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Refinaria prova que não se modernizar sai muito caro

O quarto maior produtor mundial de zinco estava enfrentando um tempo de parada não planejado de mais de US$ 100.000 por hora e estava exposto a riscos operacionais e financeiros.

Extrair e separar zinco puro de outros minerais e materiais nos minérios não é fácil, mas é muito mais difícil se os seus sistemas de controle em obsolescência não têm peças sobressalentes, contam com conhecimentos técnicos limitados e não conseguem se comunicar.

Estes foram alguns dos desafios técnicos enfrentados pela Nexa Resources na refinaria de zinco da empresa perto de Lima, no Peru. A maior parte da tecnologia de automação e controle de processo da empresa tinha entre 15 e 20 anos, com muitos componentes obsoletos que exigiam peças sobressalentes e conhecimento especializado que não estavam disponíveis ou eram muito caros.

A empresa identificou que a obtenção parcial de peças sobressalentes custaria quase 50% do custo total de um projeto, de acordo com Daniel Izarra, engenheiro sênior de automação da Nexa Resources.

A Nexa mantinha um sistema de controle híbrido que era 50% da Rockwell Automation e 50% de outro fabricante de SDCD. Além da ameaça de obsolescência, ela tinha servidores de conectividade para cada sistema de controle que não conseguiam se comunicar uns com os outros e só permitiam que mais de 1.700 sinais fossem exibidos em uma IHM com 60 gráficos de operador diferentes.

A Nexa mantinha dois tipos diferentes de estações de engenharia, o que criou desafios para treinar os usuários, manter a experiência para ambos e encontrar peças sobressalentes. Com tudo isso, manutenção preventiva não era uma opção.

Superação da incompatibilidade

Diante desses desafios, ficou claro que a Nexa precisava substituir os sistemas de controle incompatíveis por uma tecnologia moderna, e era preciso fazer isso sem afetar a produção. O tempo de encerramento era limitado a duas horas semanais e quatro horas mensais para completar a migração.

Nesse estreito intervalo de tempo, a empresa precisava navegar com diagramas do sistema desatualizados e perícia técnica limitada. A equipe de operações e o pessoal da refinaria estavam familiarizados com os controles antigos e se preocupavam que as alterações na fiação e na programação dos sistemas pudessem causar falhas nos processos.

Izarra relatou que a Nexa decidiu aproveitar as expansões ControlLogix® e CompactLogix™ antigas e integrar o restante dos controles de processo em um sistema digital de controle distribuído PlantPAx® unificado.

O escopo do projeto incluía a atualização da rede de comunicações com Ethernet redundante, a renovação de estações de trabalho e servidores, a instalação de dois gabinetes de E/S remota (RIO) e uma atualização com CPUs redundantes. A empresa conseguiu usar o protocolo ControlNet que já tinha.

Para realizar o projeto de migração que tinha duração de dois meses com risco mínimo e programação otimizada, Izarra explicou que ele e a equipe se prepararam com a pré-identificação dos sinais, da fiação e dos bornes da refinaria e com a programação precisa do encerramento das fábricas durante os blocos de duas e quatro horas disponíveis.

Eles também conduziram pré-treinamentos na sala de controle que tinha, realizaram testes de aceitação de fábrica (FAT) com os técnicos da Nexa, estabeleceram conexões iniciais com a nova plataforma da Rockwell Automation e migraram ciclos de controle para cada área funcional.

Eles executaram o sistema de controle antigo e o novo em paralelo por entre dois e três meses para que todos pudessem se familiarizar com a nova solução e o feedback pudesse ser compartilhado. Eles começaram com malhas e sinais que não eram críticos e migraram bomba por bomba. Ao pré-identificarem os sinais e os fios, eles conseguiram concluir grande parte da migração enquanto a fábrica estava em funcionamento, de modo que não precisaram contar apenas com os períodos de encerramento.

Otimização obtida

Na sequência da migração e da atualização do sistema de controle, a Nexa obteve várias melhorias, entre elas as seguintes:

  • A confiabilidade do sistema de controle da aplicação de hidrometalurgia chegou a 100%
  • Os incidentes de segurança causados por encerramentos do SDCD foram reduzidos a zero
  • Suporte técnico disponível
  • A refinaria tem as peças sobressalentes necessárias
  • O custo permaneceu baixo por causa da integração incremental da migração

A Nexa considera as seguintes importantes lições aprendidas para que um projeto de migração tenha sucesso:

  • Programação excelente
  • Os operadores e a equipe da manutenção devem ser envolvidos desde o início dos projetos e continuar a se comunicar e coordenar com as áreas que são essenciais para desenvolver o planejamento, o controle e as execuções desses projetos.
  • A validação da documentação técnica é necessária para evitar atrasos durante os períodos de intervenção
  • Um plano de contingência deve ser preparado e entregue a todas as áreas antes do início da migração

Este blog se baseia em um artigo dos editores de Controle.


Jim Montague
Jim Montague
Executive Editor, Control
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