Migration du système de contrôle de Bunge China | SENTRADO
Une étude de cas détaillée de la solution d'automatisation industrielle de SENTRADO offrant des résultats mesurables pour les opérations de transformation alimentaire dans China.
Contexte et objectifs du projet
Bunge, leader mondial de l'agroalimentaire et des ingrédients alimentaires, a sélectionné SENTRADO pour effectuer une migration complète de son ancien système de contrôle industriel (ICS) vers Siemens PCS 7 DCS dans son complexe de transformation du soja à China. Le projet comprenait le remplacement d'un système de contrôle distribué en fin de vie, qui était en service depuis près de deux décennies, par une plateforme moderne et intégrée qui soutiendrait la prochaine phase de croissance et de transformation numérique de l'usine.
L'ICS existant, bien qu'historiquement fiable, était devenu de plus en plus difficile et coûteux à maintenir. Le fournisseur avait cessé le support, les délais d'approvisionnement en pièces de rechange s'étendaient sur plusieurs mois et le système manquait de connectivité et de capacités de données requises pour la fabrication moderne. Bunge avait besoin d'un partenaire de migration capable de fournir une solution clé en main complète — de l'ingénierie et la fabrication d'armoires jusqu'au développement logiciel, la mise en service et le support à long terme — avec une expérience avérée dans la migration à grande échelle de DCS dans le secteur de l'industrie agroalimentaire.
La présence locale de SENTRADO à China a été un facteur décisif, permettant une collaboration étroite avec l'équipe d'ingénierie de Bunge tout au long du projet et une intervention rapide sur site en cas de besoin. Le projet a été réalisé depuis notre siège social de Beijing et notre site de fabrication de Yanjiao.
Problèmes que nous avons dû résoudre
1. Plateforme ICS en fin de vie
L'ancien DCS n'était plus pris en charge par le fabricant d'origine. Des composants critiques tels que les cartes I/O, les alimentations électriques et les postes opérateurs présentaient des taux de défaillance croissants, les pièces de rechange n'étant disponibles qu'auprès de prestataires tiers spécialisés dans la remise à neuf, à des prix exorbitants.
2. Exigence de traitement continu
Le traitement du soja est une opération continue. Les chaînes d'extraction et de raffinage ne peuvent être arrêtées et redémarrées sans pertes de produits importantes, sans contraintes sur les équipements et sans plusieurs jours de temps de montée en régime. La migration devait maintenir la continuité de la production tout au long du processus.
3. Migration de l'historien de données
Des années de données historiques de procédé stockées dans l'historien existant devaient être préservées et migrées vers la nouvelle plateforme. Ces données étaient essentielles pour les rapports réglementaires, l'optimisation des procédés et l'analyse des tendances à long terme.
4. Réingénierie des blocs fonctionnels
La logique de régulation de l'ancien système, développée au fil de nombreuses années, contenait des modifications non documentées et des paramètres réglés sur mesure qui avaient été optimisés pour l'usine spécifique. Une simple traduction du code ligne par ligne n'aurait pas permis de capturer le savoir-faire opérationnel intégré dans ces modifications.
5. Gestion du changement pour les opérateurs
Les opérateurs de l'usine avaient plus de dix ans d'expérience avec l'ancien HMI. Un changement radical d'interface pourrait entraîner des erreurs opérationnelles pendant la période de transition. Le nouveau système devait concilier une ergonomie moderne avec des concepts opérationnels familiers.
Notre approche et architecture système
SENTRADO a réalisé une migration EPC (Ingénierie, Approvisionnement, Construction) complète vers la plateforme Siemens PCS 7 DCS, utilisant des contrôleurs AS 410 avec ET 200SP HA distribué I/O. Le système a été conçu avec une redondance totale au niveau des contrôleurs, du réseau et des serveurs pour maximiser la disponibilité. La stratégie de migration a utilisé une approche séquentielle zone par zone, chaque cellule de procédé — de la réception et la préparation jusqu'à l'extraction, le raffinage et le conditionnement — étant convertie indépendamment lors de fenêtres de maintenance soigneusement planifiées.
Plutôt que de simplement traduire l'ancien code, les ingénieurs procédés de SENTRADO ont travaillé aux côtés des opérateurs expérimentés de Bunge pour documenter le comportement de régulation réel, y compris tous les paramètres de réglage non documentés et les astuces opérationnelles. Ces connaissances ont ensuite été réingéniées à l'aide des blocs fonctionnels de la bibliothèque de procédés avancés (APL) de PCS 7, offrant des performances de régulation supérieures, des diagnostics intégrés et des faces opératoires standardisées. La migration de l'historien a utilisé un pipeline d'extraction et de transformation de données préservant plus de 10 ans de données de procédé avec une intégrité totale des horodatages.
Le processus de conception HMI a inclus plusieurs cycles de révision avec l'équipe des opérations de Bunge afin de garantir que les informations critiques soient présentées dans une disposition familière tout en intégrant des principes ergonomiques modernes. Le nouveau système WinCC comprend des graphiques de processus haute performance, des étagères d'alarmes, des schémas de couleurs ergonomiques et une visionneuse mobile pour les superviseurs. Une formation complète des opérateurs a été dispensée à l'aide d'un simulateur reproduisant les réponses réelles de l'usine avant la mise en service.
Points forts de l'architecture du système
- Siemens PCS 7 v9.1 avec contrôleurs redondants AS 410
- ET 200SP HA distribué I/O avec capacité de remplacement à chaud complète
- Migration séquentielle zone par zone maintenant la continuité de la production
- Capture des connaissances du processus et réingénierie des blocs fonctionnels APL
- Plus de 10 ans de données d'historisation migrées avec intégrité des horodatages
- WinCC OA avec graphiques HMI haute performance et étagères d'alarmes
- Serveurs, réseau et contrôleurs redondants à tous les niveaux
- Simulateur de formation des opérateurs avec modèle dynamique fidèle à l'usine
Paramètres et configuration du système
| Système de contrôle | Siemens PCS 7 DCS v9.1 |
| Contrôleurs | 4 × AS 410 (paires redondantes) |
| Total des points I/O | 3,600+ (AI: 520, AO: 180, DI: 2,100, DO: 800) |
| Protocole de communication | PROFINET IRT / PROFIBUS DP / OPC UA |
| HMI / SCADA | WinCC OA — 5 OS + 2 EWS + serveur Web |
| Armoires de commande | 14 × IP54 avec refroidissement redondant |
| Stations I/O distribuées | 24 × ET 200SP HA |
| Historique | Historique de processus avec plus de 10 ans de données migrées |
| Plage d'alimentation | 380V triphasé, 50Hz, sauvegardé par UPS |
| Redondance | Redondance complète des processeurs, du réseau et des serveurs |
| Phases de migration | 6 basculements séquentiels des zones de processus |
| Intégrité des données | 100 % des données historiques préservées et accessibles |
Composants clés et matériel
Siemens Contrôleur AS 410
6ES7410-5HX08-0AB0
PCS 7 AS haute performance
ET 200SP HA I/O
6DL5110-0AL10-0AX0
I/O distant à permutation à chaud pour PCS 7
Suite d'ingénierie PCS 7
6ES7658-5AX18-0YA5
Logiciel d'ingénierie DCS
Serveur OA WinCC
6AV6371-1DN07-0AX0
Serveur SCADA avec redondance
SCALANCE X308-2
6GK5308-2FL10-2AA3
Commutateur PROFINET géré de couche 3
SITOP UPS1600
6EP4137-3AB00-0AY0
Alimentation sans interruption
SITRANS FM MAG 5000
7ME6910-1AA30-1AA0
Transmetteur de débit électromagnétique
Rittal VX25 Baying
VX 8806.000
Système de couplage d'armoires modulaires
Phases du projet
Capture des connaissances du processus
6 semainesTravailler avec les opérateurs pour documenter le comportement réel de commande
Ingénierie de détail
10 semainesArchitecture DCS, planification I/O, conception des armoires
Fabrication des armoires
8 semaines14 armoires fabriquées sur le site SENTRADO
Développement logiciel
14 semainesIngénierie PCS 7, blocs APL, HMI, historien
FAT et simulation
4 semainesTests complets du système avec simulateur de formation des opérateurs
Migration des phases 1 à 3
12 semainesPréparation, extraction, basculements de la zone de raffinage
Migration des phases 4 à 6
10 semainesBasculements des zones de conditionnement, de services auxiliaires et de stockage
SAT et optimisation
4 semainesOptimisation des performances, documentation finale, transfert
Résultats mesurables
Données de performance vérifiées après la mise en service du système et son fonctionnement prolongé.
Aucune interruption imprévue lors de la migration
Toutes les données historiques migrées et accessibles
Temps de fonctionnement DCS post-migration
Temps moyen de réparation considérablement réduit
Avant vs Après : Comparaison quantifiée
| Indicateur | Avant | Après | Évolution |
|---|---|---|---|
| Production pendant la migration | Risque d'interruption prolongée | Continuité à 100 % | Zéro interruption |
| Accès aux données historiques | Systèmes hérités fragmentés | 100 % migrées et accessibles | Accès complet |
| Disponibilité du système | ~95 % (DCS vieillissant) | 99.8% | +4,8 pts |
| Temps moyen de réparation (MTTR) | Heures (diagnostic manuel) | 40 % plus rapide grâce aux diagnostics | −40% |
| Standardisation de la plateforme | Multiples plateformes héritées | Plateforme unique Siemens | Unifié |
Données basées sur les rapports de mise en service du projet et les mesures opérationnelles continues. Le nom du client est 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 confirmé un retour sur investissement complet dans le délai de récupération prévu et a depuis confié à SENTRADO les phases supplémentaires d'extension de l'usine.
Produits et services associés
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