DATA DI NASCITA DEL PROGETTO

2018

TEAM DEL PROGETTO

Costanzo Maurin – Responsabile Progetto

PARTNER

Progecta s.r.l. Nel corso degli anni Progecta ha maturato un’importante esperienza a livello internazionale operando in vari settori industriali e consolidando il proprio know-how in ambito di processo (batch e continuo) e motion control per l’industria del packaging. Negli ultimi anni ha anche esteso le proprie competenze al MES e ai sistemi di Manufacturing Intelligence. Stratus Technologies s.r.l. Stratus è leader globale nella fornitura di piattaforme per l’Edge Computing zero-touch semplici, protette e autonome. Le sue piattaforme tecnologiche assicurano la disponibilità continua di applicazioni business-critical, sono semplici da implementare e mantenere, protette da interruzioni e minacce ed eseguite in modo autonomo con limitate necessità di monitoraggio in loco.

BREVE DESCRIZIONE DEL PROGETTO

Progetto di ammodernamento dei vari impianti, controllati singolarmente da PLC locali e implementazione di un unico Sistema di Controllo Distribuito (DCS) per l’intero stabilimento nello stabilimento Synthomer di Sant’Albano Stura.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DEL PROGETTO

Synthomer opera da più di 100 anni nell’industria chimica e, in particolare nel settore delle dispersioni e tutto ciò che concerne additivi e materie prime per realizzare prodotti per coating, carta, tessile e salute e protezione. Con le sue gamme differenziate di prodotti Synthomer copre nella quasi totalità le esigenze del mercato in tutto il mondo. Con la recente acquisizione di Omnova oggi Synthomer opera a livello globale tramite oltre 40 stabilimenti produttivi, localizzati in Europa, Stati Uniti, e Asia orientale.

L’azienda è organizzata in 3 divisioni, una delle quali, denominata Specialties si distingue per produzioni differenziate rispetto al core business dei prodotti acrilici. Ciò che viene realizzato nello stabilimento di Sant’Albano Stura rientra esattamente nell’ambito “Specialties”. Qui vengono prodotte le resine poliestere per verniciatura a polvere che costituiscono la materia prima, il cosiddetto “blender”, che viene poi venduto alle grandi aziende specializzate in vernici.

Nello stabilimento di Sant’Albano Stura, è stato dato il via a un progetto di ammodernamento dei vari impianti, controllati singolarmente da PLC locali per arrivare ad implementare un unico Sistema di Controllo Distribuito (DCS) per l’intero stabilimento. Avere un DCS centrale trova le sue basi nel piano di riammodernamento e integrazione di tutte le funzionalità di controllo intrapreso a suo tempo da Synthomer. Questo revamping del sistema di controllo, ha dato il via a quella che è tutt’ora una fruttuosa collaborazione tra Synthomer, Rockwell Automation e il suo Recognized System Integrator Progecta, a cui si è poi aggiunta Stratus Technologies.

Una solida costruzione poggia su pilastri robusti
L’automazione del sito piemontese di Synthomer consisteva in una serie di PLC di altri fornitori che operavano in modo indipendente l’uno dall’altro e gestivano le varie fasi di produzione. Scopo del riammodernamento era riorganizzare l’automazione per coordinare il controllo dell’impianto. La scelta dei fornitori è caduta fin da subito su Rockwell Automation e sul System Integrator Progecta che, nel corso degli anni hanno provveduto a sostituire i vecchi PLC e hanno dato il via al graduale spostamento verso i controllori programmabili di automazione (PAC) Allen-Bradley® ControlLogix® senza, tuttavia, immaginare che ciò avrebbe creato una base ottimale per il perseguimento dei nuovi obiettivi definiti dalla Corporate.

Lo stato dell’arte nel 2018 vedeva un sito produttivo dove tutto è automatizzato, dalla produzione di reparto, al dosaggio delle materie prime all’interno dei reattori, ivi compresa la gestione della ricettazione. Nel sito viene implementato un modello di produzione in lotti che inizia nel reattore nel quale vengono introdotte in automatico le materie prime stoccate in stabilimento. L’immissione di questi componenti avviene secondo una ricettazione che prevede numerose composizioni che variano a seconda del cliente e della tipologia di prodotto da realizzare. E’ automatizzata anche la gestione di scarico e stoccaggio del prodotto solido finito, incluse le fasi di confezionamento secondo due tipologie di packaging, sacchetti da 25 chili o sacchi da 900 chili, le cosiddette big bags.

Controllo di Processo Distribuito
E’ stato subito dopo che lo stabilimento piemontese ha raggiunto questo assetto che la Corporate, in funzione di una standardizzazione delle politiche aziendali e di un allineamento in vista di prospettive future, ha deciso di passare da un’ottica di controllo tramite PLC a un approccio più esteso, orientandosi verso una logica di controllo di processo distribuito. L’indicazione di base era quella di spostarsi verso il DCS e di sfruttarne tutte le migliorie e capacità, tuttavia, veniva lasciata facoltà ad ogni sito di scegliere le tecnologie più adeguate e in linea con la situazione esistente. Nel contempo è partito il progetto di un nuovo reattore, uno dei più grandi in Europa per questa tipologia di prodotti, che avrebbe permesso di incrementare del 30% la capacità produttiva. Per lo stabilimento di Sant’Albano Stura le direttive aziendali sono state tradotte nella riorganizzazione dell’automazione in ottica DCS grazie al Sistema di Controllo Distribuito PlantPAx® di Rockwell Automation e alla collaborazione con Progecta.

L’idea di base, in linea con il DCS di Rockwell Automation, prevedeva la concentrazione di tutta la gestione dello stabilimento su un’unica CPU che, in prospettiva, sarebbe stata ridondata, vista la presenza di oltre duemila dispositivi collegati e al numero decisamente importante di I/O presenti. Avere un’unica CPU avrebbe permesso di semplificare la comunicazione tra i vari sistemi. Al momento sono ancora presenti quattro/cinque CPU diverse, ognuna delle quali dedicata a una parte del reparto o alla gestione della centrale termica o ad altro ancora. L’implementazione del DCS e, nello specifico del PlantPAx, parte dal nuovo reattore ed è destinata ad evolvere gradualmente fino a comprendere la gestione di tutti i vari impianti che, mano a mano, saranno migrati dagli attuali PLC che diventeranno nodi di I/O remoti di questa unica CPU. L’obiettivo è arrivare a un controllo totale distribuito nel giro di tre anni, una scadenza dettata esclusivamente dal fatto che la produzione non si arresta mai e quindi è possibile sfruttare solo la finestra della chiusura estiva per poter effettuare importanti cambiamenti.

Se da una parte la tempistica è molto stretta dall’altra la collaborazione con un’azienda che vanta tecnologie all’avanguardia e esperienze di lunga data nell’automazione di processo come Rockwell Automation così come l’expertise di Progecta offrono una certa tranquillità rispetto all’andamento dell’intero progetto. Per ottimizzare i tempi, i cavi vengono stesi preliminarmente per poter essere pronti, al momento della chiusura dell’impianto, a procedere con le sole fasi di sostituzione dei comunicatori ControlNet o delle CPU locali con i nuovi comunicatori EtherNet/IP e di test e messa in servizio della parte di impianto convertita. L’obiettivo è di arrivare nel giro di tre anni ad avere tutto lo stabilimento sotto il controllo di un unico sistema DCS.

Per estendere la ridondanza anche all’infrastruttura PC è stata scelta la tecnologia di Stratus Technologies a cui è stato chiesto non solo di rispondere all’esigenza di avere un sistema totalmente ridondato ma che fosse anche fault tolerant al 99,999+%, per tutte le applicazioni utilizzate. A tal fine Stratus ha dato un contributo significativo al progetto fornendo la piattaforma tecnologica ftServer, un’infrastruttura che risponde alle esigenze di digitalizzazione dell’industria e contribuisce in maniera fondamentale alla modernizzazione dello stabilimento attraverso la virtualizzazione delle applicazioni utilizzate. Grazie alla tecnologia ftServer, le applicazioni sono sempre disponibili e ciò esclude la possibilità che si verifichino downtime indesiderati o perdite di dati. Inoltre, grazie alla sua semplicità di utilizzo, come un server singolo, la diagnostica sempre attiva e la manutenzione semplificata, la gestione della piattaforma ftServer, che non richiede competenze IT, è affidata agli stessi manutentori di stabilimento.

L’introduzione della soluzione PlantPAx con la sua Process Library permette ai Process Engineer di intervenire direttamente su svariati parametri, cambiare le modalità di funzionamento o gestire allarmi, cose che prima erano possibili soltanto con l’intervento di un tecnico software sull’applicazione PLC.
Un altro aspetto positivo è quello di poter disporre di una maggiore quantità di dati da storicizzare che possono essere messi a disposizione degli operatori, dei manutentori, così come distribuiti a tutti i livelli aziendali tramite reports di analisi da utilizzare ai fini della manutenzione e a supporto di root cause analysis su eventi verificatisi durante la fase di produzione. La possibilità di registrare e disporre di una quantità maggiore di dati, con indicazione di tutti i parametri di processo, permette di condurre analisi approfondite riguardo alle modalità secondo le quali si è verificato l’evento. Per ciò che concerne la manutenzione, ciò ha permesso di attivare una serie di controlli legati al numero di ore di funzionamento, ai quantitativi gestiti da uno specifico componente e quindi implementare politiche di manutenzione programmata così come preventiva se non addirittura predittiva.

Il progetto è guardato con molto interesse da tutte le altre sedi di Synthomer che stanno prendendo decisioni strategiche rispetto alla migrazione verso un sistema DCS.

ELEMENTI DI INNOVAZIONE

Una maggiore quantità di dati da storicizzare a disposizione degli operatori, dei manutentori, così come di tutti i livelli aziendali tramite reports di analisi da usare ai fini della manutenzione e a supporto di root cause analysis su eventi verificatisi in fase di produzione.
Implementazione di strategie di manutenzione programmata e preventiva se non predittiva grazie alla possibilità di attivare una serie di controlli legati al numero di ore di funzionamento, ai quantitativi gestiti da uno specifico componente.
Disponibilità continua delle applicazioni grazie a ftServer di Stratus Technologies. Ciò esclude la possibilità che si verifichino downtime indesiderati o perdite di dati.

CUSTOMER NEEDS

Standardizzazione Corporate passando da controllo con PLC a una logica di controllo di processo distribuito. In Sant’Albano Stura è stata riorganizzata l’automazione in ottica DCS con PlantPAx® Sistema di Controllo Distribuito di Rockwell Automation e la collaborazione con Progecta
Concentrare tutta l’automazione su un’unica CPU ridondata su infrastruttura EtherNet/IP.
Fruire di applicazioni sw in ambiente virtualizzato per semplificare il deployment, il testing, il patching e la sicurezza contro le insidie cyber, concentrandole su un ftServer di Stratus Technologies in diverse macchine virtuali (VM), e proteggendole in fault tolerant al 99,999+% contro downtime indesiderati e perdite di dati.

BUSINESS MODEL

L’automazione del sito piemontese di Synthomer consisteva in una serie di PLC di altri fornitori che operavano in modo indipendente l’uno dall’altro e gestivano le varie fasi di produzione. Scopo del riammodernamento era riorganizzare l’automazione per coordinare il controllo dell’impianto. La scelta dei fornitori è caduta fin da subito su Rockwell Automation e sul System Integrator Progecta che, nel corso degli anni hanno provveduto a sostituire i vecchi PLC e hanno dato il via al graduale spostamento verso i PAC Allen-Bradley® ControlLogix® senza, tuttavia, immaginare che ciò avrebbe creato una base ottimale per il perseguimento dei nuovi obiettivi della Corporate.

SCALABILITY & REPLICABILITY

In linea con il DCS di Rockwell Automation,è prevista la concentrazione di tutta la gestione dello stabilimento su un’unica CPU ridondata, visti gli oltre 2000 dispositivi collegati e il gran numero di I/O. Ciò porta a semplificare la comunicazione tra i sistemi. Ora ci sono 4/5 CPU diverse che gestiscono una parte del reparto, la centrale termica o altro. L’implementazione del DCS PlantPAx, parte dal nuovo reattore e evolve fino alla gestione di tutti gli impianti che saranno migrati dagli attuali PLC che diventeranno nodi di I/O remoti dell’unica CPU.

Per la sua replicabilità le altre sedi di Synthomer che stanno decidendo la migrazione verso un sistema DCS guardano con interesse al progetto

SVILUPPO SOSTENIBILE

L’integrazione OT/IT permette di fruire in modo semplice e agevole di dati a livello gestionale; ciò consente di poter effettuare analisi avanzate che permettono di avere un controllo ottimizzato dell’impianto.