Supervision de performance Michel et Claude - Top Control · Claude Gosselin, Michel Ruel 2006 22 DCS/PLC #1 QCS/PQM #2 OPC Interface DCS/PLC #N Monitor PID Tuner / Loop Analysis

1Claude Gosselin, Michel Ruel 2006

Supervision de performance Supervision de performance Rendez-vous de l’Automatisation 2006

Claude Gosselin, Compagnie minière Québec CartierMichel Ruel, Top Control Inc.

CMQC


ContenuContenu

Bienvenue, présentationBienvenue, présentationConcepts de baseConcepts de basePerformance, Performance, BenchmarkingBenchmarkingPlantTriage, suivi de performancePlantTriage, suivi de performanceRapportsRapportsExemplesExemplesConclusionsConclusions


La La minièreminière Québec CartierQuébec Cartier


- Europe- AsieAmérique du nord

Localisation Localisation géographiquegéographique


En production depuis 1959 (démarrage des opérations En production depuis 1959 (démarrage des opérations (ville de Gagnon et la mine à Lac Jeannine)(ville de Gagnon et la mine à Lac Jeannine)La compagnie opère avec La compagnie opère avec ≈≈ 2000 employés2000 employésMine à ciel ouvert (Mine à ciel ouvert (FermontFermont depuis 1976)depuis 1976)Chemin de fer (450 Km, Chemin de fer (450 Km, FermontFermont -- PortPort--Cartier) Cartier) Une usine de bouletage (PortUne usine de bouletage (Port--Cartier, 9.6 MT)Cartier, 9.6 MT)La manutention aux installations portuaires (16 MT / La manutention aux installations portuaires (16 MT / année, (concentré et boulettes ))année, (concentré et boulettes ))

CaractéristiquesCaractéristiques


Usine de bouletageUsine de bouletage

CMQC


Alimentation HAlimentation H22OOAlimentation FeAlimentation Fe22OO33

Rejetclassificateur

secondaire

RABRAB

Alim

entation en boueA

limentation en boue

Séparateur

AlimentationAlimentationHH22OO

HH22OOénergieénergie

HH22OOénergieénergie

BROE

Particules grossièresParticules grossières

Classificateur

BroyageBroyage


BouletageBouletage

Fe2O3

Production annuelleProduction annuelle4.3 M Tonnes 4.3 M Tonnes BAFBAF1.6 M Tonnes 1.6 M Tonnes BHFBHF2.2 M Tonnes 2.2 M Tonnes BBSBBS1.0 M Tonnes 1.0 M Tonnes BSABSA0.08 M0.08 M Tonnes Tonnes BINBIN


Procédé de durcissementProcédé de durcissement

Transfert Transfert de chaleurde chaleur

Transfert de Transfert de masse masse

Réaction

Frittage


Fours de durcissementFours de durcissement

RefroidissementRefroidissementCuissonCuissonDesDes--cendantcendant

Flux de gaz Flux de gaz ascendantascendant

Entrée des gaz

Boulettes vertesPréPré--cuissoncuisson


Réseau de contrôle CMQCRéseau de contrôle CMQC


Top ControlTop Control : Histoire: Histoire

depuis 1994depuis 1994Optimisation, Formation, Réglage, ConceptionOptimisation, Formation, Réglage, ConceptionBureaux Québec, Montréal, Milwaukee, Bureaux Québec, Montréal, Milwaukee, AsieAsieReprésentants Canada, USA, Europe, Asie, …Représentants Canada, USA, Europe, Asie, …Partenaire avec Partenaire avec ExperTuneExperTune, , RockwellRockwell, Siemens, SNC, , Siemens, SNC, MinnovexMinnovex, …, …

10 personnes (Canada, USA)10 personnes (Canada, USA)>400 clients dans 30 pays>400 clients dans 30 pays


Top Control: missionTop Control: mission

MissionMissionoptimiser les procédés optimiser les procédés améliorer les performances des systèmes de contrôle et leur opéraméliorer les performances des systèmes de contrôle et leur opérationation

CommentComment–– maximiser les performances des procédés maximiser les performances des procédés –– résoudre les problèmes d’opération et de contrôlerésoudre les problèmes d’opération et de contrôle–– aider à la conceptionaider à la conception–– améliorer les stratégies de contrôleaméliorer les stratégies de contrôle–– dispenser de la formationdispenser de la formation


Top Control : clientsTop Control : clients

MondialMondial– Amérique du Nord et du Sud, Antilles, Europe, Asie

CatégoriesCatégories– Pétrochimique, Chimique, Pâte et papier, …– Nucléaire, Pharmaceutique, Plate-forme forage, ...– Centre Recherche, Centres Technologiques, …– Contracteurs, Firmes Ingénierie, Manufacturiers, …

ContratsContrats– formation et/ou service et/ou consultation– long terme, court terme, sur demande, périodique– service+formation+consultation+audits


Quelques clients de Top ControlQuelques clients de Top Control


ContenuContenu



PourquoiPourquoi la performance la performance varievarie??

ProcéduresProcédures d’opérationd’opérationMatériauxMatériauxUsureUsure de de l’équipmentl’équipmentMaintenance, Maintenance, entretienentretienChangementsChangements dansdans le le procédéprocédéEtc.Etc.

Performance decay

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0 20 40 60 80 100 120

Time

%

6 months

Décroissance de la performance

6 mois Temps

6 moisà 1 an

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Series1

0.00%

10.00%

20.00%

30.00%

40.00%

50.00%

60.00%

70.00%

80.00%

90.00%

100.00%

0 5 10 15 20 25 30

Optimisation standard

Seuil d'interventionOptim isation supervisée


AméliorerAméliorerCourt Terme Long Terme

Oscillation

Valve Travel

Noise

%Time in Normal

Robustness

Process Model

Output atLimit

SettlingTime

Efficiency

Variability

Reliability

Harris Index

ExperTuneIndex

Coûténergie

Coûtsmatériaux

Qualité

Temps marche

Coûtsentretien

Coûtsopération

Coûts

Satisfaction Client

Production

Efficacité


ProblèmesProblèmes

FIC-101

FT-101

Non-linéarités

Bruit

Variabilité

Réglage

Design procédé

Design contrôle

Perturbation

Collage

HystérésisValve à limite

Mode normal?

Interactions avec autre

boucles

Opérations: SP, Mode

OscillationsEn contrôle

Modèle procédé


Démarche CMQC supervision performanceDémarche CMQC supervision performance

Choix de deux fournisseursChoix de deux fournisseursInstallation de deux systèmes sur 100 bouclesInstallation de deux systèmes sur 100 boucles

En parallèle sur les mêmes bouclesEn parallèle sur les mêmes bouclesTests de 6 moisTests de 6 moisAnalyse avec grille d’évaluationAnalyse avec grille d’évaluationChoix de PlantTriage/Choix de PlantTriage/TopControlTopControl

Système 500 boucles PlantTriageSystème 500 boucles PlantTriageDéploiement, Configuration, Choix des KPI, FormationDéploiement, Configuration, Choix des KPI, FormationComités EntretienComités Entretien--IngénierieIngénierie--ProductionProductionVisites d’entreprises où la Supervision de performance est Visites d’entreprises où la Supervision de performance est intégrée dans les pratiques d’usineintégrée dans les pratiques d’usineSupport et coaching Support et coaching Intégration graduelle des outils et rapports dans pratiques d’usIntégration graduelle des outils et rapports dans pratiques d’usineine


ContenuContenu



QCS/PQM #2DCS/PLC #1

OPC Interface

DCS/PLC #N

Monitor PID Tuner /Loop AnalysisHistorian

Assessor ReportingPrioritizer

ArchitectureArchitecture

Rapports Word, Web, Courriels, Paget, ...

MesureMesure de performancede performanceUsineUsine, , UnitéUnité, Boucle, …, Boucle, …

Analyses et Analyses et diagnostiquesdiagnostiquesPerformancePerformanceOscillationsOscillations

procédéprocédé, , réglagesréglages, , équipementéquipement (valve,…)(valve,…)

OutilsOutils AnalyseAnalyseAnalyses Analyses statistiquesstatistiquesSériesSéries (correlation)(correlation)DensitéDensité spectralespectrale

RéglageRéglageBoucleBoucleCascade Cascade FeedforwardFeedforwardMultivariableMultivariable

Entretien,

Procédé

Production

Management


CeCe queque c’estc’est

MesureMesure les performances:les performances:de de l’usinel’usine, des , des secteurssecteurs, des boucles, des , des boucles, des signauxsignaux

PriorisePriorise les les problèmesproblèmesoscillations, performances, oscillations, performances, équipementéquipement, ..., ...

InclusInclus toustous les les outilsoutils de de réglageréglage et et analyseanalyseréglageréglage, , analyseanalyse, , évaluationévaluation, , dépannagedépannage

BenchmarkBenchmarktienttient comptecompte des des facteursfacteurs économiqueséconomiques

RésultatsRésultats, , ÉvaluationsÉvaluationsmanagement, production, management, production, opérationopération, , entretienentretien, , ingénierieingénierie


ArchitectureArchitecture

PlantTriageMonitor

Assessor

PID Tuner /Loop AnalysisHistorian

Prioritizer Reporting

OPC Server(s)

DCS/PLC #1 DCS/PLC #NQCS/PQM #2

OPC Client

WEB


MesureMesure de Performancede Performance

Automatiquementcalculés pour toutesles boucles.

“Templates” pour choisir les seuils en fonction des objectifs.

Au delà de 60 indices


SeuilsSeuils et et limiteslimites des indicesdes indices

ChoixChoixProcédéProcédé idéalidéal ((classeclasse mondialemondiale))UsineUsine dansdans la la moyennemoyenneRésultatsRésultats à à atteindreatteindreChiffresChiffres actuelsactuels (Benchmark)(Benchmark)Indices Indices normalisésnormalisés (comparer (comparer secteurssecteurs, , usinesusines))


Rapports Rapports sursur “Web Browser”“Web Browser”


ContenuContenu



Rapports, AlertesRapports, Alertes


Nouvelle version 6.0Nouvelle version 6.0


ContenuContenu



ExemplesExemples

Exemples de problèmes plutôt reliés à l’opérationExemples de problèmes plutôt reliés à l’opérationBoucles oubliées en mode manuelBoucles oubliées en mode manuelBoucles où l’opération doit manipuler considérablement le SP pouBoucles où l’opération doit manipuler considérablement le SP pour «r « aider aider «« le DCSle DCS »»Boucles où l’opération doit passer en mode manuel en temps de crBoucles où l’opération doit passer en mode manuel en temps de criseise

Exemples de problèmes plutôt reliés au procédéExemples de problèmes plutôt reliés au procédéBoucles où la sortie se maintient près des limitesBoucles où la sortie se maintient près des limitesBoucles interactivesBoucles interactivesBoucles où le gain de procédé est très élevéBoucles où le gain de procédé est très élevéDes oscillations sont présentesDes oscillations sont présentes

Exemples de problèmes plutôt reliés à l’Exemples de problèmes plutôt reliés à l’entrerienentrerienBoucles nécessitant des réglagesBoucles nécessitant des réglagesOscillations provenant des vannesOscillations provenant des vannesTransmetteurs «Transmetteurs « bruyantsbruyants »»


Secteurs de l'usineSecteurs de l'usine


Détection de mauvais Détection de mauvais fonctionnement (débit)fonctionnement (débit)


Détection de mauvais Détection de mauvais fonctionnement (pompage)fonctionnement (pompage)


AutresAutres utilisationsutilisations

DétecterDétecter problèmesproblèmes avantavant qu’unequ’une pannepannesurviennesurvienneOùOù dirigerdiriger main d’oeuvre main d’oeuvre lorslors d’un d’un arrêtarrêt planifiéplanifiéOùOù les performances se les performances se dégradentdégradent--elleselles??OùOù utiliserutiliser les les ressourcesressources….….OùOù modifier le modifier le procédéprocédé


ContenuContenu



BénéficesBénéfices

Performance Performance amélioréeamélioréeMeilleureMeilleure utilisationutilisation de de l’équipementl’équipementUtiliserUtiliser les les ressourcesressources làlà oùoù çaça comptecompte

RéductionRéduction des des coûtscoûts d’énergied’énergieQualitéQualité amélioréeamélioréeVariabilitéVariabilité réduiteréduiteRéductionRéduction maintenance maintenance (valves)(valves)

Oscillations Oscillations enlevéesenlevées

Temps Temps marchemarche amélioréeamélioréeEfficacitéEfficacité amélioréeamélioréeMeilleureMeilleure opérationopérationDémarragesDémarrages aisésaisés


RetourRetour sursur investissementinvestissement

Arrêts non planifiésArrêts non planifiésArrêts planifiésArrêts planifiésRésolution de problèmes majeursRésolution de problèmes majeursAmélioration de l’efficacitéAmélioration de l’efficacitéTravaux d’entretien des vannesTravaux d’entretien des vannesCoût des produits chimiquesCoût des produits chimiquesCoût des combustibles Coût des combustibles (gaz naturel et huile lourde)(gaz naturel et huile lourde)

Secteurs nécessitant ingénierieSecteurs nécessitant ingénierieSecteurs nécessitant plus d’effort de la part de Secteurs nécessitant plus d’effort de la part de l’opérationl’opération


ExemplesExemples d’installationd’installation

ExemplesExemples d’installationsd’installations PlantTriagePlantTriage

BP (BP (raffineriesraffineries, plate, plate--formesformes forage)forage)Atlantic Atlantic LiquifiedLiquified Natural Gas Natural Gas TesoroTesoroPlacid RefineriesPlacid RefineriesChevron PhillipsChevron PhillipsSunocoSunocoBHP BHP BilletonBilleton ((corporatifcorporatif))Eli LillyEli LillyColumbian Chemicals (Columbian Chemicals (corporatifcorporatif))PCS NitrogenPCS NitrogenHercules (Hercules (corporatifcorporatif))GE Plastics (GE Plastics (corporatifcorporatif))KimberleyKimberley--ClarkClarkPotlatchPotlatchRayonnierRayonnierMarathonMarathon

QuébecQuébecCompagnieCompagnie MinièreMinière Québec Cartier x2Québec Cartier x2StadaconaStadaconaKruger Kruger WayagamackWayagamackScott HullScott HullCascades Cascades NorampacNorampac CabanoCabanoDomtarDomtar x2x2SFKSFKFalconbridgeFalconbridge

AutresAutres payspaysÉtatsÉtats--UnisUnisChiliChiliDannemarkDannemarkBelgiqueBelgiqueFranceFranceGrandeGrande--Bretagne, Bretagne, ÉcosseÉcosseVietnamVietnamBrésilBrésilHollandeHollandeTrinidad et Trinidad et TobaggoTobaggoJaponJapon


PartenariatPartenariat Top Control Top Control -- CMQCCMQC

Sensibilisation du management de CMQC et Sensibilisation du management de CMQC et présentation des suivis et des résultatsprésentation des suivis et des résultatsMobilisation des ressources dédiées au Mobilisation des ressources dédiées au développement (entretien et procédé)développement (entretien et procédé)Établissement d'un plan stratégique annuel Établissement d'un plan stratégique annuel (Formation, études de cas, sessions de dépannage (Formation, études de cas, sessions de dépannage sur Internet, interventions périodiques sur le site)sur Internet, interventions périodiques sur le site)Site Site BetaBeta pour Expert Tune et Top Controlpour Expert Tune et Top ControlParticipation au forum de Top Control à Québec Participation au forum de Top Control à Québec (section client)(section client)BenchmarkingBenchmarking dans le réseau clients "Top Control"dans le réseau clients "Top Control"


MERCIMERCIde votrede votreattention!attention!

Michel Michel RuelRuelPrésidentPrésident

Top Control Top Control IncInc(877)867(877)867--6473 office6473 office(418)569(418)569--8543 8543 cellcell

mruelmruel@@topcontrol.comtopcontrol.comhttp://http://www.topcontrol.comwww.topcontrol.com

Supervision de performance Michel et Claude - Top Control · Claude Gosselin, Michel Ruel 2006 22 DCS/PLC #1 QCS/PQM #2 OPC Interface DCS/PLC #N Monitor PID Tuner / Loop Analysis

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