ANDRITZ AUTOMATION innove avec l’ingénierie basée sur des simulateurs

ANDRITZ AUTOMATION, un fournisseur mondial d’équipements de séparation des solides liquides, d’outils d’automatisation et de services, sera présent à MINExpo et a un nouveau rapport d’application intéressant qui démontre certaines de ses capacités. Compass Minerals voulait amener son nouveau projet de sulfate de potasse (SOP) à pleine production sans erreurs et avec un minimum de retards. Pour ce faire, l’entreprise s’est appuyée non seulement sur la distribution électrique et l’alimentation du système de contrôle d’ANDRITZ AUTOMATION, mais également sur l’ingénierie et la formation axées sur la simulation pour accélérer rapidement et réduire les risques du projet.

Le projet SOP près d’Ogden, dans l’Utah, comprenait une nouvelle usine de cristallisation et de compactage. L’installation et la mise en service du nouvel équipement parallèlement aux opérations existantes nécessitaient une approche innovante pour gérer le calendrier agressif et intégrer les contributions de plusieurs fournisseurs d’équipement, explique Hardesty Grover, ingénieur principal de projet.

Selon Grover, ANDRITZ a été choisi en partie pour sa vaste expérience dans le contrôle et la simulation d’usines de traitement de potasse et sa capacité à intégrer diverses solutions d’automatisation telles que la distribution d’énergie, la logique du système de contrôle et la formation des opérateurs en un seul package.

«Nous avons également appris qu’ANDRITZ a des approches d’ingénierie innovantes, telles que la simulation dynamique, qui minimisent les erreurs de conception et abaissent le risque global de notre projet», déclare Grover.

Dans le cadre du projet Ogden, ANDRITZ AUTOMATION a validé la conception du processus, conçu et fourni le système de contrôle et créé le système de formation des opérateurs basé sur un simulateur. La distribution d’énergie (E-House), l’équipement de contrôle du moteur et son contrôleur avancé breveté BrainWave pour le cristallisoir SOP faisaient partie de la livraison.

Le simulateur IDEAS de l’entreprise était intégré au système de contrôle. En plus d’être utilisé comme une «  usine virtuelle  » pour la formation des opérateurs, le simulateur IDEAS a été utilisé pour vérifier et tester les processus de cristallisation et de compactage ainsi que la logique de contrôle (y compris le contrôle avancé du cristalliseur) avant le démarrage. Avec ANDRITZ AUTOMATION combinant les centres de distribution électrique et de commande de moteur, l’ensemble du système a été prétesté, ce qui a abouti à un système de commande unique et entièrement intégré qui était prêt à fonctionner dès le premier jour, selon Matt McGarry, directeur de la stratégie pour ANDRITZ AUTOMATION.

«Au démarrage, le système de contrôle a été entièrement débogué et intégré», note McGarry. «L’impact sur les opérations existantes était minime. Le simulateur a prédit avec précision le comportement du cristallisoir et a également été utilisé pour modéliser le processus de compactage. C’était également un outil majeur pour la formation des opérateurs.

Compass Minerals souhaitait accélérer la production de SOP à son usine d’Ogden. Comme l’explique Grover, «Comme pour tous les projets que nous entreprenons, notre objectif était de passer à la production complète en toute sécurité et avec un minimum de retards.»

L’ingénierie basée sur le simulateur ANDRITZ était un moyen innovant de minimiser les risques de démarrage et de réduire les coûts de mise en œuvre, ainsi que de prévoir et de planifier tout impact sur les opérations existantes. En plus de simuler les performances du processus et de l’équipement, le simulateur IDEAS a été utilisé pour effectuer la validation P&ID (confirmant les variables de processus clés liées au contrôle et liées à la chimie du processus) et guider la formation des opérateurs. Il a également informé le développement des contrôles de processus, qui comprenaient la configuration du système de contrôle avancé BrainWave qui automatisait le contrôle du cristallisoir.

«Cet outil nous a aidés à minimiser les erreurs et les incertitudes, ainsi qu’à réduire les coûts», déclare Grover. «La formation des opérateurs basée sur un simulateur nous a aidés à mettre les opérateurs à niveau de manière virtuelle et sécurisée avant même le démarrage du projet.»

Avant de sélectionner l’équipement, Compass Minerals a effectué de nombreux tests: à la fois dans les usines des fournisseurs et sur le site d’Ogden avec les flux de processus réels. Un fournisseur d’hydrocyclones est venu sur le site et a effectué des tests. «Ils nous ont présenté des courbes de pourcentage de solides en débordement, de pourcentage de solides en sous-écoulement et de rendement», explique Grover. Ces mêmes données ont été exécutées via le simulateur IDEAS pour validation.

«Notre simulateur a présenté des écarts de pourcentage de solides dans le trop-plein», explique McGarry. « Ce n’était pas majeur, mais notre validation a prédit que les performances seraient meilleures que ce que le modèle du fournisseur prétendait. »

«Cela s’est avéré être une bonne chose», dit Grover. «Une fois que nous étions opérationnels, nous pouvions voir quel modèle était le bon, mais ce type d’informations nous a donné l’assurance que les données du simulateur pouvaient être fiables.»

La mise en scène de la logique du système de contrôle et des écrans de l’opérateur du bâtiment avec le simulateur IDEAS a été très utile. «Il s’agit d’un site établi avec des opérateurs matures qui connaissent très bien l’usine», déclare Grover. Le système de contrôle a évolué au fil des décennies. Si nous démarrons une nouvelle usine selon l’ancienne méthode établie, nous manquons l’occasion de profiter de nouveaux outils et de nouvelles façons de mieux fonctionner. »

L’un des objectifs du projet était de mettre en œuvre un changement de culture sur le site. «Avec le simulateur et la logique de contrôle en place, nos opérateurs pourraient interagir avec le processus comme un jeu vidéo avant le démarrage», explique Grover. «Cela supprimait le risque, car tout était virtuel. Les opérateurs pouvaient voir, toucher et faire – non pas comme auparavant, mais en apportant des améliorations opérationnelles dès le premier jour. Même avant qu’il y ait de l’acier dans l’air, les exploitants apprenaient à apporter des améliorations radicales. J’ai du mal à imaginer que nous aurions même eu la moitié du succès sans le simulateur.