Introdução do CENTUM CS 3000 maximiza a produtividade e melhora a qualidade do produto na fábrica de polímeros especiais

Sumário Executivo

A Nitriflex, uma empresa do Grupo Brampac, foi fundada em 1971 e tem sua sede no Rio de Janeiro. Um dos principais fornecedores de polímeros especiais e borracha nitrílica com uma vasta gama de produtos, a empresa tem feito seu nome no mercado internacional. A fábrica da Nitriflex  era controlada por instrumentação de bordo e sistemas de PLC / SCADA. Para melhorar a automação de seus processos de produção, a Nitriflex decidiu atualizar o sistema CENTUM CS 3000 de controle distribuído (DCS). As razões para isto foram os seguintes:
 

• Necessidade de tratamento de dados mais complexos para os próximos projetos, garantia de qualidade melhorada e redução de custos e riscos, com a mínima intervenção humana.
• Diversas tecnologias que vão desde instrumentação pneumática para PLC e sistemas SCADA estavam em uso em toda a fábrica. Além de ter diferentes filosofias de controle, estes sistemas não podiam comunicar-se uns com os outros.
• O registro e controle de dados foi essencialmente um processo manual, comprometendo a rastreabilidade, monitoramento de processos e gestão.
• Os tempos dos ciclos eram longos, devido à alta dependência de operações manuais.
• A competitividade foi impactada negativamente por problemas de qualidade resultantes da alta variabilidade nas variáveis ​​críticas do processo.

A Nitriflex estabeleceu metas claras antes de iniciar este projeto de modernização:

• Melhorar a qualidade do produto e a variabilidade do processo através da redução da oscilação no processo inerente devido à utilização de instrumentação convencional.
• Reduzir os ciclos de funcionamento, utilizando sequenciamento automático entre as etapas, eliminando o tempo morto.
• Otimizar o desenvolvimento, operação, manutenção e atividades de engenharia e fazer um uso mais eficaz dos recursos, garantindo o acesso em tempo real aos dados precisos.
• Integrar produção e gestão de negócios, fornecendo informações sobre produção, estoques, matérias-primas, ciclos, etc, para executivos e fornecer dados corporativos relevantes no planejamento de produção, logística e outros itens para as pessoas no chão de fábrica.

Visão Geral do Projeto

• Uma equipe de projeto multidisciplinar, com o pessoal da produção, engenharia, manutenção e tecnologia de I & D foi criado para definir metas e objetivos do projeto.
• Um plano diretor de automação preliminar para o backbone técnico foi elaborado com tecnologia especificada, arquitetura, número de pontos I / O, interfaces de I / O, protocolos de comunicação, interfaces de sistema legado, e assim por diante.
• Foram definidas as fases do projeto e os objetivos de cada fase.
• Um estudo de viabilidade técnico-econômica para analisar o retorno do investimento foi realizado pela Yokogawa Brasil, com o apoio da Nitriflex.
• A Yokogawa Brasil foi escolhida para fornecer o CENTUM CS 3000 DCS, uma solução chave com base nas especificações da Nitriflex.
• A ferramenta PIMS foi introduzida para apoiar metodologias 6 Sigma.

Estudo de Viabilidade

Depois de ampla junção de informações no local, a Yokogawa Brasil recomendou uma abordagem focada em usar automação para melhorar a competitividade da empresa, reduzindo a variabilidade do processo (melhoria da qualidade do produto) e uma melhor utilização das matérias-primas essenciais (rendimento aumentando).

Estratégia de Implementação Faseada

Com base em uma priorização de questões estratégicas que incluem a necessidade de reduzir a variabilidade do processo, alcançar uma maior competitividade e redução de custos, aumentando a eficiência da produção, a decisão foi tomada para realizar o projeto nas seguintes fases:

1ª fase - recuperação de monômero: Otimizando as condições do processo para recuperar com mais eficiência todos os monômeros residuais a partir de reações de polimerização e classe A matéria-prima para este processo.

2ª fase - Polimerização: Inclui a automação completa de preparação da solução e carregamento do reator (receitas automáticas) e otimização das condições de polimerização (controle cynetic) para melhorar ciclos de qualidade e reduzir. Esta fase está prevista para ser concluída em março de 2011.

3ª fase - implementação avançada de controle de processo: Inferência e controle das variáveis ​​de qualidade de polímeros, tais como a conversão, composição e massa molar. O principal objetivo é reduzir a variação do valor de polímeros de valor altamente agregadas. Outros objetivos incluem melhorar a produtividade e reduzir as emissões residuais para o ambiente.

Resultados

Uma grande melhoria como resultado deste projeto é a eficiência na recuperação de monômero de butadieno saltou de 76% para 98%. O benefício estimado para a Nitriflex é de US $ 2 milhões por ano. Além disso, houve os seguintes benefícios para a Nitriflex:

• Ambiente: Uma redução notável (quase eliminação completa) das emissões de monômero residual na atmosfera e uma redução de efluentes líquidos através da instalação de um sistema de coleta.
• Segurança: sistemas de monitoramento e controle melhorado garantem uma resposta segura e oportuna às mudanças de condições do processo e reduzem a probabilidade de erro humano, eliminando a necessidade de intervenção do operador direto.
• Agilidade: ciclos mais curtos de produção permitem uma resposta mais ágil às mudanças na demanda e uma maior estabilidade na qualidade do produto garante uma maior flexibilidade na programação da produção.
• Estoques intermediários: O aumento da capacidade de produção faz com que seja possível manter os estoques intermediários menores e melhoram o equilíbrio entre todas as áreas de produção.
• Variabilidade do processo: A redução da necessidade de intervenção do operador direto reduz a variabilidade do processo.
• Velocidade: O uso de PIMS e outras ferramentas especiais para distribuir informações de produção em tempo real para vendas, planejamento, engenharia e outras funções em toda a empresa acelera suas atividades operacionais e comerciais.

Satisfação do Cliente

Falando sobre este projeto, Luis Carlos, engenheiro sênior de processo da Nitriflex, disse: "Estamos muito felizes por estar usando o CENTUM CS 3000 da Yokogawa para melhorar a produção. Para atender aos requisitos dos usuários finais e competir no mercado global, vamos aumentar a agilidade de nossas atividades de produção e melhorar a qualidade do produto. E disse: “Estamos sempre pensando em produção sustentável, e para isso precisamos de uma forte parceiro como a Yokogawa."

Luis Carlos
senior process engineer