Schneider Electric – “Vers des process plus économes – Francis NICOLAS” 1

« Le contrôle avancé pour des process plus économes »

Schneider Electric – “Vers des process plus économes – Francis NICOLAS” 3 L’expertise contrôle avancé Pour améliorer la performance de vos procédés Respect des normes environnementales Économie d’énergie Réduction de consommable (matière, fluide, gaz) Élimination des pertes ou des rebuts Fabrication à la juste qualité

Schneider Electric – “Vers des process plus économes – Francis NICOLAS” 4 Avec un ROI très court ! Le contrôle avancé permet d’optimiser les gains sans remettre en cause l’outil de production existant : C’est un investissement économiquement viable avec un retour sur investissement très court ! «70% des applications contrôle avancé ont un ROI de moins de 6 mois et pour 50% d’entre elles de moins de 3 mois» Rhône Poulenc industrialisation «Il faut compter 4 à 6 mois pour mettre en place une application contrôle avancé de complexité moyenne en pétrochimie et jusqu’à 9 mois pour une application importante. Au départ nous espérions réduire l’écart type de 2, en définitive nous l’avons réduit de 3…pour le ROI il faut compter 6 mois à 1 an» Total Fina Elf

Schneider Electric – “Vers des process plus économes – Francis NICOLAS” 5 Une réponse technique à un problème économique... Le contrôle avancé permet l’optimisation de procédés dans le but d’augmenter les performances du procédé lui-même. Une température ou un débit… qui se maintient à la consigne plus régulièrement ou plus rapidement engendre des bénéfices importants. Plusieurs objectifs : - Réduire des pertes de production rebus, rejets, etc… - Réduire l’utilisation de matières premières et/ou d’énergies - Réduire les dépassements, la sur-qualité - Réduire les émissions polluantes ou + Augmenter la production + Augmenter la robustesse d’un procédé aux perturbations dues à une fluctuation inhérente du procédé, ou à des perturbations extérieures.

Schneider Electric – “Vers des process plus économes – Francis NICOLAS” 6 Ex : Optimisation d’une Carrière Le besoin du client ●Maximaliser la capacité de production ●Réduire la consommation électrique ●Minimiser l’impact sur l’installation actuelle

Schneider Electric – “Vers des process plus économes – Francis NICOLAS” 7 ●Augmentation de la capacité de production de 100t/h ●Réduction de la consommation électrique ●Amélioration de la durée de vie et de la maintenance des équipements mécaniques Retour sur investissement rapide (< 3 mois) Ex : Résultats bénéfices client

Schneider Electric – “Vers des process plus économes – Francis NICOLAS” 8 Principe de fonctionnement Ex : Optimisation des fours d’incinération d’ordures ménagères : besoins exprimés > Contraintes du procédé d’incinération Contraintes économiques Taxe Générale sur les Activités Polluantes (TGAP) Les marges se resserrent Contraintes environnementales Pollutions (COT, REFIOM, NOx, SOx, CO,…) Rejets thermiques en rivière > Une demande de productivité accrue Brûler les OM au maximum des capacités du (des) four(s) pour produire de la vapeur et de l’électricité Réduire la consommation de réactifs (Urée, Calcaire, … ) Réduire l’autoconsommation électrique

Schneider Electric – “Vers des process plus économes – Francis NICOLAS” 9 Ex : résultats Obsolescence du système d’automatisme et de régulation de combustion Système existant fermé et non documenté Augmentation du débit vapeur moyen >Possibilité de produire plus de vapeur (cogénération) Diminution de l’excès d’air >Gain sur le rendement Diminution des pics de CO >Moindre pollution ROI : 10 mois Four à grille Martin Four à lit fluidisé dense Problèmes clientBénéfices client Pics de CO excessifs Encrassement anormal de l’économiseur Optimiser le rendement du four pour garantir une meilleure efficacité Problèmes client Rendement amélioré Rejets de CO réduits >Norme fixe la limite du rejet à 60h/an Amélioration de la continuité de l’installation >Encrassement économiseur fortement réduit Bénéfices client

Schneider Electric – “Vers des process plus économes – Francis NICOLAS” 10 Et pour quelles applications ? ●Les séchoirs ●Les centrales thermiques Sup. à 50 T/h ●Les réacteurs chimiques ●Les chaudières industrielles et les fours industriels ●Les échangeurs thermiques et les systèmes de séchage ●Les systèmes mécaniques (levage, systèmes de positionnements par vérins,…) ●Les salles blanches et climatisation ●Les systèmes de dosage et mélangeurs ●Le broyage ●... Le contrôle avancé peut intervenir à tous les niveaux du process :  machines / lignes  servitudes / contrôle / applications

Schneider Electric – “Vers des process plus économes – Francis NICOLAS” 11 1 Pré- Diagnostic Comprendre le processus industriel et sa chaîne de valeur Pourquoi ? Quels problèmes rencontrés Quels sont les éléments qui influent sur la valeur ajoutée de la production. Quels priorités ? Économies d ’énergie La qualité du produit (surtout limiter les sur- qualités) La quantité de production Faisabilité technique et économique Les 3 étapes du contrôle avancé: 2 Diagnostic Prestation de protocole d’identification Modélisation/identifi er Acquisition des données Traitement numérique Identification et validation Auditer Instrumentation/actionne urs Analyser la régulation en place Fonctionement du procédé Définir les algorithmes adaptés Tests de simulation numérique 3 Réalisation Mises en place de la solution technologique Mise en place dans l’automate Mise en service Contrôle des gains Prestation type: Diagnostic Process: missions courtes (un à quelques jours) d’aide au diagnostic client et optimisation de boucles de régulation. Missions contrôle avancé : (plusieurs semaines) diagnostic et optimisation du process

Contrôle avancé Annexes

Schneider Electric – “Vers des process plus économes – Francis NICOLAS” 13 Article extrait de l’Usine Nouvelle L’optimisation De multiples opportunités

Schneider Electric – “Vers des process plus économes – Francis NICOLAS” 14 Les économies d’énergie : avec des régulateurs à commande prédictive MPC Model (Based) Predictive Control Débit poudre 100 Kg/h Débit alim. sécheur 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 température d’admission d’air (6% augmentation de production) ●Exemple de régulateur avec la fonction MPC« Contrôle avancé » Quick Win

Schneider Electric – “Vers des process plus économes – Francis NICOLAS” 15 Zone de rejet Point de fonctionnement Zone de rejet Déplacement du point de fonctionnement Zone de rejet Déplacement du point de fonctionnement Zone de rejet Impact économique 1 > Commande peu performante 3 > Optimisation par déplacement du point de fonctionnement 2 > Commande optimisée Nb d’échantillons GAIN Être au plus juste tout en respectant les contraintes

Schneider Electric – “Vers des process plus économes – Francis NICOLAS” 16 Un constat dans l’industrie : ●40% des régulateurs sont réglés approximativement par essais-erreur. Commencer par un bon réglage Logiciel de réglage OptiReg : Un modèle du procédé les réglages à adopter Outil et expériences des experts de Schneider Electric dans l’optimisation des process

Schneider Electric – “Vers des process plus économes – Francis NICOLAS” 17 Four à grille (avant notre intervention)Four à grille (après notre intervention) Ex de réglage réalisé par les experts de Schneider Electric Les pics de CO ont été fortement réduits

Schneider Electric – “Vers des process plus économes – Francis NICOLAS” 18 Densité produit Température produit Concentration évaporateur Vitesse MRV Débit TRV Température air atomiseur Humidité poudre Débit alimentation évaporateur Températures vapeur Niveau tampon Température sortie atomiseur Température air sécheur Température sortie sécheur Débit alimentation atomiseur Niveau tank alimentation Température air sécheur Atelier Poudres Ex : Les poudres alimentaires Une problématique complexe qui justifie la mise en place d’un contrôle avancé Augmenter sa capacité de production Problématique client Système Multi variable

Schneider Electric – “Vers des process plus économes – Francis NICOLAS” 19 Evaporateur / Sécheur 1 ●L’optimisation des régulateurs permet une augmentation de débit de 7 à 9% ●Correspond à un minimum de 4,8 tonnes par jour d’augmentation de production Evaporateur / Sécheur 2 ●L’optimisation des régulateurs permet une augmentation de débit de 7.7 % ●Correspond à un minimum de 6 tonnes par jour d’augmentation de production Retour sur investissement < 6 mois Ex : Les bénéfices mesurés

Schneider Electric – “Vers des process plus économes – Francis NICOLAS” 20 Ex : Les Stations d’Epuration (STEP) Normes de rejets (arrêté du 2 février 1988) : en sortie : MES, DBO, DCO, Phosphore, Azote total  doivent être inférieurs à des valeurs fixées  avec la consommation d’énergie minimale Complexité du traitement de l’eau : des interactions et des contraintes multivariables Une problématique complexe Le but essentiel :

Schneider Electric – “Vers des process plus économes – Francis NICOLAS” 21 Consommation électrique moyenne de l’aération Sans le contrôle avancé de MWh/an) à MWh/an Avec le contrôle avancé 950 MWh/an REDUCTION de la consommation électrique de 25% à 35% Gains sur qualité des rejets Des économies d’Energie, et un gain en qualité … Ex - Résultats MPC Model (Based) Predictive Control

Schneider Electric – “Vers des process plus économes – Francis NICOLAS” 22  Centre de Services Di stribution É lectrique (DE) : 28 centres, 750 personnes Transfo Services : 5 ateliers, 130 personnes ISF : 2 centres de formation 120 personnes Centre Rétrofit DE : Grenoble & Macon 130 personnes Centre Logistique Services IND : Lyon 20 personnes Les Services Schneider Electric en France : Une compétence de proximité S ervices en A utomatismes I ndustriels (SAI) : 9 centres, 150 personnes 70 personnes Services Experts en ligne

Schneider Electric – “Vers des process plus économes – Francis NICOLAS” 23 Francis NICOLAS Responsable développement des services industrie région Grand Ouest Chez vous, que pouvons-nous faire ?... Merci de votre attention

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