当一个全球性的生产者工业涂料位于美国东南部的树脂和添加剂寻求升级其老化的分布式控制系统(DCS),最大限度地减少生产中断是至关重要的。DCS系统是处理器操作的枢纽,监控关键变量,如流量、应用温度、压力、液位和物料输送/处理。

挑战在于,更换制造商几十年历史的DCS必须快速完成,同时准确地保持其最终树脂产品的规格。如果不能做到这一点,就等于由于停机或被拒绝的产品而损失收入。此外,该工艺的许多文件都是不可用的,而且公差非常严格,有生产超出规格的产品的风险。

这种情况并不少见。随着DCS的老化,过程制造商面临的风险可能会增加。旧的或过时的系统可能不再由原来的供应商支持,备件可能不再容易获得,系统性能问题可能开始出现。对于一些已经使用了几十年的系统,用户通常知道他们需要升级,但是在不影响生产的情况下进行更改似乎是令人生畏的。

让事情更复杂的是,这家特殊的制造工厂,位于该地区的五家工厂之一,基本上是一年365天,24小时运转。该工厂生产工业涂料树脂和添加剂,用于建筑、防护、汽车和特殊用途的涂料和油墨。


所面临的挑战

虽然工厂现有的DCS功能良好,但更换部件和服务并不容易获得。专有的DCS已经超过了它的使用寿命,在过时的系统上运行存在风险。如果自动化系统设备出现故障,工厂就有可能在很长一段时间内无法运转。

“对于一个以或接近产能运行的任何规模的工厂,在任何一段时间内关闭加工生产线,就生产损失和业务影响而言都可能是极其昂贵的。这家工厂全年都在日夜不停地运转,所以任何生产停工都意味着公司在亏损,”Chris Gepfert说,他是NovaTech自动化公司(一家领先的分布式供应商)的区域销售经理,参与了升级项目控制系统和解决方案。

相反,主动升级DCS将提供更大的可靠性、过程控制和自动化,以及额外的功能。然而,所需的系统迁移、数据传输和与遗留设备的集成将需要熟练地处理,以最大限度地减少停机时间和避免潜在的质量问题。

Gepfert说:“最大的挑战是用现代系统取代现有的DCS系统,该系统可以生产相同规格的工业涂料树脂和添加剂,质量相同或更高,干扰最小。”

格普菲特说:“如果有任何粉末超出规格,最终用户可能会拒绝接受。”“如果产品太暗、混浊、不透明或缺乏任何必要的功能特性,这个规格可能是一个颜色范围,会受到影响。”

在功能上,NovaTech必须根据之前系统的编程方式来编程新的DCS。由于经常没有过程文件,必须对新系统进行一些重新设计和重新设计。与此同时,新系统将包括各种升级,以提高自动化和控制。


解决方案

制造商对工厂的解决方案包括使用灵活、可靠、现代化的DCS,可以快速与现有的生产集成。

当制造商使用间歇反应器时,遵循批次间和工厂间的配方对于可靠地、经济有效地生产高附加值材料至关重要。这通常包括给反应器充电,操纵操作条件以满足处理标准,以及关闭和清空反应器。

为了控制他们的反应堆过程,该工厂现在使用了NovaTech的D/3 DCS。此外,NovaTech提供了新的应用程序编程,高性能的人机界面图形;先进的S88批量管理软件;以及一个更新的实时数据历史学家应用程序;并将I/O从旧版本迁移到新的现代I/O平台,同时提供启动和持续的现场支持。

根据Gepfert的说法,关键是在一个非常健壮、可靠、灵活的系统中实现完整的流程集。它还需要高度自动化,以便工厂能够在最小的操作人员互动下有效地运行。

NovaTech D/3操作界面显示实时工艺信息,便于操作人员控制工艺、输入信息和与序列程序交互。通过这种方法,操作人员可以在配方开发和执行期间的任何时间点修改配方参数、配方程序、生产计划、批开始规则、设备利用率或批量数量。配方值会自动输入到系统中,操作人员需要做的就是点击要使用的反应堆和从哪个容器中拉出。这是更安全,更直观和加快过程,因为操作人员选择所有设备使用之前开始的程序。

这些信息可以使用通用的网络浏览器来查看,显示来自世界任何地方的多个工厂站点的数据,这有助于在公司网络中与其他工厂协调生产。

向新型DCS的过渡迅速而成功,现代系统比以前的系统更加可靠和高效。与旧的专有DCS不同,现在的更换部件和服务很容易获得,这有助于减少潜在的停机时间。此外,工厂的技术人员可以利用基于windows的服务器轻松地更改和编程新的DCS,这有助于适应随着时间的推移所需的任何修改。

Gepfert说:“升级到D/3 DCS后,工厂的总体吞吐量提高了50%,生产效率提高了20% - 30%。”“所以,植物今天可以更快地处理产品。”

新的DCS系统还提供了比旧系统更大的精度。“以前的系统的公差更大,精度更低。新的DCS提供了更严格的公差和更好的质量控制。这有助于确保所有产品规格一致得到满足,并从本质上防止生产不符合规格的产品的浪费,”Gepfert说。

此外,工厂的过程控制和数据管理也有了明显的改善。与以前的系统相比,DCS提供了更容易访问和更有意义的数据。

化学品制造商的另一个考虑是需要将工厂的新的DCS系统与现有的企业系统集成。Gepfert表示,工厂管理寻求改进的数据捕获,并将这些数据转换为桌面关键绩效指标(KPI)仪表板中展示的有用知识,可以在制造执行级别和/或企业ERP级别使用。他指出,以前的DCS提供的信息更有限、更孤立,没有做出重要决策所需的上下文。

新的DCS系统提供了广泛的数据、分析和历史记录,并通过概览屏幕、kpi和图形显示的趋势。有了以前从未有过的数据,工厂经营者不仅可以管理而且可以优化生产,”Gepfert说。

工厂在预算范围内快速完成了对新的DCS系统的转换,没有出现高优先级项目有时会发生的过高收费。


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