案例研究 | 矿业

可扩展的自动化解决方案可延长正常运行时间，优化全新高岭土加工厂的工艺

WA Kaolin 正在利用 Rockwell Automation 技术来提高运营效率和产能。

挑战

大型工程十分复杂，预算超支和进度拖延情况时有发生。如果没有对合适的自动化技术进行战略性的前期投资，那么可能要到了项目后期，控制系统设计不当的实际代价才会显现出来，而此时要解决问题，成本已然十分高昂

解决方案

PlantPAx^® DCS 用于帮助无缝集成整个工厂的工艺、电力和信息，从而降低项目风险并提高生产率
PowerFlex® 变频器、E300™ 电子过载继电器、Allen-Bradley® 电机控制中心

成果

将工艺、电力和其他有价值的信息集成到 PlantPAx DCS 中，从而改进规划
通过改进规划，WA Kaolin 的目标是在工厂投入试运转时节省 20% 的成本，并使进度加快 29%
易于操作和维护的单一标准化控制系统
通过使用 PlantPAx 进行全厂控制，WA Kaolin 能够降低维护成本、改善故障处理并在未来扩大规模

WA Kaolin 正在实施 Rockwell Automation 的 PlantPAx DCS，将产能提高到 400,000 吨/年以上

西澳大利亚州威克平的新高岭土矿山项目，正在利用集成自动化解决方案，来降低总成本、改善调度，并为运营带来持续效益。

高岭土正变得越来越有价值。高岭土是一种软白色粘土，需求量不断激增，其广泛用于纸张和石膏板、陶瓷、玻璃纤维、油漆和涂层、塑料、橡胶、制药和药品、化妆品、混凝土建筑材料和农业等领域。

WA Kaolin 是一家在澳大利亚证券交易所上市的矿物勘探、开采和加工公司，开发了一种名为 K99 的专有干式加工法，从而能够将原材料转化为面向全球客户且适合市场的原料。

K99 工艺结合高品质的矿石储量，以低于传统化学漂白和磁选加工的成本，提供高品质的超亮高岭土。

在西澳大利亚州珀斯东南约 200 公里的威克平，有一处占地三公顷的矿区，WA Kaolin 在此建造了一座第一阶段商业加工厂。经确认，该矿区在其矿业权和保留权租约范围内，拥有逾 6 亿吨矿产资源量估算，并且这些高岭土属于极高品位、易开采的高岭土，是全球已知现存最大的优质原生高岭土资源之一。

WA Kaolin 有一项战略计划，要在 36 个月后，将产能扩大到每年 40 万吨（tpa）以上，因此 WA Kaolin 选择了工程与规划咨询公司 Willyung Electrical & Controls Engineering (WECE) 来管理稳步扩大产能的过程。

WECE 分析了这些要求，然后选择了 Rockwell Automation 的 PlantPAx® 分布式控制系统 (DCS) 作为单一的全厂控制系统，以便灵活地做出更好、更快的业务决策，并为未来的扩展提供可扩展的解决方案。

全厂控制和可视化能够降低风险

Rockwell Automation 的 PlantPAx DCS 将从单一控制点监控和运行整个工厂，实现与控制系统和电力系统的无缝集成，并输出易于分析的数据。

全新版本的 PlantPAx DCS 旨在成为数字化转型战略中一个不可分割的部分，可以帮助您在降低运营风险的同时提高生产率和盈利能力。

Rockwell Automation 渠道经理 Raj Singh 表示：“WA Kaolin Wickepin 加工厂等大型工程非常复杂，如果没有提前实施正确的自动化技术，很容易超预算或无法按期投产。”

WA Kaolin 从一开始就无缝集成整个工厂的工艺、电力和信息，从而缩短了投产时间，并且随着产量的增加，系统可以轻松扩展。

“WA Kaolin 采取了智能方法，从一开始就寻求优化调度和降低总体成本。控制系统设计不当造成的代价通常要到项目后期才会显现出来，而此时问题的解决成本很高。但是，由于客户在工程开始时就与 Rockwell Automation 合作，项目风险大大降低，如今，客户已开始尝试节约成本和缩短工期。”Singh 补充道。

Wickepin 工厂目前正在同步进行生产和扩展，通过利用 PlantPAx 进行全厂控制，WA Kaolin 和 WECE 估计将节省 20% 的成本，并缩短 15% 工期。

高岭土正变得越来越有价值。高岭土是一种软白色粘土，需求量不断激增，在全球广泛应用于各领域。 — Kaolin, which is becoming increasingly valuable, is a soft white clay that has been surging in demand, with uses in a broad range of applications globally.

缩短产品上市时间

Rockwell Automation PlantPAx DCS 用于新工厂，具有的主要优势之一是缩短上市时间，这意味着工厂可以更快投产。

“在规划阶段实现工厂整体可见性，意味着从项目开始到交付，总时间得以缩短。在分析了 WA Kaolin 宏大而雄心勃勃的扩张计划后，我们确定无论是现在的项目，还是未来的新项目，Rockwell Automation 都能够提供优秀的自动化解决方案。”WECE 总经理兼首席电气工程师 Chris Bock 表示。

WECE 是一家总部位于华盛顿州的专业供应商，为农业、林业、食品和饮料、物料输送、采矿、水和污水处理等行业提供电气工程和控制系统集成服务。

“作为系统集成商，能够在更短的时间内为最终用户交付服务就是一项重大胜利。Rockwell Automation 的技术有助于我们实现这些成果。”Bock 补充道。

WA Kaolin 首席执行官 Andrew Sorensen 表示：“尽管开发时间紧迫，但 WA Kaolin 在西澳大利亚州的威克平高岭土项目于 2022 年底成功投产了。从那时起，WA Kaolin 不断将产量提高到我们的第一阶段产能，即每年生产 20 万吨高岭土，并开始计划将威克平的产量提高到我们的第二阶段，即每年生产 40 万吨高岭土。”

“为实现这些里程碑，WA Kaolin 需要 Rockwell Automation 和 Stratus Technologies 为我们的加工工厂提供可靠的控制系统，以承受严苛的运行环境。在我们完成工程建设后，该解决方案必须能够直接部署，且一旦投入运营，应当只需少量的持续维护，就能让我们的团队实现令人满意的效率。”

Stratus Technologies 提供简单、受保护且自主的零接触计算。Stratus 和 Rockwell Automation 一起提供创新的控制解决方案，这些解决方案可快速部署，可由 OT 人员轻松支持，并提供出类拔萃的可靠性。Stratus 平台将虚拟化、瘦客户端和弹性计算等现代化 IT 实践引入工业网络的边缘。

“Willyung Electrical & Controls Engineering 携手 Rockwell Automation 和 Stratus，在威克平高岭土项目交付了这一解决方案，取得了积极成果。重要的是，此控制系统是一种可扩展的解决方案，可支持 WA Kaolin 的战略，即在未来几年内快速扩张加工厂的产能，而不会产生停机。”Sorensen 补充道。

2022 年底，尽管开发时间紧迫，WA Kaolin 在西澳大利亚州的威克平高岭土项目成功投产了。 — In late 2022, WA Kaolin successfully commenced production at the Wickepin Kaolin Project in Western Australia following a challenging development timeline.

PlantPAx DCS 的优势

PlantPAx 系统基于四个核心原则：

全厂控制和优化：PlantPAx 系统借助通用的自动化平台来实现工厂内关键区域间的无缝集成。其好处包括通用平台、无缝信息流、易于管理和较低的总体拥有成本。
可扩展的模块化架构：PlantPAx 系统提供了广泛的架构选项，以提高灵活性。这意味着无需复制数据即可轻松集成、缩短投产时间以及实现可扩展的系统功能，如 HMI、批次管理和数据采集。
开放、信息化和安全：PlantPAx 系统以开放式通信标准为基础，利用 EtherNet/IP 作为其主干网络。使得整个企业内的管理者都能方便安全地获取实时信息，从而做出更好的业务决策。
灵活的交付和支持网络：用户可以根据他们对 PlantPAx 系统的需求，选择理想的实施和支持团队，而 Rockwell Automation 将提供相应支持，来向客户证明，这项投资物有所值，值得长期信赖。

“PlantPAx 非常适合从小规模开始并寻求扩展的项目。该系统使用广泛接受的模块，其维护和定制都十分简单。PlantPAx 的诊断数据可与 Rockwell Automation 的机器学习算法相结合，以提前预测工厂问题并尽可能缩短停机时间。”Singh 总结道。

发布时间 2023年7月14日

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