أتمتة مصنع زيت فول الصويا 100K T/Y في مصر | SENTRADO
دراسة حالة مفصلة لحلول الأتمتة الصناعية من SENTRADO التي تقدم نتائج قابلة للقياس لعمليات معالجة الأغذية في مصر.
خلفية المشروع والأهداف
قدمت SENTRADO حلاً متكاملاً لأتمتة مشروع جديد لمحطة معالجة زيت فول الصويا بطاقة إنتاجية تبلغ 100,000 طن سنويًا، والتي تم إنشاؤها بالقرب من الإسكندرية، مصر. وبما أن المشروع كان جديدًا بالكامل دون وجود بنية تحتية سابقة للتحكم، أتيحت للعميل الفرصة لتنفيذ نظام أتمتة متطور من الصفر، وقد اختاروا SENTRADO كمقاول أتمتة وحيد للمنشأة بأكملها.
تشمل المحطة استقبال وتخزين المواد الخام، وتحضير البذور، والاستخلاص بالمذيبات، وتكرير الزيت، وإزالة الصمغ، والتحييد، والتبييض، وإزالة الروائح، وتعبئة المنتج النهائي. وقد غطى نطاق الأتمتة كل محرك، وصمام، وأداة قياس، وناقل في جميع مناطق العملية، مما يجعله أحد أكثر مشاريع الأتمتة شمولاً التي نفذتها SENTRADO في منطقة الشرق الأوسط وشمال أفريقيا.
نظرًا للطبيعة الجديدة للمشروع، عملت SENTRADO بشكل وثيق مع مقاول EPC (الهندسة والمشتريات والبناء) منذ مرحلة التصميم، حيث قدمت مدخلات بشأن اختيار الأجهزة، وتخطيط غرفة التحكم، ومسارات الكابلات، وهندسة الشبكة لضمان التكامل الأمثل بين التخصصات الميكانيكية والكهربائية والأتمتة.
المشكلات التي كان علينا حلها
1. تعقيد المشروع الجديد
إن البدء من بنية تحتية معدومة يعني أن كل جانب من جوانب نظام الأتمتة - بدءًا من طوبولوجيا الشبكة وحتى وضع محطات عمل المشغلين - كان يجب تصميمه وتحديد مواصفاته وتنفيذه دون الاستفادة من الأنظمة القائمة أو نقاط المرجع الموجودة.
2. تكامل العمليات المتعددة
تضم المحطة تسع مناطق عملية متميزة، لكل منها متطلبات تحكم مختلفة، وأوقات استجابة، واعتبارات سلامة. وقد كان دمج هذه المناطق في منصة تحكم موحدة مع الحفاظ على الفصل المنطقي بينها تحديًا هندسيًا كبيرًا.
3. بيئة شحيحة المياه
تطلبت قيود ندرة المياه في مصر من نظام CIP تقليل استهلاك المياه مع الالتزام بمعايير الصرف الصحي الصارمة للأغذية. كانت تسلسلات CIP التقليدية مكثفة الاستهلاك للمياه بالنسبة للسياق المحلي.
4. تطوير القوى العاملة
كانت القوى العاملة المحلية ذات تعرض محدود للأتمتة الصناعية. تطلب العميل نظامًا سهل التعلم بالإضافة إلى برنامج تدريبي شامل يبني القدرات الداخلية للتشغيل والصيانة على المدى الطويل.
5. المناخ الحار والغبار
تجلب بيئة الصحراء الساحلية في الإسكندرية درجات حرارة عالية، ورطوبة محملة بالأملاح، وغبار رمل ناعم. احتاجت جميع معدات الميدان والخزائن إلى الحماية ضد هذه الظروف المسببة للتآكل والكشط.
منهجيتنا وبنية النظام
قامت SENTRADO بهندسة منصة أتمتة متكاملة بالكامل مبنية على وحدات التحكم Siemens S7-400 مع وحدات الإدخال/الإخراج الموزعة ET 200SP، متصلة عبر عمود فقري عالي السرعة PROFINET مع تكرار الألياف البصرية. يستخدم النظام بنية خادم-عميل مع أربع محطات مشغل WinCC في غرفة التحكم المركزية ولوحتين محليتين HMI في منطقتي الاستخراج والتغليف. تم تجزئة الشبكة إلى VLANs للتحكم في العملية، والسلامة، والأعمال من أجل الأمان والأداء.
تمت إعادة تصميم نظام CIP بمنطق استرداد المياه الذي يلتقط ويعيد استخدام مياه الشطف النهائية لدورة الشطف المسبق لتسلسل التنظيف التالي، مما يقلل استهلاك المياه العذبة بنسبة تقارب 40% مقارنة بتصاميم CIP التقليدية. تقوم مشعبات الصمامات الآلية بتوجيه محاليل التنظيف عبر الدوائر الصحيحة بناءً على اختيار الوصفة، مع مستشعرات التوصيل ودرجة الحرارة للتحقق من فعالية الغسيل قبل إعادة النظام إلى الإنتاج.
تم أتمتة إدارة الصوامع بالكامل باستخدام قياس المستوى بالرادار، والتحكم في التهوية بناءً على درجة حرارة الحبوب ورطوبتها، والاستلام الآلي للشاحنات مع تتبع الدفعات بناءً على الباركود. يدير نظام التحكم في الدفعات تسلسلات الوزن والجرع والخلط مع سجلات دفعات إلكترونية توفر تتبعاً كاملاً للمنتج من فول الصويا الوارد إلى الزيت المعبأ في زجاجات. تم تحديد جميع خزانات الموقع بحماية IP55، ومكونات من الفولاذ المقاوم للصدأ، وتهوية مفلترة لتحمل بيئة الصحراء الساحلية.
أبرز ميزات هندسة النظام
- وحدات التحكم Siemens S7-400 مع وحدات الإدخال والإخراج الموزعة ET 200SP عبر 9 مناطق عملية
- شبكة حلقية بألياف بصرية PROFINET مع تجزئة VLAN
- نظام WinCC SCADA مع 4 محطات في غرفة التحكم و 2 وحدات HMI في الموقع
- نظام CIP لاسترداد المياه يقلل من استخدام المياه العذبة بنسبة 40%
- إدارة صوامع آلية مع قياس المستوى بالرادار والتحكم في التهوية
- التحكم في الدفعات مع سجلات دفعات إلكترونية وتتبع سلسلة المنتج
- استلام المواد الخام بناءً على الباركود وقابلية تتبع الدفعات
- خزانات من الفولاذ المقاوم للصدأ بحماية IP55 للحماية في بيئة الصحراء الساحلية
معلمات النظام والتكوين
| نظام التحكم | Siemens SIMATIC S7-400 |
| وحدات التحكم | 2 × CPU 414-3 (نظام احتياطي) + 1 وحدة CPU للسلامة |
| إجمالي نقاط الإدخال والإخراج | 2,800+ (AI: 420, AO: 140, DI: 1,600, DO: 640) |
| بروتوكول الاتصال | PROFINET IRT / PROFIBUS DP / AS-i Safety |
| HMI / SCADA | WinCC RT Professional — 4 OS + 2 وحدة HMI محلية |
| خزانات التحكم | 16 × IP55 من الفولاذ المقاوم للصدأ |
| محطات الإدخال والإخراج الموزعة | 22 × ET 200SP |
| تسلسلات CIP | 12 دائرة تنظيف آلية |
| نطاق الطاقة | 380V 3 مراحل، 50Hz + 24V DC للتحكم |
| سعة الصوامع | 8 × صوامع سعة 5,000 طن مع إدارة آلية |
| سجلات الدفعات | تتبع إلكتروني للمنتج من الاستلام إلى التغليف |
| التدخل اليدوي | انخفاض بنسبة 95% مقارنة بالمحطات التقليدية |
المكونات الرئيسية والأجهزة
Siemens CPU 414-3
6ES7414-3XM05-0AB0
متحكم العملية الرئيسي (زوج احتياطي)
ET 200SP I/O
6ES7155-6AU01-0BN0
وحدات I/O موزعة مع وحدات قابلة للتبديل الساخن
WinCC RT Professional
6AV2105-0DA06-0AA0
نظام SCADA مركزي مع خيار الدفعات
SITRANS LR250 Radar
7ML5427-0CL00-0AC1
قياس مستوى الصوامع بدون تلامس
SIPART PS2 Positioner
6DR5210-0EG00-0AA0
محدد موقع الصمامات الذكي لصمامات التحكم
SIRIUS 3RW55 Soft Starter
3RW5534-6HA14
تشغيل المحرك بجهد مخفض
Rittal HD Cabinet
HD 1680.600
خزانة من الفولاذ المقاوم للصدأ IP55
SCALANCE XC216 Switch
6GK5216-0BA00-2AC2
مفتاح PROFINET مُدار
مراحل المشروع
FEED والتصميم التفصيلي
10 أسابيعتصميم أتمتة العملية، قوائم I/O، مخطط الشبكة
تصنيع لوحات التحكم
8 أسابيعتم تصنيع وتمديد أسلاك واختبار 16 خزانة في المصنع
هندسة البرمجيات
12 أسبوعاًتطوير التطبيق الكامل بما في ذلك CIP والدفعات
FAT
3 أسابيعمحاكاة شاملة مع فرق العميل وEPC
الشحن إلى مصر
4 أسابيعالشحن البحري إلى ميناء الإسكندرية
الإشراف على التركيب
8 أسابيعالدعم في الموقع أثناء التركيب الميكانيكي
التشغيل و SAT
6 أسابيعفحص الحلقات، التشغيل الرطب، اختبار الأداء
التدريب والتسليم
3 أسابيعتدريب المشغلين في الفصول الدراسية والتدريب العملي
النتائج القابلة للقياس
تم التحقق من بيانات الأداء بعد تشغيل النظام والتشغيل المستمر.
تشغيل مؤتمت شبه بالكامل
نظام استرداد مياه CIP
سجل نسب كامل لسلامة الغذاء
صفر من الحوادث القابلة للتسجيل أثناء التكليف
قبل مقابل بعد: مقارنة كمية
| المقياس | قبل | بعد | التغيير |
|---|---|---|---|
| التدخل اليدوي | مرتفع (يعتمد على المشغل) | تشغيل مؤتمت بنسبة 95% | −95% |
| استهلاك مياه CIP | خط الأساس (استخدام لمرة واحدة) | توفير 40% عبر الاسترداد | −40% |
| تتبع الدفعات | سجلات يدوية | سجل نسب رقمي بنسبة 100% | تتبع كامل |
| حوادث السلامة | المخاطر أثناء التكليف | 0 من الحوادث القابلة للتسجيل | صفر |
| وقت التكليف | متوسط الصناعة 8-12 شهراً | اكتمل وفقاً للجدول الزمني | في الوقت المحدد |
تعتمد البيانات على تقارير تكليف المشروع والقياسات التشغيلية المستمرة. اسم العميل متاح بموجب اتفاقية عدم الإفصاح.
الأثر على صافي الأرباح
تجاوز نظام الأتمتة المُسلَّم جميع أهداف الأداء المحددة في العقد، حيث حقق إنتاجية أعلى، واستهلاكاً أقل للطاقة، وجودة منتج محسنة مقارنة بالتشغيل الأساسي. وأبلغ العميل عن استرداد كامل للاستثمار ضمن فترة الاسترداد المتوقعة، ومنذ ذلك الحين تعاقد مع SENTRADO لمراحل إضافية من توسعة المصنع.
هل لديك مشروع مماثل؟
سواء كنت بحاجة إلى ترحيل كامل لنظام DCS، أو خزانات تحكم PLC مخصصة، أو حل أتمتة متكامل، فإن مهندسينا مستعدون للمساعدة. احصل على استشارة وعرض سعر مجاني اليوم.