Automatisation du traitement des oléagineux COFCO 5 000 t/j | SENTRADO
Étude de cas détaillée sur la solution d'automatisation industrielle de SENTRADO, offrant des résultats mesurables pour les opérations de transformation agroalimentaire en Indonésie.
Contexte et objectifs du projet
COFCO Corporation, le plus grand transformateur, fabricant et négociant de produits agroalimentaires de China, a mandaté SENTRADO pour fournir une automatisation intégrée d'une usine de prétraitement et d'extraction d'oléagineux de 5 000 tonnes par jour, combinée à une ligne de raffinage de 1 000 tonnes par jour sur son site en Indonésie. Ce projet s'inscrit dans l'expansion stratégique de COFCO sur les marchés asiatiques de l'huile de palme et de soja, nécessitant un système conforme à la fois aux normes des entreprises chinoises et aux exigences réglementaires indonésiennes.
Le périmètre de l'automatisation couvrait l'ensemble de la chaîne de production — de la réception des graines brutes, au nettoyage, décorticage, conditionnement, floconnage et pressage, en passant par l'extraction par solvant, la désolvantation des tourteaux, le dégommage de l'huile brute, la neutralisation, le blanchiment, la désodorisation et le stockage de l'huile finie. Le client exigeait également un historien de données de production et un système de reporting capables d'alimenter le système d'exécution de la fabrication (MES) de niveau entreprise de COFCO à son siège social de Beijing.
La solution de SENTRADO a été conçue autour d'une architecture à haute disponibilité avec redondance Siemens S7-400 SMART+, garantissant qu'une seule défaillance d'automate programmable ou de réseau n'interromprait le processus d'extraction continu — une exigence critique pour des raisons à la fois économiques et de sécurité dans les opérations d'extraction par solvant.
Problèmes que nous avons dû résoudre
1. Commande multi-processus intégrée
L'usine combine un prétraitement et une extraction de 5 000 T/J avec un raffinage de 1 000 T/J — deux opérations aux dynamiques, exigences de sécurité et objectifs d'optimisation différents, qui doivent néanmoins coordonner sans heurt les débits de production et les transferts de matières.
2. Traçabilité de la sécurité alimentaire
Le système mondial de gestion de la sécurité alimentaire de COFCO exige une généalogie complète des lots, de la réception des matières premières à l'expédition de l'huile raffinée. Chaque paramètre — température, pression, débit, ajout de produits chimiques — doit être enregistré et attribuable à des lots de production spécifiques à des fins d'audit.
3. Sécurité liée aux solvants
L'extraction par solvant hexane nécessite des contrôles de sécurité stricts, notamment la détection de gaz, la mise à l'air libre d'urgence, la purge au gaz inerte et une instrumentation antidéflagrante. Le système d'automatisation doit respecter les niveaux d'intégrité de sécurité certifiés SIL et s'intégrer au système de détection d'incendie et de gaz de l'usine.
4. Intégration MES
Le MES d'entreprise de COFCO à Beijing nécessitait des données de production en temps réel provenant de l'usine indonésienne via OPC UA, y compris le débit, le rendement, la consommation d'énergie, les paramètres de qualité et l'état des équipements, ce qui exige une cybersécurité robuste pour le transfert de données transfrontalier.
5. Humidité tropicale et corrosion
Le climat équatorial de l'Indonésie, caractérisé par une forte humidité et un air salin (l'usine est située près d'un port), a nécessité l'utilisation de matériels résistants à la corrosion, de cartes de circuits imprimés avec vernis de protection et d'armoires de commande climatisées pour éviter la condensation et les défaillances prématurées des équipements.
Notre approche et architecture du système
SENTRADO a déployé une plateforme unifiée de SCADA et de commande basée sur les contrôleurs redondants Siemens S7-400 SMART+, avec des I/O ET 200PA distribués dans toutes les zones de processus. L'architecture de redondance SMART+ fournit une commutation automatique du CPU avec des données synchronisées, garantissant un transfert sans perturbation lors de la défaillance d'un seul contrôleur. Le réseau PROFINET utilise une topologie en anneau redondant avec des segments à fibres optiques entre les zones de processus, assurant à la fois la tolérance aux pannes et l'isolation électrique.
Le système de gestion des alarmes intégré catégorise plus de 2 000 alarmes par priorité, zone et conséquence, avec mise en attente des alarmes, filtrage des alarmes en masse et guidance automatisée des réponses pour les conditions critiques. Le système instrumenté de sécurité (SIS) fonctionne indépendamment du système de commande de base des procédés (BPCS), avec des contrôleurs de sécurité dédiés gérant l'arrêt d'urgence (ESD), la détection d'incendie et de gaz (F&G) et les systèmes de suppression d'explosion. Tous les instruments de terrain liés à la sécurité sont certifiés SIL et testés fonctionnellement lors de la maintenance planifiée.
L'historien de données de production collecte plus de 5 000 variables de processus à une résolution d'une seconde, conservant les données pendant trois ans sur des serveurs locaux avec une réplication automatique vers le cloud d'entreprise de COFCO. Un serveur OPC UA avec des connexions chiffrées et authentifiées fournit l'interface MES. L'exécution automatisée des recettes gère la séquence de production complète, de la sélection des semences à la certification de la qualité de l'huile raffinée, générant des dossiers de lot électroniques conformes aux exigences des audits de sécurité alimentaire HACCP et indonésiens.
Points forts de l'architecture du système
- Automates programmables redondants Siemens S7-400 SMART+ avec basculement sans perturbation
- I/O décentralisé ET 200PA avec revêtement de protection pour la protection en milieu tropical
- SIS indépendant avec automates de sécurité certifiés SIL pour les fonctions ESD et F&G
- Gestion intégrée des alarmes avec plus de 2 000 alarmes hiérarchisées
- Historien de données de production avec rétention de 3 ans et réplication sur le cloud
- Interface chiffrée OPC UA vers le MES d'entreprise de COFCO en Beijing
- Exécution automatisée des recettes avec dossiers de lot électroniques
- Réseau annulaire à fibre optique redondant PROFINET
Paramètres et configuration du système
| Système de commande | Siemens S7-400 SMART+ (redondant) |
| Automates | 2 × paires de CPU S7-400 SMART+ |
| Automates de sécurité | 1 × S7-400F (certifié SIL 2) |
| Total des points I/O | 2 600+ (AI : 380, AO : 120, DI : 1 500, DO : 600) |
| Protocole de communication | PROFINET / PROFIBUS DP / OPC UA / Modbus |
| HMI / SCADA | WinCC OA — 4 OS + 1 EWS + serveur Web |
| Armoires de commande | 10 × IP54 avec résistances chauffantes anti-condensation |
| Intégrité de sécurité | SIL 2 pour les fonctions du SIS |
| Historien de données | 5 000+ tags, rétention de 3 ans, sauvegarde sur le cloud |
| Plage de puissance | 400V triphasé, 50Hz + UPS |
| Système de recettes | Exécution automatisée des lots pour plus de 15 produits |
| Réseau | Anneau redondant en fibre optique PROFINET |
Composants clés et matériel
Siemens S7-400 SMART+
6ES7410-5HX08-0AB0
Paire de contrôleurs redondants
CPU de sécurité S7-400F
6ES7416-3FS06-0AB0
Contrôleur de sécurité certifié SIL
ET 200PA I/O
6ES7650-0PH00-0AB0
I/O distant avec revêtement de protection
WinCC OA SCADA
6AV6371-1DN07-0AX0
Plateforme opérationnelle unifiée
SCALANCE X307-3
6GK5307-3BL10-2AA3
Commutateur PROFINET de couche 3
SITRANS FUS380
7ME3570-1AA30-0AA0
Débitmètre à ultrasons pour lignes de solvant
Relais de sécurité SIRIUS
3SK1211-1BB40
Relais de sécurité pour circuit ESD
Rittal AX Inox
AX 1318.000
Enveloppe résistante à la corrosion
Phases du projet
Ingénierie et conception
8 semainesPhilosophie de contrôle, conception du SIS, architecture réseau
Fabrication des armoires
6 semaines10 armoires avec protection tropicale
Développement logiciel
10 semainesBPCS, SIS, système d'historisation, interface MES
FAT
2 semainesEssais intégrés incluant la vérification de la logique de sécurité
Expédition vers l'Indonésie
4 semainesFret maritime vers Surabaya, transport terrestre
Installation et mise en service
8 semainesCâblage sur site, tests de boucles, démarrage en charge
SAT et essais de performance
3 semainesEssai de production, vérification du rendement, essai de preuve du SIS
Formation et transfert
2 semainesFormation des opérateurs et du personnel de maintenance
Résultats mesurables
Données de performance vérifiées après la mise en service du système et son fonctionnement continu.
Amélioration de l'efficacité de l'extraction et du raffinage
Généalogie complète des lots pour les audits
Zéro événement de sécurité enregistrable depuis le démarrage
Performance de la redondance SMART+
Avant vs Après : Comparaison quantifiée
| Indicateur | Avant | Après | Variation |
|---|---|---|---|
| Rendement en huile | Taux d'extraction de référence | Augmentation du rendement de 25 % | +25% |
| Traçabilité des lots | Sur papier, lacunes lors des audits | Généalogie 100 % numérique | Audit complet |
| Incidents de sécurité | Événements enregistrables/an | 0 depuis le démarrage | −100% |
| Disponibilité du système | ~96% (automate unique) | 99.6% (redondance SMART+) | +3.6 pts |
| Temps de changement de recette | 2–3 heures | Moins de 30 minutes | −85% |
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 non-divulgation.
Impact sur les résultats
Le système d'automatisation livré a dépassé tous les objectifs de performance spécifiés dans le contrat, offrant un débit plus élevé, une consommation d'énergie réduite et une qualité de produit améliorée par rapport à l'opération 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'extension de l'usine.
Produits et services associés
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