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  • Schneider Electric Vers des process plus conomes Francis NICOLAS 1

  • Le contrle avanc

    pour des process

    plus conomes

  • Schneider Electric Vers des process plus conomes Francis NICOLAS 3

    Lexpertise contrle avanc Pour amliorer la performance de vos procds

    Respect des normes environnementales

    conomie dnergie

    Rduction de consommable (matire, fluide, gaz)

    limination des pertes ou des rebuts

    Fabrication la juste qualit

  • Schneider Electric Vers des process plus conomes Francis NICOLAS 4

    Avec un ROI trs court !

    Le contrle avanc permet doptimiser les gains sans remettre

    en cause loutil de production existant :

    Cest un investissement conomiquement viable avec un retour

    sur investissement trs court !

    70% des applications contrle avanc ont un ROI de moins de 6 mois

    et pour 50% dentre elles de moins de 3 mois

    Rhne Poulenc industrialisation

    Il faut compter 4 6 mois pour mettre en place une application contrle

    avanc de complexit moyenne en ptrochimie et jusqu 9 mois pour

    une application importante. Au dpart nous esprions rduire lcart type

    de 2, en dfinitive nous lavons rduit de 3pour le ROI il faut compter 6

    mois 1 an Total Fina Elf

  • Schneider Electric Vers des process plus conomes Francis NICOLAS 5

    Une rponse technique un problme

    conomique...

    Le contrle avanc permet loptimisation de

    procds dans le but daugmenter les

    performances du procd lui-mme.

    Une temprature ou un dbit qui se maintient la

    consigne plus rgulirement ou plus rapidement

    engendre des bnfices importants.

    Plusieurs objectifs :

    - Rduire des pertes de production rebus, rejets, etc

    - Rduire lutilisation de matires premires

    et/ou dnergies

    - Rduire les dpassements, la sur-qualit

    - Rduire les missions polluantes

    ou

    + Augmenter la production

    + Augmenter la robustesse dun procd aux perturbations dues une fluctuation inhrente du procd, ou

    des perturbations extrieures.

  • Schneider Electric Vers des process plus conomes Francis NICOLAS 6

    Ex : Optimisation dune Carrire Le besoin du client

    Maximaliser la capacit

    de production

    Rduire la

    consommation lectrique

    Minimiser limpact sur

    linstallation actuelle

  • Schneider Electric Vers des process plus conomes Francis NICOLAS 7

    Augmentation de la capacit de

    production de 100t/h

    Rduction de la consommation

    lectrique

    Amlioration de la dure de vie et

    de la maintenance des

    quipements mcaniques

    Retour sur investissement rapide (< 3 mois)

    Ex : Rsultats bnfices client

  • Schneider Electric Vers des process plus conomes Francis NICOLAS 8

    Principe de

    fonctionnement

    Ex : Optimisation des fours dincinration dordures

    mnagres : besoins exprims

    > Contraintes du procd dincinration Contraintes conomiques

    Taxe Gnrale sur les Activits Polluantes (TGAP)

    Les marges se resserrent

    Contraintes environnementales

    Pollutions (COT, REFIOM, NOx, SOx, CO,)

    Rejets thermiques en rivire

    > Une demande de productivit accrue Brler les OM au maximum des capacits du (des) four(s) pour

    produire de la vapeur et de llectricit

    Rduire la consommation de ractifs (Ure , Calcaire, )

    Rduire lautoconsommation lectrique

  • Schneider Electric Vers des process plus conomes Francis NICOLAS 9

    Ex : rsultats

    Obsolescence du systme

    dautomatisme et de rgulation

    de combustion

    Systme existant ferm et non

    document

    Augmentation du dbit vapeur moyen

    >Possibilit de produire plus de

    vapeur (cognration)

    Diminution de lexcs dair

    >Gain sur le rendement

    Diminution des pics de CO

    >Moindre pollution

    ROI : 10 mois

    Four grille Martin

    Four lit fluidis dense

    Problmes client Bnfices client

    Pics de CO excessifs

    Encrassement anormal de

    lconomiseur

    Optimiser le rendement du four

    pour garantir une meilleure

    efficacit

    Problmes client

    Rendement amlior

    Rejets de CO rduits

    >Norme fixe la limite du rejet 60h/an

    Amlioration de la continuit de linstallation

    >Encrassement conomiseur

    fortement rduit

    Bnfices client

  • Schneider Electric Vers des process plus conomes Francis NICOLAS 10

    Et pour quelles applications ?

    Les schoirs

    Les centrales thermiques Sup. 50 T/h

    Les racteurs chimiques

    Les chaudires industrielles et les fours industriels

    Les changeurs thermiques et les systmes de schage

    Les systmes mcaniques (levage, systmes de

    positionnements par vrins,)

    Les salles blanches et climatisation

    Les systmes de dosage et mlangeurs

    Le broyage

    ...

    Le contrle avanc peut intervenir tous les niveaux du process :

    machines / lignes

    servitudes / contrle / applications

  • Schneider Electric Vers des process plus conomes Francis NICOLAS 11

    1 Pr-Diagnostic

    Comprendre le processus

    industriel et sa chane de

    valeur

    Pourquoi ?

    Quels problmes rencontrs

    Quels sont les lments qui

    influent sur la valeur

    ajoute de la production.

    Quels priorits ?

    conomies d nergie

    La qualit du produit

    (surtout limiter les sur-

    qualits)

    La quantit de production

    Faisabilit technique et

    conomique

    Les 3 tapes du contrle avanc:

    2 Diagnostic

    Prestation de protocole

    didentification

    Modlisation/identifi

    er

    Acquisition des donnes

    Traitement numrique

    Identification et

    validation

    Auditer

    Instrumentation/actionne

    urs

    Analyser la rgulation

    en place

    Fonctionement du procd

    Dfinir les

    algorithmes adapts

    Tests de simulation

    numrique

    3 Ralisation Mises en place de la

    solution

    technologique

    Mise en place dans

    lautomate

    Mise en service

    Contrle des gains

    Prestation type:

    Diagnostic Process: missions courtes (un quelques jours)

    daide au diagnostic client et optimisation de boucles de

    rgulation.

    Missions contrle avanc : (plusieurs semaines) diagnostic et

    optimisation du process

  • Contrle avanc

    Annexes

  • Schneider Electric Vers des process plus conomes Francis NICOLAS 13

    Article extrait de lUsine

    Nouvelle

    Loptimisation De multiples opportunits

  • Schneider Electric Vers des process plus conomes Francis NICOLAS 14

    Les conomies dnergie :

    avec des rgulateurs commande prdictive

    MPC Model (Based) Predictive Control

    Dbit poudre

    100 Kg/h

    Dbit alim. scheur

    Kg/h

    Vitesse Pompe HP

    %

    Consigne Temp.

    Air entrant

    C

    Temp. Extraction

    C

    Concentration

    %TS

    Sans MPC Avec MPC MPC On/Off

    Atomiseur contraint par

    la temprature dadmission dair

    (6% augmentation de production)

    Exemple de rgulateur avec la fonction MPC Contrle avanc

  • Schneider Electric Vers des process plus conomes Francis NICOLAS 15

    Histogramme de la Production - Commande actuelle

    6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10

    Humidit produit (en %)

    %Zone de

    rejet

    Point de

    fonctionnement

    Histogramme de la Production - Optimisation Niveau 1

    6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10

    Humidit produit (en %)

    %

    Point de

    fonctionnement

    Zone de

    rejet

    Histogramme de la Production - Optimisation Niveau 2

    6 7 8 9 10

    Humidit produit (en %)

    %

    Dplacement du

    point de fonctionnement

    Zone de

    rejet

    Histogramme de la Production - Optimisation Niveau 2

    6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10

    Humidit produit (en %)

    %

    Dplacement du

    point de fonctionnement

    Zone de

    rejet

    Impact conomique

    1 > Commande peu performante

    3 > Optimisation par dplacement du point de

    fonctionnement

    2 > Commande optimise

    Nb d

    ch

    antillo

    ns GAIN

    tre au plus juste

    tout en

    respectant les

    contraintes

  • Schneider Electric Vers des process plus conomes Francis NICOLAS 16

    Un constat dans lindustrie :

    40% des rgulateurs sont rgls approximativement par essais-erreur.

    Commencer par un bon rglage

    Logiciel de rglage OptiReg : Un modle du procd les rglages adopter

    Outil et expriences des experts de Schneider

    Electric dans loptimisation des process

  • Schneider Electric Vers des process plus conomes Francis NICOLAS 17

    Four grille (avant notre intervention) Four grille (aprs notre intervention)

    Ex de rglage ralis par les experts de Schneider

    Electric

    Les pics de CO ont t fortement rduits

  • Schneider Electric Vers des process plus conomes Francis NICOLAS 18

    Densit produit

    Temprature produit

    Concentration vaporateur

    Vitesse MRV

    Dbit TRV

    Temprature air atomiseur

    Humidit poudre

    Dbit alimentation vaporateur

    Tempratures vapeur

    Niveau tampon

    Temprature sortie atomiseur

    Temprature air scheur

    Temprature sortie scheur