Brésil : Automatisation de l'huile de soja de 6 000 t/j | SENTRADO
Étude de cas détaillée de la solution d'automatisation industrielle de SENTRADO, offrant des résultats mesurables pour les opérations de transformation alimentaire au Brésil.
Contexte et objectifs du projet
SENTRADO a été mandaté par l'une des plus grandes entreprises de transformation du soja au Brésil pour concevoir, ingénier et mettre en service un système de contrôle distribué (DCS) complet pour son installation de trituration du soja et d'extraction d'huile d'une capacité de 6 000 tonnes par jour. L'usine, située dans le Mato Grosso — au cœur de l'agrobusiness brésilien — fonctionne 24 heures sur 24, 7 jours sur 7 pendant la saison des récoltes, ce qui rend la fiabilité du système absolument cruciale pour le respect des objectifs de production et la pérennité des revenus.
Le système de contrôle existant, installé il y a plus de 15 ans, était devenu un goulot d'étranglement pour l'exploitation. Les arrêts imprévus fréquents, les capacités de diagnostic limitées et l'incapacité à intégrer une instrumentation moderne érodaient la position concurrentielle de l'usine. Le client recherchait un partenaire d'automatisation clé en main capable de fournir un DCS de classe mondiale tout en minimisant les perturbations de la production en cours pendant la période de migration.
Le périmètre de SENTRADO englobait l'ensemble du cycle de vie de l'automatisation : ingénierie de front-end (FEED), fabrication des armoires de commande, développement logiciel, essais de réception en usine (FAT), expédition, supervision de l'installation sur site, mise en service, essais de réception sur site (SAT) et formation des opérateurs. Le projet a été livré dans les délais malgré les défis logistiques liés à l'expédition des équipements de China vers l'intérieur du Brésil.
Problèmes que nous avons dû résoudre
1. Système de commande obsolète
L'ancien DCS avait atteint sa fin de vie sans aucune assistance disponible de la part du fabricant. Les pièces de rechange devenaient de plus en plus difficiles à approvisionner, et les pannes imprévues provoquaient en moyenne 4 à 6 heures d'arrêt par mois, impactant directement le rendement de production pendant les périodes critiques de récolte.
2. Conditions climatiques tropicales
La région du Mato Grosso connaît des températures ambiantes élevées (jusqu'à 40 °C), une humidité élevée et une poussière importante due à la manutention du soja. Les armoires de commande nécessitaient une gestion thermique robuste et une protection contre les infiltrations pour garantir un fonctionnement fiable dans ces conditions extrêmes.
3. Exigence de migration sans temps d'arrêt
L'usine ne pouvait pas se permettre des arrêts prolongés pendant la transition. Le client a exigé que le nouveau DCS soit installé et mis en service avec une interruption totale de la production planifiée ne dépassant pas 48 heures sur l'ensemble de la migration.
4. Complexité de la gestion des recettes
L'usine traite plusieurs variétés de soja avec différentes teneurs en humidité et profils d'huile, nécessitant une gestion sophistiquée des recettes pour optimiser le rendement et maintenir une qualité de produit constante malgré des conditions d'entrée variables.
5. Expertise locale limitée en automatisation
L'équipe de maintenance de l'usine avait une expérience limitée avec les plateformes modernes DCS, ce qui a nécessité un transfert de connaissances complet, une documentation multilingue (portugais et anglais) et la capacité d'assurer un support à distance en continu.
Notre approche et architecture du système
SENTRADO a conçu une solution DCS complète basée sur la plateforme Siemens PCS 7 avec des contrôleurs AS 410 redondants, garantissant un fonctionnement tolérant aux pannes avec un basculement automatique du CPU en moins de 50 millisecondes. L'architecture du système a été divisée en trois zones de processus — préparation, extraction et récupération de solvant — chacune contrôlée par des paires de contrôleurs dédiés communiquant via un réseau en anneau redondant PROFINET.
Les armoires de commande ont été fabriquées dans l'installation certifiée UL de SENTRADO à China, dotées d'enveloppes homologuées IP54 avec des unités de climatisation intégrées pour faire face au climat tropical. Toutes les armoires ont subi un test de vieillissement rigoureux de 72 heures avec simulation complète des signaux avant l'expédition. Les stations décentralisées ET 200PA I/O ont été installées dans des boîtes de raccordement sur site, à proximité des équipements de processus, réduisant ainsi considérablement les coûts de câblage sur site et améliorant l'intégrité des signaux.
Pour répondre à l'exigence de migration sans temps d'arrêt, SENTRADO a développé une stratégie de migration par phases. Les nouveaux contrôleurs ont été installés en parallèle de l'ancien système, avec des répartiteurs de signaux permettant aux deux systèmes de surveiller les variables de processus simultanément. Le basculement de chaque zone de processus a été effectué individuellement pendant les fenêtres de maintenance planifiées, l'ancien système restant en veille chaude jusqu'à ce que le nouveau système soit entièrement validé. Le système WinCC SCADA offre aux opérateurs des graphiques de processus intuitifs, une gestion avancée des alarmes et un historien intégré avec une conservation des données sur 3 ans pour la conformité réglementaire et l'optimisation des processus.
Points forts de l'architecture du système
- Automates redondants Siemens PCS 7 AS 410 avec configuration CPU en chaud-secours
- Topologie en anneau PROFINET avec MRP (Media Redundancy Protocol) pour la résilience du réseau
- I/O décentralisé ET 200PA avec capacité de remplacement à chaud pour tous les modules
- WinCC SCADA avec 4 postes opérateur et 1 poste d'ingénierie
- Système de gestion des recettes intégré prenant en charge plus de 50 profils de variétés de soja
- Armoires IP54 avec refroidissement intégré et filtration des poussières
- Interface OPC UA pour l'intégration ERP/MES
- Accès à distance aux diagnostics via une connexion VPN sécurisée
Paramètres système et configuration
| Système de contrôle | Siemens PCS 7 DCS v9.0 |
| Automates | 2 × SIMATIC AS 410 (Redondants) |
| Total des points I/O | 3,200+ (AI: 480, AO: 160, DI: 1,800, DO: 760) |
| Protocole de communication | PROFINET IRT / PROFIBUS DP / Modbus TCP |
| HMI / SCADA | WinCC OA — 4 postes opérateur + 1 poste d'ingénierie |
| Armoires de commande | 12 × IP54 avec refroidissement AC intégré |
| Stations I/O décentralisées | 18 × stations distantes ET 200PA |
| Historien | WinCC Process Historian — conservation sur 3 ans |
| Plage d'alimentation | 380V/480V triphasé, 50/60Hz |
| Gestion des recettes | Plus de 50 profils de variétés de produits |
| Topologie du réseau | Anneau redondant PROFINET avec MRP |
| Disponibilité du système | 99,5 % (garanti) |
Composants clés et matériel
Automate Siemens AS 410
6ES7410-5HX08-0AB0
Automate redondant haute performance DCS
I/O décentralisé ET 200PA
6ES7650-0PH00-0AB0
Station I/O distante pour déploiement sur site
WinCC OA SCADA
6AV6371-1DN07-0AX0
Interface opérateur et visualisation du procédé
Commutateur SCALANCE X204RNA
6GK5204-0BA00-2KB2
Commutateur d'anneau redondant PROFINET
Alimentation SITOP
6EP1336-3BA10
Blocs d'alimentation redondants 24 V DC
Démarreur progressif SIRIUS
3RW4445-6BC44
Démarrage progressif moteur pour grands concasseurs
Armoire de commande IP54
Rittal VX25
Coffret NEMA 12 avec refroidissement AC
Transmetteur de débit SITRANS
7ME6910-1AA30-1AA0
Mesure de débit électromagnétique
Phases du projet
Ingénierie et conception
8 semainesFEED, revue des P&ID, développement de la liste I/O, philosophie de commande
Fabrication des armoires
6 semainesAssemblage des armoires, câblage, installation des composants, inspection CQ
Développement logiciel
10 semainesProgrammation DCS, graphiques HMI, système de recettes, configuration des alarmes
Essais de réception en usine
2 semainesTests de simulation complète en présence du client, vérification I/O
Expédition et logistique
5 semainesFret maritime Shanghai vers Santos, transport terrestre vers le Mato Grosso
Installation et mise en service
6 semainesCâblage sur site, vérification des boucles, basculement par phases, SAT
Formation et transfert
2 semainesFormation des opérateurs et de la maintenance, remise de la documentation
Résultats mesurables
Données de performance vérifiées après la mise en service du système et une exploitation continue.
Capacité de production de 4 600 à 6 000 t/j
Disponibilité DCS sur 18 mois d'exploitation
Zéro arrêt de production non planifié depuis la mise en service
Contrôle optimisé des moteurs et des boucles de régulation
Avant vs Après : Comparaison chiffrée
| Indicateur | Avant | Après | Variation |
|---|---|---|---|
| Débit de production | 4,600 t/j | 6,000 t/j | +30% |
| Disponibilité du système | ~92% (arrêts fréquents) | 99.5% | +7.5 pts |
| Temps d'arrêt non planifié | 4–6 h/mois | 0 heure | −100% |
| Consommation d'énergie | Référence | Réduction de 20% | −20% |
| Support fournisseur | Fin de vie, aucun support | Support complet OEM + SENTRADO | Couvert |
Données basées sur les rapports de mise en service du projet et les mesures opérationnelles continues. Nom du client disponible sous accord de confidentialité.
Impact sur les résultats
Le système d'automatisation livré a dépassé tous les objectifs de performance spécifiés dans le contrat, atteignant un débit plus élevé, une consommation d'énergie plus faible et une qualité de produit améliorée par rapport aux opérations de référence. Le client a déclaré un retour sur investissement complet dans le délai de récupération prévu et a depuis engagé SENTRADO pour des phases supplémentaires d'expansion de l'usine.
Produits et services associés
Vous avez un projet similaire ?
Que vous ayez besoin d'une migration complète DCS, d'armoires de commande PLC sur mesure ou d'une solution d'automatisation clé en main, nos ingénieurs sont prêts à vous aider. Obtenez une consultation et un devis gratuits dès aujourd'hui.