اتوماسیون فرآوری روغن 4,000 T/D در ترکیه | SENTRADO
مطالعه موردی دقیقی از راهحل اتوماسیون صنعتی SENTRADO که نتایج قابل اندازهگیری را برای عملیات فرآوری مواد غذایی در ترکیه به ارمغان آورده است.
پیشینه و اهداف پروژه
یک تولیدکننده پیشرو روغن خوراکی در ترکیه، SENTRADO را مأمور کرد تا یک سیستم اتوماسیون فرآیند جامع برای کارخانه فرآوری روغن چند دانهای با ظرفیت 4,000 تن در روز خود در منطقه مرمره تحویل دهد. این تأسیسات روغنهای آفتابگردان، ذرت، کلزا و پنبهدانه را در خطوط پیشتیمار، استخراج و تصفیه فرآوری میکند و به اتوماسیون انعطافپذیری نیاز دارد که بتواند تغییرات سریع گرید محصول را بدون به خطر انداختن کیفیت یا ظرفیت تولید مدیریت کند.
هدف استراتژیک مشتری، تأسیس یکی از پیشرفتهترین تأسیسات فرآوری روغن از نظر فناوری در خاورمیانه و اروپای شرقی بود. آنها به یک شریک اتوماسیون با دانش عمیق فرآیندی در تصفیه روغنهای گیاهی و قابلیت مهندسی برای تحویل سیستمی نیاز داشتند که به طور یکپارچه با تجهیزات مکانیکی موجود و خطوط بستهبندی شخص ثالث ادغام شود.
SENTRADO پس از یک فرآیند مناقصه رقابتی، بر اساس سابقه اثباتشده ما در پروژههای فرآوری روغن با مقیاس مشابه، تخصص عمیق ما در سیستمهای کنترل فرآیند Siemens و توانایی ما در ارائه پشتیبانی جامع پس از فروش از جمله عیبیابی از راه دور و پاسخگویی در محل در کمتر از 48 ساعت، انتخاب شد.
مشکلاتی که باید حل میکردیم
1. پیچیدگی تولید چند گریدی
این کارخانه بیش از 20 گرید روغن مختلف را در چهار نوع دانه تولید میکند. هر گرید به پروفایلهای دمایی، تنظیمات فشار و پارامترهای دوزینگ شیمیایی متفاوتی نیاز دارد. فرآیند تغییر دستی موجود 2 تا 3 ساعت زمان میبرد و در حین انتقالها، محصول خارج از مشخصات قابل توجهی تولید میکرد.
2. فرآیند تصفیه انرژیبر
بخشهای بوزدایی و تصفیه فیزیکی مقادیر عظیمی از انرژی حرارتی مصرف میکنند. مشتری به کنترل دقیق چرخههای گرمایش و سرمایش نیاز داشت تا مصرف بخار را کاهش دهد در حالی که پارامترهای کیفیت محصول مانند اسید چرب آزاد و رنگ را حفظ میکرد.
3. کارایی بازیابی حلال
در بخش استخراج، بازیابی حلال هگزان هم یک ضرورت اقتصادی و هم زیستمحیطی است. کنترل ضعیف سیستم تبخیر و میعان منجر به تلفات بیش از حد حلال فراتر از معیارهای صنعتی میشد.
4. انطباق با مقررات
مقررات ایمنی مواد غذایی ترکیه (همسو با استانداردهای اتحادیه اروپا) نیازمند ردیابی کامل بچ از ورود مواد اولیه تا محصول نهایی است. سیستم موجود فاقد قابلیتهای ثبت داده و گزارشدهی مورد نیاز برای انطباق با ممیزی بود.
5. کمبود اپراتور ماهر
این منطقه با کمبود اپراتورهای باتجربه DCS مواجه بود. مشتری به یک سیستم رابط انسان و ماشین (HMI) نیاز داشت که آنقدر بصری و ساده باشد که اپراتورهای تازه آموزشدیده بتوانند در عرض دو هفته به مهارت کامل دست یابند.
رویکرد ما و معماری سیستم
SENTRADO یک سیستم کنترل یکپارچه بر پایه کنترلکنندههای Siemens S7-400 با ورودی/خروجی توزیعشده ET 200PA پیادهسازی کرد که از طریق یک شبکه پشتیبان PROFIBUS DP افزونه متصل شدهاند. معماری سیستم به سه کنترلکننده سلول فرآیندی — پیشتصفیه، استخراج و تصفیه — تقسیم شده است که هر کدام دارای ورودی/خروجی اختصاصی و قابلیت عملکرد خودکار هستند و در عین حال دادههای تولید را از طریق پلتفرم WinCC اسکادا (SCADA) به اشتراک میگذارند.
هسته اصلی این راهحل، یک سیستم مدیریت فرمول پیشرفته بود که تعویض گرید محصول را خودکار میکرد. اپراتورها گرید هدف را از یک کتابخانه فرمول از پیش پیکربندیشده انتخاب میکنند و سیستم بهطور خودکار نقاط تنظیم دما، موقعیت شیرها، سرعت پمپها و نرخهای دوزینگ مواد شیمیایی را بر اساس یک توالی تأییدشده تنظیم میکند. این امر زمان تعویض را از 2-3 ساعت به کمتر از 30 دقیقه کاهش داد و تولید خارج از مشخصات را در حین انتقالها تقریباً از بین برد.
بهینهسازی انرژی از طریق کنترل مبتنی بر مدل در بخش بوزدایی محقق شد. حلقههای کسکید PID پیشرفته، تزریق بخار لایهروبی را بر اساس اندازهگیریهای بلادرنگ اسیدهای چرب آزاد بهدقت کنترل میکنند، در حالی که حلقههای بازیافت حرارت، انرژی گرمایی را بین روغن داغ خروجی و روغن سرد ورودی منتقل میکنند. سیستم بازیافت حلال از کنترل دمای جبرانشده با فشار در طول قطار تبخیرکننده چنداثره استفاده میکند که تراکم هگزان را به حداکثر و مصرف آب خنککننده را به حداقل میرساند. سیستم اسکادا (SCADA) شامل یک ماژول ردیابی کامل بچ است که هر پارامتر فرآیندی را برای هر بچ تولید ثبت میکند و گزارشهای انطباق را به زبانهای ترکی و انگلیسی تولید مینماید.
نکات برجسته معماری سیستم
- کنترلکنندههای Siemens S7-400 با ورودی/خروجی توزیعشده ET 200PA
- شبکه افزونه PROFIBUS DP با بخشهای فیبر نوری
- مدیریت فرمول پیشرفته با بیش از 20 پروفایل گرید محصول خودکار
- کنترل کسکید PID برای دمای بوزدایی و تزریق بخار
- بازیافت حلال خودکار با کنترل تبخیرکننده چنداثره
- WinCC اسکادا (SCADA) با ردیابی بچ و گزارشدهی انطباق
- حلقههای بهینهسازی بازیافت حرارت برای کاهش مصرف بخار
- رابط انسان و ماشین (HMI) چندزبانه (ترکی و انگلیسی)
پارامترها و پیکربندی سیستم
| سیستم کنترل | Siemens SIMATIC S7-400 |
| کنترلکنندهها | 3 × CPU 414-3 (اختصاصی سلول فرآیندی) |
| کل نقاط ورودی/خروجی | 2,400+ (AI: 320, AO: 120, DI: 1,400, DO: 560) |
| پروتکل ارتباطی | PROFIBUS DP / PROFINET / Modbus RTU |
| HMI / SCADA | WinCC RT Professional — 3 OS + 1 EWS |
| تابلو کنترل | 8 × IP54 با مدیریت حرارتی |
| ایستگاههای ورودی/خروجی توزیعشده | 14 × ET 200PA |
| پروفایلهای فرمول | بیش از 20 گرید محصول خودکار |
| محدوده توان | 400V سهفاز, 50Hz |
| ثبت دادهها | تاریخنگار بچ با نگهداری 5 ساله |
| زمان تعویض | <30 دقیقه (کاهشیافته از 2-3 ساعت) |
| در دسترس بودن سیستم | 99.7% |
اجزای کلیدی و سختافزار
Siemens CPU 414-3
6ES7414-3XM05-0AB0
کنترلکننده فرآیند با عملکرد بالا
ET 200PA I/O
6ES7650-0PH00-0AB0
I/O توزیعشده برای نصب در محل
WinCC RT Professional
6AV2105-0DA06-0AA0
زمان اجرای اسکادا (SCADA) با گزینه batch
SITRANS TH300
7NG3212-0AN00
فرستنده دما برای پالایش
SITRANS P320
7MF0300-1TE01-5AF2
فرستنده فشار برای استخراج
MICROMASTER 440 VFD
6SE6440-2UD33-0EA1
درایو فرکانس متغیر (VFD) برای پمپها
کابینت Rittal AX
AX 1318.000
محفظه بهداشتی از جنس استیل ضد زنگ
رله ایمنی SIRIUS
3SK1211-1BB40
مدار ایمنی توقف اضطراری
مراحل پروژه
مهندسی فرانتاند
6 هفتهتحلیل فرآیند، فلسفه کنترل، زمانبندی I/O
ساخت تابلو
5 هفتهمونتاژ کابینت، سیمکشی، تست کارخانه
توسعه نرمافزار
8 هفتهبرنامهنویسی پیالسی (PLC)، رابط انسان و ماشین (HMI)، سیستم رسپی، گزارشها
FAT
1 هفتهتست یکپارچه سیستم با مهندسان مشتری
حمل و نقل به ترکیه
3 هفتهحمل و نقل دریایی از شانگهای به استانبول
راهاندازی در محل
5 هفتهنصب، بررسی لوپها، راهاندازی، SAT
آموزش و پشتیبانی
مستمرآموزش اپراتور، پشتیبانی گارانتی 12 ماهه
دستاوردهای قابل اندازهگیری
دادههای عملکرد پس از راهاندازی سیستم و بهرهبرداری مداوم تأیید شدهاند.
افزایش اثربخشی کلی تجهیزات
کاهش مصرف بخار و برق
از 2-3 ساعت به کمتر از 30 دقیقه
عملکرد پیوسته از زمان راهاندازی
قبل در مقابل بعد: مقایسه کمی
| شاخص | قبل | بعد | تغییر |
|---|---|---|---|
| اثربخشی کلی تجهیزات | OEE پایه | 35% بهبود | +35% |
| مصرف انرژی | پایه | 15% کاهش (بخار + الکتریسیته) | −15% |
| زمان تعویض | 2-3 ساعت | کمتر از 30 دقیقه (85% سریعتر) | −85% |
| زمان فعالیت سیستم | ~94% (PLCهای فرسوده) | 99.7% از زمان راهاندازی | +5.7 pts |
| قابلیت رصد تولید | گزارشهای پایان شیفت | داشبوردهای بلادرنگ | دادههای زنده |
دادهها بر اساس گزارشهای راهاندازی پروژه و اندازهگیریهای عملیاتی مستمر. نام مشتری تحت NDA در دسترس است.
تأثیر نهایی بر سودآوری
سیستم اتوماسیون ارائهشده از تمام اهداف عملکردی مشخصشده در قرارداد فراتر رفت و بازدهی بالاتر، مصرف انرژی کمتر و کیفیت محصول بهبودیافته را در مقایسه با عملیات پایه محقق کرد. مشتری بازگشت کامل سرمایه را در دوره بازپرداخت پیشبینیشده گزارش داد و از آن زمان SENTRADO را برای مراحل توسعه اضافی کارخانه به کار گرفته است.
پروژه مشابهی دارید؟
چه به مهاجرت کامل DCS نیاز داشته باشید، چه تابلوهای کنترل PLC سفارشی یا یک راهحل اتوماسیون کلید در دست، مهندسان ما آماده کمک به شما هستند. همین امروز برای مشاوره رایگان و استعلام قیمت اقدام کنید.
