerkt wordt, dan is de kans
groot dat u heel regelmatig iets in de mond stopt wat met Cargill-olie
gemaakt is.
Van koolzaad olie maken gebeurt in vier stappen:
§ de reiniging;
§ de preparatie, waarbij het koolzaad opgewarmd, geplet en geperst wordt;
zo komt zowat de helft van de aanwezige olie vrij;
§ de extractie, waar de overige olie uit de resten van de preparatie
gewonnen wordt;
§ de raffinage, waar alle olie gezuiverd wordt tot ze voor de klant
bruikbaar is; olie die de raffinaderij verlaat is geurloos, kleurloos en
smaakloos.
Honderden signalen voor een optimale besturing
De Antwerpse site van Cargill bestaat uit industriële installaties die
7 dagen op 7, 24 uur per dag draaien. Dirk Cloos, hoofd van Electrical
Maintenance bij Cargill: “Elke minuut is geld waard en elke stilstand kost
handenvol euro’s. Maar behalve het rendement is ook de kwaliteit van
levensbelang. Zo zijn temperatuur en vochtigheid bij de preparatie
cruciaal voor de kwaliteit van de olie.” De hele preparatieafdeling wordt
door één enkele operator opgevolgd en aangestuurd. Op basis van talloze
signalen van de machines moet hij het rendement en de procesparameters
optimaliseren en afwijkingen bijsturen.
Guy D’haese, commercieel verantwoordelijke van develop, de firma die voor
Cargill de besturingssystemen van de installaties ontwerpt, ontwikkelt en
implementeert, legt uit: “Alle inputsignalen van de installatie kwamen
vroeger aan in de Simatic S5 van Siemens. In 2004 werd beslist om deze plc
te vervangen door een Simatic S7. Die kan meer gegevens in zijn geheugen
opslaan: de operator beschikt dus over veel meer informatie vanuit de
installatie. Behalve diverse metingen van stroomsterkte, temperatuur en
vochtigheid, krijgt hij ook beveiligingssignalen (van een overstortklep,
scheefloop enz.), procestechnische signalen (een volle silo enz.),
kritieke signalen (storingen) en dergelijke meer.”
Met dezelfde plc bedient de operator vanuit zijn controlekamer niet minder
dan 400 motoren, kleppen, regelingen enz. De vernieuwde sturing maakt een
optimale sturing van de preparatieafdeling mogelijk:
§ via een krachtig SCADA client-server netwerk zijn de gegevens van de plc
ook toegankelijk vanuit andere afdelingen, als de operator even afwezig
is;
§ alle in- en outputgegevens worden bewaard in een database voor onderhoud
en kwaliteitscontrole;
§ dankzij de SCADA-visualiseringstechnologie krijgt de operator bij
storing niet alleen een alarm, maar kan hij de echte oorzaak ook in detail
bekijken door middel van online beschikbare gegevens.
Van S5 naar S7 in 24 uur
Alles goed en wel: een nieuwe plc met zeer veel nieuwe mogelijkheden
is één zaak. Het upgraden van de oude naar de nieuwe plc, dat was iets
anders. develop, dat de omschakeling moest realiseren, kreeg er immers
welgeteld 24 uur voor. Cargill Antwerpen ligt per jaar zo’n 20 dagen stil
voor preventief onderhoud, veertien dagen in de zomer en nog zes losse
dagen doorheen het jaar. Op een van die zes dagen moest de hele
omschakeling gerealiseerd én getest zijn. Mislukken was geen optie: de
preparatie moest na die 24 uren weer op volle toeren draaien. Extra
verzwarende factor: tijdens dezelfde 24 uren moest develop ook nog een
gloednieuwe kast voor stroommetingen en frequentiesturingen in bedrijf
nemen in het Motor Control Center, eveneens bestuurd door de Simatic S7.
Het was dus voor develop een kwestie van bijzonder minutieuze
voorbereiding. Guy D’haese: “Zes maanden lang hebben wij de complete
fabriek softwarematig bij ons op kantoor nagebouwd en gesimuleerd. Dat
gebeurde uiteraard in nauw overleg met Dirk Cloos. Dirk kent zijn bedrijf
door en door, develop is goed vertrouwd met de graansector en met de
typische pijnpunten die zich kunnen voordoen. Met onze gezamenlijke
ervaring konden we een foutloos ontwerp uittekenen. Er was trouwens geen
andere keuze: één enkele fout kon immers betekenen dat de vooropgestelde
termijn van 24 uur niet gehaald zou worden.”
Van de softwarematige opstelling bij develop werd handig gebruik gemaakt
om de operatoren op te leiden voor het gebruik van de nieuwe plc. Hun
opmerkingen tijdens deze opleiding werden bovendien meteen gebruikt om het
ontwerp te finetunen.
Behalve de softwarematige simulatie van de installaties, werden ook alle
nieuwe structuren en devices (voor motoren, kleppen, analoge signalen,
regelaars enz.) met de juiste parameters voorbereid en uitgetest voor de
beslissende dag. Zelfs het kleinst mogelijke probleem met een toestel
moest ondervangen worden. In de laatste rechte lijn naar de omschakeling
werden alle hardwarecomponenten geïnstalleerd en kabels klaargelegd. Elk
van de medewerkers van develop wist precies welk deel van de procedure hij
zou moeten uitvoeren en op welk moment.
Geen kabels meer loskoppelen
Het grootste probleem voor de omschakeling van S5 naar S7 in de korte
tijdsspanne die develop toegewezen kreeg, waren de duizenden in- en
outputsignalen die in de plc aankomen en er vertrekken. D’haese: “Als al
deze kabels manueel van de S5 losgekoppeld en terug aan de S7 verbonden
moeten worden, zijn bedradingsfouten niet voor 100 % uit te sluiten.”
Gelukkig is er een geheim wapen om dat probleem op te lossen: de
Varioface-adapter van Phoenix Contact. Via de Varioface kan de bekabeling
van de oude S5 rechtstreeks in de nieuwe S7 ingeplugd worden. Tijdrovende,
moeilijke en risicovolle herbekabeling is dus niet meer nodig. De grote
tijdswinst zit niet enkel in het aansluiten, maar ook in het testen van
alle signalen.
Voor de preparatie van Cargill maakte develop gebruik van de standaard
Varioface FLKM S135/S400/SO adapter. Aangezien die compatibel is met de
Simatic S7 hoeft geen enkele kabel losgemaakt of getest te worden. Alleen
voor de verbinding met de nieuwe schakelkast in het Motor Control Center
moesten een aantal kabels verlegd worden.
Guy D’haese: “Alleen met een grondige voorbereiding en een minutieuze
planning konden wij op 24 uur tijd de sturing van de preparatieafdeling
upgraden. Maar zonder de Varioface en de goed gestructureerde software van
develop zou ons dat sowieso niet gelukt zijn.” Uiteindelijk nam het
installeren van de hardware zo’n 12 uur in beslag, en het uittesten van
alle koppelingen eveneens. De deadline werd juist gehaald. <<
Cargill Antwerpen
Un délai de 24
heures pour passer du S5 au S7
Cargill Antwerpen est une usine qui est à l’arrêt au
maximum 20 jours par an. Lorsque Cargill a décidé de remplacer sa commande
Simatic S5 par une S7, elle a fait appel à develop pour réaliser
l’adaptation de A à Z. Ce ne fut pas une sinécure. develop s’est vu
impartir un délai précis de 24 heures, qui n’a pu être respecté que grâce
à une préparation minutieuse et à l’adaptateur Varioface S5/S7 de Phoenix
Contact. Nous nous sommes entretenus avec Dirk Cloos, chef du département
Electrical Maintenance chez Cargill et Guy D’haese, responsable commercial
de develop.
Employant près de 150.000 collaborateurs dans le
monde entier, Cargill est l’un des principaux acteurs de l’industrie
agroalimentaire. En Belgique, l’entreprise compte 850 employés répartis
sur 4 sites. Le site anversois produit de l’huile végétale, extraite
principalement du colza. Cette huile sert ensuite de matière première au
client qui la transforme ensuite en huile de friture, margarine,
mayonnaise, chocolat et autres. Etant donné que 2.000 tonnes de colza sont
transformés à Anvers chaque jour, il y a de fortes chances que vous ayez
déjà consommé des produits fabriqués à partir de l’huile Cargill.
La fabrication de l’huile de colza se divise en quatre étapes :
§ le nettoyage ;
§ la préparation: les graines de colza sont chauffées, pelées et pressées
afin d’obtenir environ la moitié de l’huile qu’elles contiennent ;
§ l’extraction: le reste de l’huile est produit à partir des restes de la
préparation ;
§ le raffinage: l’ensemble de l’huile est purifié et rendu utilisable pour
le client. L’huile qui quitte la raffinerie est inodore, incolore et
insipide.
Centaines de signaux pour une commande optimale
Le site anversois de Cargill se compose d’installations industrielles
qui tournent 7 jours sur 7 et 24 heures sur 24. « Chaque minute vaut de
l’argent et chaque arrêt nous fait perdre des sommes considérables »,
déclare Dirk Cloos, chef du département Electrical Maintenance chez
Cargill. « Toutefois, outre le rendement, la qualité est prioritaire.
C’est pourquoi la température et l’humidité qui règnent pendant la
préparation sont cruciales pour la qualité de l’huile ». L’ensemble du
département « préparation » est suivi et dirigé par un seul opérateur. Sur
la base des nombreux signaux émis par les machines, il doit optimiser le
rendement et les paramètres du processus et corriger les anomalies. Guy
D’haese, responsable commercial de develop, la société qui conçoit,
développe et met en place les systèmes de commande des installations pour
Cargill, explique: « Auparavant, tous les signaux d’entrée de
l’in-stallation arrivaient dans le Simatic S5 de Siemens. En 2004, il a
été décidé de remplacer ce PLC par un Simatic S7, capable d’enregistrer
davantage de données dans sa mémoire. L’opérateur dispose ainsi de
beaucoup plus d’informations provenant de l’installation. Outre les
diverses mesures d’intensité du courant, de la température et de
l’humidité, il reçoit également des signaux de sécurité (d’une soupape de
déversement, distribution asymétrique, etc.), des signaux relatifs aux
techniques de procédés (silo plein, etc.), des signaux critiques (pannes)
et bien d’autres encore ». A l’aide du même PLC, l’opérateur commande
depuis sa chambre de contrôle pas moins de 400 moteurs, soupapes et
dispositifs. La nouvelle commande permet de diriger le département
«préparation» de manière optimale :
§ grâce à un réseau client-serveur SCADA, les données du PLC sont
également accessibles à partir d’autres départements, même si l’opérateur
est absent ;
§ toutes les données d’entrée et de sortie sont conservées dans une base
de données en vue de l’entretien et du contrôle de la qualité ;
§ en cas de panne, la technologie de visualisation SCADA procure non
seulement une alarme à l’opérateur, mais elle lui permet également
d’examiner en détail la véritable cause à l’aide de données disponibles en
ligne.
Passer du S5 au S7 en 24 heures
Un nouveau PLC offrant une multitudes de nouvelles fonctionnalités est
une chose, le remplacement de l’ancien PLC par un nouveau en est une
autre. develop avait 24 heures top chrono pour effectuer le remplacement.
Environ 20 jours par an, Cargill Antwerpen est à l’arrêt pour effectuer un
entretien préventif: 14 jours en été et 6 jours répartis sur l’année.
L’entièreté de l’opération de remplacement devait être réalisée et testée
pendant l’un de ces six jours. L’échec n’était pas permis: au terme de ces
24 heures, l’usine devait de nouveau tourner à plein régime. Et pour
corser l’affaire, durant ces 24 heures, develop devait en plus mettre en
service un tout nouveau boîtier pour les mesures de courant et les
réglages de fréquence dans le centre de contrôle des moteurs, également
commandé par le Simatic S7. Pour develop, une préparation minutieuse
s’imposait donc. « Pendant six mois, nous avons reproduit et simulé en nos
bureaux l’entièreté de l’usine par logiciel », explique Guy D’haese. « Ce
processus a bien entendu fait l’objet d’une étroite concertation avec Dirk
Cloos. Dirk connaît son entreprise par cœur. De plus, develop est
familiarisée avec le secteur céréalier et les problèmes qu’il peut
rencontrer. Notre expérience commune nous a permis de concevoir un projet
sans faille. De toute façon, nous n’avions pas le choix. En effet, la
moindre erreur n’aurait pas permis de respecter le délai prévu de 24
heures ». Develop a utilisé la reproduction par logiciel de manière
judicieuse afin de former les opérateurs à l’utilisation du nouveau PLC.
En outre, les remarques qu’ils ont formulées au cours de la formation ont
immédiatement été appliquées afin de peaufiner le projet. Outre la
simulation des installations par logiciel, toutes les nouvelles structures
et nouveaux dispositifs (pour les moteurs, soupapes, signaux analogiques,
régulateurs, etc.) ont été préparés à l’aide des paramètres exacts et
testés pour le jour J. Le moindre petit problème posé par un appareil
devait être résolu. Durant la dernière ligne droite, tous les éléments de
hardware et les câbles ont été installés. Chaque collaborateur de develop
savait exactement quelle partie de la procédure il devait appliquer et à
quel moment.
Grâce à Varioface, fini de débrancher les câbles
Durant le court délai qui avait été imparti à develop, le principal
problème du passage du S5 au S7 ont été les milliers de signaux d’entrée
et de sortie qui gagnaient et quittaient le PLC. « Si ces câbles avaient
dû être débranchés du S5 et raccordés au S7 manuellement, des erreurs de
câblage n’auraient pas pu être exclues à 100 % », commente Guy D’haese.
Heureusement, il existe une arme secrète permettant de résoudre ce
problème: l’adaptateur Varioface de Phoenix Contact. Grâce au Varioface,
le câblage de l’ancien S5 peut être branché directement dans le nouveau
S7. Fini le recâblage fastidieux, difficile et risqué. L’on gagne du temps
lors du branchement mais aussi lors du test des signaux. Pour la
préparation de Cargill, develop a utilisé l’adaptateur Varioface standard
FLKM S135/S400/SO. Etant donné qu’il est compatible avec le Simatic S7, il
n’a pas été nécessaire de débrancher ni de tester les câbles. Seul un
certain nombre de câbles ont dû être déplacés pour raccorder la nouvelle
armoire de commande au centre de contrôle des moteurs. « Seuls une
préparation et un planning minutieux nous ont permis de mettre à niveau la
commande du département «préparation» en 24 heures », confie Guy D’haese.
« Toutefois, sans le Varioface et le logiciel bien structuré de develop,
nous n’y serions pas parvenus ». Finalement l’installation du matériel a
duré 12 heures, tout comme le test des raccordements. Le délai a été
respecté de justesse. Mission accomplie. <<
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