Automazione impianto olio di soia 100K T/Y Egitto | SENTRADO
Un caso di studio dettagliato sulla soluzione di automazione industriale di SENTRADO che fornisce risultati misurabili per le operazioni di trasformazione alimentare in Egitto.
Contesto e obiettivi del progetto
SENTRADO ha fornito una soluzione di automazione ex novo completa per un impianto di lavorazione dell'olio di soia da 100.000 tonnellate all'anno costruito vicino ad Alessandria d'Egitto. Essendo un progetto di nuova costruzione senza infrastrutture di controllo esistenti, il cliente ha avuto l'opportunità di implementare un sistema di automazione all'avanguardia dalle fondamenta e ha scelto SENTRADO come unico appaltatore di automazione per l'intera struttura.
L'impianto comprende la ricezione e lo stoccaggio delle materie prime, la preparazione dei semi, l'estrazione con solvente, la raffinazione dell'olio, la degommatura, la neutralizzazione, lo sbiancamento, la deodorazione e il confezionamento del prodotto finito. L'ambito dell'automazione ha coperto ogni motore, valvola, strumento e trasportatore in tutte le aree di processo, rendendolo uno dei progetti di automazione più completi che SENTRADO ha realizzato nella regione del Medio Oriente e Nord Africa.
Data la natura greenfield del progetto, SENTRADO ha collaborato strettamente con l'appaltatore EPC (Engineering, Procurement, Construction) fin dalla fase di progettazione, fornendo input sulla selezione degli strumenti, sul layout della sala controllo, sull'instradamento dei cavi e sull'architettura di rete per garantire un'integrazione ottimale tra le discipline meccanica, elettrica e dell'automazione.
Problemi che abbiamo dovuto risolvere
1. Complessità degli impianti ex novo
Partire da zero infrastrutture ha significato che ogni aspetto del sistema di automazione - dalla topologia di rete al posizionamento delle workstation degli operatori - ha dovuto essere progettato, specificato e fornito senza il vantaggio di sistemi esistenti o punti di riferimento.
2. Integrazione multi-processo
L'impianto combina nove aree di processo distinte, ognuna con diversi requisiti di controllo, tempi di risposta e considerazioni sulla sicurezza. Integrarle in una piattaforma di controllo unificata mantenendo la separazione logica è stata una significativa sfida ingegneristica.
3. Ambiente con carenza idrica
I vincoli di scarsità idrica dell'Egitto richiedevano che il sistema CIP (Clean-in-Place) riducesse al minimo il consumo di acqua, soddisfacendo al contempo rigorosi standard di igiene alimentare. Le sequenze CIP tradizionali erano troppo intensive dal punto di vista idrico per il contesto locale.
4. Sviluppo della forza lavoro
La forza lavoro locale aveva una limitata esposizione all'automazione industriale. Il cliente richiedeva un sistema facile da imparare e un programma di formazione completo che avrebbe sviluppato le capacità interne per le operazioni e la manutenzione a lungo termine.
5. Clima caldo e polvere
L'ambiente desertico costiero di Alessandria comporta alte temperature, umidità satura di sale e polvere di sabbia fine. Tutte le apparecchiature di campo e i quadri di comando necessitavano di protezione contro queste condizioni corrosive e abrasive.
Il nostro approccio e architettura di sistema
SENTRADO ha progettato una piattaforma di automazione completamente integrata basata su controller Siemens S7-400 con I/O distribuiti ET 200SP, collegati tramite una dorsale PROFINET ad alta velocità con ridondanza in fibra ottica. Il sistema utilizza un'architettura client-server con quattro stazioni operatore WinCC nella sala di controllo centrale e due pannelli HMI locali nelle aree di estrazione e confezionamento. La rete è stata segmentata in VLAN per il controllo di processo, la sicurezza e il business per garantire sicurezza e prestazioni.
Il sistema CIP è stato riprogettato con una logica di recupero dell'acqua che cattura e riutilizza l'acqua dell'ultimo risciacquo per il ciclo di pre-risciacquo della sequenza di pulizia successiva, riducendo il consumo di acqua dolce di circa il 40% rispetto ai design CIP convenzionali. I collettori di valvole automatici indirizzano le soluzioni di pulizia attraverso i circuiti corretti in base alla selezione della ricetta, con sensori di conduttività e temperatura che verificano l'efficacia del lavaggio prima di riportare il sistema in produzione.
La gestione dei silos è stata completamente automatizzata con misurazione del livello a radar, controllo dell'aerazione basato sulla temperatura e sull'umidità dei cereali, e ricezione automatizzata dei camion con tracciabilità dei lotti basata su codici a barre. Il sistema di controllo dei lotti gestisce le sequenze di pesatura, dosaggio e miscelazione con registri di lotto elettronici che forniscono una genealogia completa, dai semi di soia in ingresso all'olio imbottigliato. Tutti i quadri di campo sono stati specificati con protezione IP55, componentistica in acciaio inossidabile e ventilazione filtrata per resistere all'ambiente desertico costiero.
Punti salienti dell'architettura di sistema
- Controllori Siemens S7-400 con I/O distribuiti ET 200SP su 9 aree di processo
- Rete ad anello in fibra ottica PROFINET con segmentazione VLAN
- WinCC SCADA con 4 stazioni in sala controllo e 2 HMI di campo
- Sistema CIP con recupero acqua che riduce l'uso di acqua dolce del 40%
- Gestione automatizzata dei silos con controllo di livello radar e aerazione
- Controllo dei lotti con registri dei lotti elettronici e tracciabilità della genealogia
- Ricezione delle materie prime basata su codici a barre e tracciabilità dei lotti
- Quadri in acciaio inossidabile IP55 per la protezione in ambienti desertici costieri
Parametri di sistema e configurazione
| Sistema di controllo | Siemens SIMATIC S7-400 |
| Controllori | 2 × CPU 414-3 (ridondante) + 1 CPU di sicurezza |
| Punti I/O totali | 2,800+ (AI: 420, AO: 140, DI: 1,600, DO: 640) |
| Protocollo di comunicazione | PROFINET IRT / PROFIBUS DP / AS-i Safety |
| HMI / SCADA | WinCC RT Professional — 4 OS + 2 HMI locali |
| Quadri di comando | 16 × acciaio inossidabile IP55 |
| Stazioni I/O distribuite | 22 × ET 200SP |
| Sequenze CIP | 12 circuiti di pulizia automatizzati |
| Gamma di potenza | 380V trifase, 50Hz + controllo 24V DC |
| Capacità del silo | 8 × silos da 5,000 tonnellate con gestione automatica |
| Record di batch | Genealogia elettronica dalla ricezione al confezionamento |
| Intervento manuale | Riduzione del 95% rispetto agli impianti convenzionali |
Componenti chiave e hardware
Siemens CPU 414-3
6ES7414-3XM05-0AB0
Controllore di processo principale (coppia ridondante)
ET 200SP I/O
6ES7155-6AU01-0BN0
I/O distribuiti con moduli hot-swap
WinCC RT Professional
6AV2105-0DA06-0AA0
SCADA centrale con opzione batch
SITRANS LR250 Radar
7ML5427-0CL00-0AC1
Misura del livello del silo senza contatto
Posizionatore SIPART PS2
6DR5210-0EG00-0AA0
Posizionatore intelligente per valvole di controllo
Avviatore statico SIRIUS 3RW55
3RW5534-6HA14
Avviamento del motore a tensione ridotta
Quadro HD Rittal
HD 1680.600
Custodia in acciaio inossidabile IP55
Switch SCALANCE XC216
6GK5216-0BA00-2AC2
Switch PROFINET gestito
Fasi del progetto
FEED e progettazione di dettaglio
10 settimaneProgettazione dell'automazione di processo, liste I/O, piano di rete
Produzione di quadri
8 settimane16 quadri costruiti, cablati e testati in fabbrica
Ingegneria del software
12 settimaneSviluppo completo delle applicazioni, inclusi CIP e batch
FAT
3 settimaneSimulazione completa con il cliente e i team EPC
Spedizione in Egitto
4 settimaneTrasporto marittimo verso il Porto di Alessandria
Supervisione dell'installazione
8 settimaneSupporto in loco durante l'installazione meccanica
Messa in servizio e SAT
6 settimaneVerifiche dei loop, messa in servizio con acqua, test delle prestazioni
Formazione e passaggio di consegne
3 settimaneFormazione in aula e pratica per operatori
Risultati misurabili
Dati sulle prestazioni verificati dopo il commissioning del sistema e il funzionamento continuativo.
Funzionamento quasi completamente automatizzato
Sistema di recupero dell'acqua CIP
Genealogia completa per la sicurezza alimentare
Zero incidenti registrabili durante la messa in servizio
Prima vs Dopo: Confronto Quantificato
| Metrico | Prima | Dopo | Modifica |
|---|---|---|---|
| Intervento manuale | Alto (dipendente dall'operatore) | Funzionamento automatizzato al 95% | −95% |
| Utilizzo di acqua CIP | Linea di base (a passaggio singolo) | Risparmio del 40% tramite recupero | −40% |
| Tracciabilità dei lotti | Registri manuali | Genealogia digitale al 100% | Tracciabilità completa |
| Incidenti di sicurezza | Rischio durante la messa in servizio | 0 incidenti registrabili | Zero |
| Tempo di messa in servizio | Media del settore 8-12 mesi | Completato secondo programma | In orario |
Dati basati sui report di collaudo del progetto e su misurazioni operative sostenute. Il nome del cliente è disponibile sotto NDA.
Impatto sul risultato finale
Il sistema di automazione fornito ha superato tutti gli obiettivi di prestazione specificati nel contratto, raggiungendo una maggiore produttività, un minore consumo energetico e una migliore qualità del prodotto rispetto al funzionamento di base. Il cliente ha riportato un ritorno sull'investimento completo entro il periodo di ammortamento previsto e da allora ha incaricato SENTRADO per ulteriori fasi di espansione dell'impianto.
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