Projet de modernisation Louis Dreyfus PLC Brésil | 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
Louis Dreyfus Company (LDC), l'un des plus grands négociants mondiaux en matières premières agricoles, a mandaté SENTRADO pour réaliser une mise à niveau critique de PLC dans son usine de transformation du soja au Brésil. Le projet impliquait la migration de systèmes PLC obsolètes sur des lignes de production actives vers une plateforme moderne Siemens à haute disponibilité, sans aucune interruption de production non planifiée — une exigence qui a nécessité une planification méticuleuse, une capacité de fonctionnement en parallèle et une expertise approfondie en migration de systèmes en production.
L'installation existante comprenait plusieurs générations de matériel PLC de différents fournisseurs, accumulées au fil des années d'extensions progressives des lignes. Cet environnement hétérogène créait des défis de maintenance, une obsolescence des pièces de rechange et limitait la capacité de l'usine à mettre en œuvre une optimisation avancée des processus. LDC avait besoin d'un plan de migration permettant de standardiser sur une plateforme unique tout en préservant la disponibilité de la production essentielle à leurs engagements d'approvisionnement mondiaux.
SENTRADO a été sélectionné sur la base de notre expertise démontrée en migration de PLC sans interruption pour les usines à processus continu, de notre statut de partenaire agréé Siemens, et de notre capacité à déployer une équipe d'ingénierie bilingue (anglais et portugais) pour la durée du projet.
Problèmes que nous avons dû résoudre
1. Risque d'obsolescence
La base installée de PLC comprenait deux familles d'automates programmables arrêtées, avec une disponibilité décroissante des pièces de rechange. Une seule défaillance de CPU pourrait entraîner des jours d'arrêt le temps de trouver des composants de remplacement sur le marché secondaire.
2. Exigence de fonctionnement continu
En tant que nœud critique de la chaîne d'approvisionnement mondiale en oléagineux de LDC, l'usine traite des milliers de tonnes par jour. Tout arrêt imprévu se répercuterait en cascade sur les chaînes logistiques, entraînerait des pénalités contractuelles et affecterait les opérations de raffinage en aval sur plusieurs continents.
3. Environnement multi-fournisseurs
Le système de contrôle existant mélangeait des Siemens S5, des Allen-Bradley PLC-5 et divers automates programmables tiers avec des environnements de programmation, des protocoles de communication et des normes de documentation différents, rendant le support unifié extrêmement difficile.
4. Fidélité du mappage des signaux
La migration de centaines de points I/O nécessitait un mappage des signaux 1:1 sans aucune erreur. Un seul signal mal câblé ou mal configuré pourrait provoquer une perturbation du processus, des dommages aux équipements ou un risque pour la sécurité lors de la bascule.
5. Lacunes dans la documentation
Des années de modifications ad hoc ont fait que les schémas électriques existants et la documentation des programmes PLC ne reflétaient pas la configuration installée réelle. L'équipe de migration a dû faire de la rétro-ingénierie sur l'état actuel avant de concevoir le système de remplacement.
Notre approche et architecture du système
SENTRADO a conçu une migration par étapes vers la plateforme haute disponibilité Siemens S7-400H, déployant des CPU redondants avec basculement automatique en moins de 100 millisecondes. La migration a été exécutée ligne par ligne, chaque zone de production étant convertie indépendamment pendant les fenêtres de maintenance planifiées. Les nouvelles armoires de commande ont été pré-assemblées et pré-testées dans les installations de SENTRADO, puis installées à côté des armoires existantes avec des faisceaux de câblage croisé temporaires.
Pour réaliser une bascule sans temps d'arrêt, SENTRADO a mis en œuvre une architecture en exécution parallèle. Des répartiteurs de signaux ont été installés sur les points I/O critiques, permettant aux anciens et aux nouveaux automates programmables de recevoir simultanément les signaux terrain. Pendant chaque fenêtre de bascule, le nouveau PLC était démarré en mode ombre — traitant toute la logique mais avec les sorties désactivées — tandis que l'ancien système conservait le contrôle. Une fois le comportement du nouveau système validé par rapport à l'ancien système sur un cycle de production complet, les sorties étaient transférées à l'aide d'un seul commutateur physique, et l'ancien système était mis en veille.
L'ensemble des I/O a été migré vers des stations distribuées HA ET 200SP avec capacité de remplacement à chaud, ce qui signifie que les modules individuels peuvent être remplacés sans mettre la station hors tension ni arrêter le processus. Le logiciel d'application a été entièrement réingéniéré en utilisant des pratiques modernes de programmation structurée, avec des bibliothèques complètes de blocs fonctionnels pour les stratégies de contrôle courantes. Le WinCC SCADA a été mis à niveau avec de nouveaux synoptiques de processus, une gestion des alarmes et un module de rapport de production. L'ensemble du projet a été achevé sans une seule minute d'arrêt imprévu.
Points forts de l'architecture du système
- Siemens Automates programmables redondants S7-400H avec basculement <100 ms
- ET 200SP HA I/O distribués avec modules permutables à chaud
- Migration en mode parallèle avec des répartiteurs de signaux pour une bascule sans interruption
- Migration progressive ligne par ligne pendant les fenêtres de maintenance planifiée
- Cartographie des signaux 1:1 avec vérification complète des boucles avant chaque basculement
- Logiciel applicatif réingéniéré utilisant la programmation structurée
- Mise à niveau WinCC SCADA avec gestion avancée des alarmes
- Dossier documentaire complet conforme au réalisé (portugais/anglais)
Paramètres et configuration du système
| Système de commande | Siemens SIMATIC S7-400H |
| Automates | 3 × CPU 412-3H (paires redondantes) |
| Total des points I/O | 1,800+ (AI: 240, AO: 80, DI: 1,050, DO: 430) |
| Protocole de communication | PROFINET / PROFIBUS DP / Modbus TCP |
| HMI / SCADA | WinCC RT Professional — 3 OS + 1 EWS |
| Armoires de commande | 6 × IP54 avec alimentation redondante |
| Stations I/O distribuées | 10 × ET 200SP HA |
| Basculement de redondance | <100 millisecondes |
| Plage de puissance | 480V triphasé, 60Hz |
| Approche de migration | Migration progressive en parallèle sans interruption |
| Remplacement à chaud I/O | Tous les modules remplaçables sous tension |
| Temps d'arrêt post-mise à jour | Zéro arrêt imprévu |
Composants clés et matériel
Siemens CPU 412-3H
6ES7412-3HJ14-0AB0
Contrôleur redondant à haute disponibilité
ET 200SP HA I/O
6DL5110-0AL10-0AX0
Station distribuée I/O remplaçable à chaud
WinCC RT Professional
6AV2105-0DA06-0AA0
SCADA avec option de redondance
SCALANCE X204RNA
6GK5204-0BA00-2KB2
Commutateur en anneau redondant PROFINET
SITOP PSU8600
6EP3437-8SB00-0AY0
Alimentation électrique redondante 24V/40A
Disjoncteur SIRIUS 3RV2
3RV2031-4UA10
Disjoncteur de protection moteur
Armoire Rittal VX25
VX 8806.000
Système d'enceintes juxtaposables
Relais de partage de signal
3TX7002-1AB00
Isolation de signal en parallèle
Phases du projet
Étude de site et rétro-ingénierie
4 semainesDocumenter la configuration existante et I/O
Conception et ingénierie
6 semainesNouvelle architecture système, conception des armoires de commande, spécifications logicielles
Fabrication des armoires de commande
4 semainesPré-assemblage des armoires avec tous les composants
Développement logiciel
8 semainesProgrammation PLC, HMI, tests de simulation
Migration par étapes (Ligne 1)
3 semainesInstaller le système en parallèle, valider, basculer
Migration par étapes (Ligne 2)
3 semainesMême méthodologie pour la deuxième ligne
Migration par étapes (Ligne 3)
3 semainesBasculement final de la ligne et retrait de l'ancien système
SAT et remise
2 semainesRéception finale, documentation, formation
Résultats mesurables
Données de performance vérifiées après la mise en service du système et son fonctionnement continu.
Zéro arrêt de production lors de la migration
Temps de changement de recette réduit
Plateforme Siemens unique sur toutes les lignes
Accès au diagnostic à distance SENTRADO
Avant vs Après : Comparaison chiffrée
| Indicateur | Avant | Après | Évolution |
|---|---|---|---|
| Temps d'arrêt non planifié | Arrêts récurrents | 0 lors de la migration | −100% |
| Changement de recette | 2–3 heures | 30 % plus rapide | −30% |
| Plateforme PLC | Mixte S7-300/400 + tiers | 100 % Siemens standardisé | Unifié |
| Support à distance | Sur site uniquement, retardé | Accès au diagnostic à distance 24/7 | Toujours actif |
| Disponibilité des pièces de rechange | Obsolètes, longs délais d'approvisionnement | S7-1500 de génération actuelle, immédiatement disponibles | Sécurisé |
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 au fonctionnement initial. Le client a signalé un retour sur investissement total dans le délai de récupération prévu et a depuis engagé SENTRADO pour des phases supplémentaires d'expansion de l'usine.
Produits et services associés
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