ترحيل نظام التحكم في Bunge بالصين | SENTRADO
دراسة حالة مفصلة حول حل SENTRADO للأتمتة الصناعية والذي حقق نتائج قابلة للقياس لعمليات معالجة الأغذية في الصين.
خلفية المشروع والأهداف
اختارت Bunge، الشركة الرائدة عالمياً في الأعمال الزراعية ومكونات الأغذية، SENTRADO لتنفيذ ترحيل كامل لنظام التحكم الصناعي القديم (ICS) إلى DCS من Siemens PCS 7 في مجمعها لمعالجة فول الصويا في الصين. شمل المشروع استبدال نظام التحكم الموزع الذي انتهى عمره الافتراضي وكان يعمل لما يقرب من عقدين من الزمن، بمنصة حديثة ومتكاملة من شأنها دعم المرحلة التالية من نمو المصنع والتحول الرقمي.
أصبح نظام ICS الحالي، رغم موثوقيته التاريخية، أصعب وأكثر تكلفة في الصيانة. حيث أوقفت الشركة الموردة الدعم، وامتدت مهل توفير قطع الغيار إلى أشهر، وافتقر النظام إلى إمكانيات الاتصال والبيانات المطلوبة للتصنيع الحديث. احتاجت Bunge إلى شريك للترحيل يمكنه تقديم حل متكامل وشامل — من الهندسة وتصنيع لوحات التحكم إلى تطوير البرمجيات والتشغيل والدعم طويل الأجل — مع خبرة مثبتة في ترحيل DCS على نطاق واسع ضمن قطاع معالجة الأغذية.
كان الحضور المحلي لـ SENTRADO في الصين عاملاً حاسماً، مما مكن من التعاون الوثيق مع فريق Bunge الهندسي طوال المشروع والاستجابة السريعة في الموقع عند الحاجة. تم تسليم المشروع من مقرنا الرئيسي في بكين ومنشأة التصنيع في يانجياو.
المشاكل التي كان علينا حلها
1. منصة ICS التي انتهى عمرها الافتراضي
لم يعد نظام التحكم الموزع القديم مدعومًا من قبل الشركة المصنعة الأصلية. وكانت المكونات الحرجة مثل بطاقات الإدخال/الإخراج، ومزودات الطاقة، ومحطات المشغلين تتعطل بمعدلات متزايدة، مع توفر قطع الغيار فقط من خلال مرممين من أطراف ثالثة بأسعار باهظة.
2. متطلبات المعالجة المستمرة
تعد معالجة فول الصويا عملية مستمرة. ولا يمكن إيقاف وإعادة تشغيل خطوط الاستخراج والتكرير دون حدوث خسائر فادحة في المنتج، وإجهاد للمعدات، واستغراق أيام للعودة إلى طاقة الإنتاج الكاملة. وكان يجب أن تحافظ عملية الترحيل على استمرارية الإنتاج طوال الوقت.
3. ترحيل نظام أرشفة البيانات
كانت هناك حاجة للحفاظ على سنوات من بيانات العمليات التاريخية المخزنة في نظام الأرشفة القديم وترحيلها إلى المنصة الجديدة. وكانت هذه البيانات ضرورية لإعداد التقارير التنظيمية، وتحسين العمليات، وتحليل الاتجاهات طويلة المدى.
4. إعادة هندسة الكتل الوظيفية
احتوى منطق التحكم في النظام القديم، والذي تم تطويره على مدى سنوات عديدة، على تعديلات غير موثقة ومعلمات مضبوطة خصيصًا والتي تم تحسينها للمصنع المحدد. ولم تكن الترجمة البسيطة للكود سطرًا بسطر كافية لاستيعاب الخبرة التشغيلية المدمجة في هذه التعديلات.
5. إدارة تغيير المشغلين
كان لدى مشغلي المصنع أكثر من عقد من الخبرة مع واجهة HMI القديمة. وقد يؤدي التغيير الجذري في الواجهة إلى أخطاء تشغيلية خلال فترة الانتقال. وكان النظام الجديد بحاجة إلى تحقيق التوازن بين سهولة الاستخدام الحديثة والمفاهيم التشغيلية المألوفة.
نهجنا وهندسة النظام
قدمت SENTRADO هجرة كاملة لنظام EPC (الهندسة، والمشتريات، والبناء) إلى منصة Siemens PCS 7 DCS، باستخدام وحدات التحكم AS 410 مع نظام الإدخال والإخراج الموزع ET 200SP HA. تم تصميم النظام بتكرار كامل على مستوى وحدات التحكم، والشبكة، والخوادم لتعظيم التوفر. استخدمت استراتيجية الهجرة نهجاً تسلسلياً منطقة تلو الأخرى، حيث تم تحويل كل خلية عملية - من الاستقبال والتحضير مروراً بالاستخراج والتكرير والتغليف - بشكل مستقل خلال نوافذ صيانة مخططة بعناية.
بدلاً من مجرد ترجمة الشفرة القديمة، عمل مهندسو العمليات في SENTRADO جنباً إلى جنب مع كبار المشغلين في Bunge لتوثيق سلوك التحكم الفعلي، بما في ذلك جميع معاملات الضبط غير الموثقة وحلول التشغيل البديلة. ثم تمت إعادة هندسة هذه المعرفة باستخدام كتل وظائف مكتبة العمليات المتقدمة (APL) الخاصة بـ PCS 7، والتي وفرت أداءً متفوقاً للتحكم، وتشخيصات مدمجة، ولوحات واجهة موحدة. استخدمت هجرة المؤرخ خط أنابيب لاستخراج البيانات وتحويلها حافظ على أكثر من 10 سنوات من بيانات العمليات مع سلامة كاملة للطوابع الزمنية.
شملت عملية تصميم HMI دورات مراجعة متعددة مع فريق العمليات في Bunge لضمان تقديم المعلومات الحيوية في تخطيط مألوف مع دمج مبادئ بيئة العمل الحديثة. يتضمن نظام WinCC الجديد رسومات عمليات عالية الأداء، وتأجيل الإنذارات، ومخططات ألوان مريحة للبيئة، وعارضاً متنقلاً للمشرفين. تم تقديم تدريب شامل للمشغلين باستخدام محاكي قام بتكرار استجابات المصنع الفعلية قبل التشغيل الفعلي.
أبرز ميزات بنية النظام
- Siemens PCS 7 v9.1 مع وحدات تحكم AS 410 المكررة
- نظام الإدخال والإخراج الموزع ET 200SP HA مع إمكانية التبديل الساخن الكاملة
- هجرة تسلسلية منطقة تلو الأخرى مع الحفاظ على استمرارية الإنتاج
- التقاط معرفة العمليات وإعادة هندسة كتل وظائف APL
- تمت هجرة أكثر من 10 سنوات من بيانات المؤرخ مع سلامة الطوابع الزمنية
- WinCC OA مع رسومات HMI عالية الأداء وتأجيل الإنذارات
- خوادم وشبكة وأجهزة تحكم احتياطية على جميع المستويات
- جهاز محاكاة لتدريب المشغلين مع نموذج ديناميكي مطابق للمصنع
معلمات النظام والتكوين
| نظام التحكم | Siemens PCS 7 DCS v9.1 |
| أجهزة التحكم | 4 × AS 410 (أزواج احتياطية) |
| إجمالي نقاط I/O | 3,600+ (AI: 520, AO: 180, DI: 2,100, DO: 800) |
| بروتوكول الاتصال | PROFINET IRT / PROFIBUS DP / OPC UA |
| HMI / SCADA | WinCC OA — 5 OS + 2 EWS + خادم ويب |
| خزائن التحكم | 14 × IP54 مع تبريد احتياطي |
| محطات I/O الموزعة | 24 × ET 200SP HA |
| مسجل البيانات التاريخي | مسجل البيانات التاريخي للعمليات مع بيانات مُرحَّلة لأكثر من 10 سنوات |
| نطاق الطاقة | 380V ثلاثي الطور، 50Hz، مدعوم بـ UPS |
| التكرارية | تكرارية كاملة لـ CPU والشبكة والخوادم |
| مراحل الترحيل | 6 عمليات تبديل متسلسلة لمناطق العملية |
| سلامة البيانات | 100% من البيانات التاريخية محفوظة ويمكن الوصول إليها |
المكونات والأجهزة الرئيسية
جهاز تحكم Siemens AS 410
6ES7410-5HX08-0AB0
PCS 7 AS عالي الأداء
ET 200SP HA I/O
6DL5110-0AL10-0AX0
I/O عن بعد قابل للتبديل الساخن لـ PCS 7
PCS 7 Engineering Suite
6ES7658-5AX18-0YA5
برنامج هندسة DCS
خادم WinCC OA
6AV6371-1DN07-0AX0
خادم SCADA مع تكرارية
SCALANCE X308-2
6GK5308-2FL10-2AA3
محول PROFINET مُدار من الطبقة 3
SITOP UPS1600
6EP4137-3AB00-0AY0
مزود طاقة غير منقطع
SITRANS FM MAG 5000
7ME6910-1AA30-1AA0
جهاز إرسال التدفق الكهرومغناطيسي
Rittal VX25 Baying
VX 8806.000
نظام تجميع الخزائن المعياري
مراحل المشروع
التقاط المعرفة التشغيلية
6 أسابيعالعمل مع المشغلين لتوثيق سلوك التحكم الفعلي
الهندسة التفصيلية
10 أسابيعبنية DCS، جدولة I/O، تصميم اللوحات
تصنيع لوحات التحكم
8 أسابيعتم بناء 14 خزانة في منشأة SENTRADO
تطوير البرمجيات
14 أسبوعًاهندسة PCS 7، كتل APL، HMI، نظام historian
اختبار FAT والمحاكاة
4 أسابيعاختبار كامل للنظام مع جهاز محاكاة تدريب المشغلين
ترحيل المراحل 1-3
12 أسبوعًاالتحضير، والاستخراج، وتبديل مناطق التكرير
ترحيل المراحل 4-6
10 أسابيعتبديل مناطق التعبئة، والمرافق، والتخزين
اختبار SAT والتحسين
4 أسابيعضبط الأداء، والتوثيق النهائي، والتسليم
النتائج القابلة للقياس
تم التحقق من بيانات الأداء بعد تشغيل النظام واستمرار التشغيل.
لا توجد انقطاعات غير مخططة أثناء الترحيل
تم ترحيل جميع البيانات التاريخية وأصبحت قابلة للوصول
وقت تشغيل DCS بعد الترحيل
انخفاض متوسط وقت الإصلاح بشكل ملحوظ
قبل مقابل بعد: مقارنة كمية
| المقياس | قبل | بعد | التغيير |
|---|---|---|---|
| الإنتاج أثناء الترحيل | معرض لخطر انقطاع ممتد | استمرارية بنسبة 100% | صفر انقطاع |
| الوصول إلى البيانات التاريخية | أنظمة قديمة مجزأة | تم ترحيلها بنسبة 100% وقابلة للوصول | وصول كامل |
| توفر النظام | ~95% (DCS قديم) | 99.8% | +4.8 نقطة |
| متوسط وقت الإصلاح (MTTR) | ساعات (تشخيص يدوي) | أسرع بنسبة 40% مع التشخيص | −40% |
| توحيد المنصات | منصات قديمة متعددة | منصة Siemens واحدة | موحد |
البيانات مستندة إلى تقارير تشغيل المشروع والقياسات التشغيلية المستمرة. اسم العميل متاح بموجب اتفاقية عدم الإفصاح.
الأثر النهائي
تجاوز نظام الأتمتة المُسلَّم جميع أهداف الأداء المحددة في العقد، حيث حقق إنتاجية أعلى، واستهلاكاً أقل للطاقة، وجودة منتج محسنة مقارنة بالعمليات الأساسية. وأبلغ العميل عن استرداد كامل للاستثمار ضمن فترة الاسترداد المتوقعة، ومنذ ذلك الحين تعاقد مع SENTRADO لمراحل إضافية من توسعة المصنع.
هل لديك مشروع مشابه؟
سواء كنت بحاجة إلى ترحيل DCS كامل، أو خزائن تحكم PLC مخصصة، أو حل أتمتة جاهز للتشغيل، فإن مهندسينا مستعدون للمساعدة. احصل على استشارة وعرض سعر مجانيين اليوم.