Stazioni di lavoro HMI installate presso la società Hydrite Chemical in Wisconsin, USA

Cliente | Ditta Hydrite Chemical

Progetto | Aggiornamento del sistema DCS

Sede | Cottage Grove, Wisconsin, USA

Conclusione | 2010

Quando Paul Anderson, il tecnico del reparto Controlli elettrici e strumentazione della Hydrite Chemical Company, ebbe la necessità di sostituire il sistema di controllo obsoleto e le interfacce HMI montate sul campo, aveva un elenco di requisiti e normative dell'impianto che era determinato a rispettare. Aveva bisogno di un sistema aperto che garantisse flessibilità e facilità di aggiornamenti in futuro. L'interfaccia operativa doveva essere all'avanguardia ed estremamente robusta, in grado di resistere alle condizioni gravose, tipiche dell'ambiente pericoloso e corrosivo di un impianto chimico e doveva assicurare un tempo di media lunghezza fra i diversi guasti (MTBF). Inoltre, era richiesto un fornitore che condividesse la stessa filosofia operativa basata sulla collaborazione con i rispettivi clienti, volta ad aiutarli a realizzare i prodotti migliori al minimo costo possibile.

Molti impianti industriali utilizzano ancora tubi a raggi catodici che non saranno più utilizzabili a breve. Un monitor industriale a schermo piatto rappresenta il prodotto ottimale. Tuttavia, i clienti sono tenuti a verificare scrupolosamente chi è in grado di fornire la migliore tecnologia di LCD a schermo piatto temprato per ambienti industriali o, se necessario, per ambienti pericolosi.

La Ditta Hydrite Chemical è un produttore e distributore di sostanze chimiche che produce ingredienti per il settore alimentare e delle bevande, fluoruro per gli impianti di trattamento dell'acqua e numerose sostanze chimiche per la detergenza e disinfezione in un'ampia gamma di settori. Hydrite collabora inoltre con altre società per facilitare la preparazione di prodotti di alta qualità e la loro distribuzione nel mondo.

Essendo un produttore chimico, molti dei materiali e dei processi impiegati da Hydrite si trovano in aree pericolose e devono soddisfare severi requisiti di sicurezza. L'impianto di Cottage Grove, Wisconsin, è classificato per la maggior parte Class I, Division 1. Altre aree dell'impianto sono Class I, Division 2. Tutte le apparecchiature utilizzate devono essere conformi a queste classificazioni di area pericolosa. Gli impianti Hydrite hanno anche ricevuto la certificazione di conformità agli standard ISO 9001:2000, che assicurano che le sostanze prodotte sono di qualità ugualmente elevata e che il personale e i processi seguono ogni volta le stesse formule e procedure.

La produzione delle sostanze chimiche si basa su batch e il batch è gestito da una combinazione di controlli automatici e regolazioni effettuate dall'operatore. Normalmente, sono previste diverse vasche di alimentazione e le materie prime vengono fornite da fusti, cassette e serbatoi di grandi dimensioni. In base alle istruzioni delle formule, occorre controllare attentamente le proporzioni corrette e l'erogazione degli ingredienti. Dopo che un processo basato su batch è stato avviato, per essere completato potrà impiegare solo poche ore o fino a diversi giorni. E una volta che il processo è iniziato, eventuali interruzioni o periodi di inattività possono danneggiare il batch. Il processo produce anche emissioni ed altri sottoprodotti di scarto che devono essere gestiti, per cui la facilità di accesso per l'operatore costituisce una parte integrante del flusso di lavoro basato su batch.

Paul Anderson, il tecnico del reparto Controlli elettrici e strumentazione di Hydrite, fu incaricato dell'aggiornamento del sistema DCS Obsolete. Innanzi tutto, selezionò un sistema di controllo all'avanguardia con I/O remoto a sicurezza intrinseca. I vantaggi dell'I/O remoto erano duplici per Hydrite. La quantità di condotti e cablaggio risultava notevolmente ridotta così come erano ridotte le ore/uomo necessarie per l'installazione. Inoltre, il sistema segmentato assicurava una elevata disponibilità del sistema stesso unitamente alla capacità di eseguire riparazioni senza dover interrompere il processo e perdere dollari di produzione.

Come interfaccia operatore scelse stazioni di lavoro industriali dotate di touchscreen di un fornitore che progettò e realizzò i suoi prodotti in conformità con le specifiche di Hydrite nello stabilimento di produzione di pannelli con approvazioni UL508A, UL698A e CSA.

Ottenere rapidamente l’accesso alle informazioni di batch e processo direttamente dall’impianto consente di risparmiare tempo e può evitare i tempi di inattività causati da errori di processo. Hydrite si rese conto che necessitava di un monitor industriale Class I, Division 2 per l’utilizzo continuo per un periodo di tempo prolungato e per attività pesanti. Doveva trovarsi nell’area di aggiunta manuale per aiutare gli operatori e doveva essere in grado di resistere alle condizioni rigorose dell’ambiente. Inoltre, doveva essere dotato di touchscreen temprato in grado di resistere a un utilizzo costante da parte del personale dell’impianto.

Pepperl+Fuchs è entrata in partnership con il nostro distributore, Standard Electric Supply Co., per definire e progettare una soluzione HMI efficace per Hydrite. Bob Breitenbach, specialista di applicazioni di Standard Electric Supply Co., ha lavorato a stretto contatto con Paul per comprendere l’applicazione e fornire la migliore soluzione possibile. Paul scelse le stazioni di lavoro per operatori di Pepperl+Fuchs perché erano le uniche interfacce HMI in grado di soddisfare tutti i suoi requisiti. Tollerano facilmente l’ambiente di produzione gravoso, resistono alla corrosione e presentano un tempo di media lunghezza fra i diversi guasti (MTBF). Paul si accorse che l’MTBF su questi monitor era di ben 500.000 ore, pari a due volte quello di qualsiasi altro produttore di monitor industriali a schermo piatto attualmente presenti sul mercato, per cui i suoi operatori potevano contare sull’affidabilità e sulla ridondanza delle interfacce HMI all’interno del sistema di controllo.

Le stazioni di lavoro industriali sono montate in una custodia 316 SS NEMA 4X Division 2 con configurazioni di montaggio tramite piedistallo o a parete. Le dimensioni della custodia sono più piccole delle unità antideflagranti utilizzate in precedenza (minore ingombro, costi ridotti). Con i touchscreen temprati e resistenti e l’elettronica industrializzata, i display nelle aree pericolose dello stabilimento erano in grado di riprodurre le stesse immagini di alta qualità dei monitor ubicati in sala di controllo senza dover riprogrammare la configurazione. Adesso, avevano la stessa funzionalità nell’impianto che avevano nella sala di controllo. Non era più necessario che il personale dell’impianto si recasse diverse volte al giorno dall’impianto alla sala di controllo. Paul riferì: "La nitidezza e luminosità di visualizzazione è straordinaria con la soluzione Pepperl+Fuchs". È più facile per gli operatori effettuare modifiche e regolazioni; dispongono di informazioni più significative, possono essere evitati inutili e costosi tempi di inattività e i costi di manutenzione sono ridotti. Un vantaggio meno evidente è il minor consumo di corrente e il minor calore. Inoltre, è possibile aggiungere le interfacce HMI VisuNet di Pepperl+Fuchs a qualsiasi sistema per creare una soluzione potente di visualizzazione, controllo o calcolo di informazioni.