02 abril 2008

Transferencia online de un sistema de control analógico a un moderno DCS

Cambiar una obsoleta, no reparable e ineficiente instrumentación y controles mejora las operaciones de cualquier planta industrial y en consecuencia la productividad. Esta tarea puede llegar a ser un gran desafío, especialmente cuando la planta es compleja. La tarea es más desafiante, interesante y arriesgada cuando el sistema de control cambia on line desde un sistema obsoleto hasta a otro de última generación sin pérdida de producción. Este post, describe la experiencia de transferencia online del sistema de control de la unidad de la factoría Fauji Fertilizer Company´s, publicado en la edición impresa de la revista “Hidrocarbon Processing”, en su número de marzo de 2008. Trataremos de simplificarlo para que sea entendido por no iniciados. Entendemos que tiene utilidad para aquellas empresas que deseen implantar un sistema de control distribuido y nos enseña los conceptos básicos para la elaboración de este tipo de proyectos. Nos enseña como implantar un proyecto de control distribuido en una planta compleja, condicionada por la seguridad, y sin necesidad de parar la planta. La factoría, ubicada en Pakistán, tenía un sistema de control analógico implementado en 1992, que controlaba tres plantas. El sistema de control se clasificaba en tres secciones principales:

  • Control de una caldera de vapor de muy alta presión.
  • Caldera de producción de calor a partir de residuos.
  • Servicios generales: agua desmineralizada, BFW, gas combustible y sistemas de agua de refrigeración.

Se decidió sustituir el sistema por un moderno DCS (sistema de control distribuido). El nuevo sistema es altamente fiable, redundante, con autodiagnóstico, flexible y expandible. Registra tendencias, anuncia alarmas, indicación del proceso, historia y registro de datos sin software adicional. La ejecución del proyecto se realizó en siete fases, que son las siguientes: A) IDENTIFICACIÓN DE REQUERIMIENTOS DEL SISTEMA Revisión minuciosa del sistema de hardware para reemplazar el equipamiento existente. Generalmente, el número de canales de entradas y salidas se incrementa ya que la empresa demanda la conexión de más parámetros al DCS. Características como redundancia 100 % se seleccionan cuidadosamente para evitar costes innecesarios. Las especificaciones del sistema incluyen: descripción del sistema, condiciones ambientales, estructura del sistema de control, dispositivos de adquisición de datos, comunicaciones, interface del operador, expansibilidad y compatibilidad del control del proceso. Esta información fue enviada a varios vendedores. B) SELECCIÓN DEL SISTEMA El DCS elegido debe ser uno con las últimas tecnologías adaptables a las nuevas actualizaciones. El vendedor de DCS debe tener capacidad suficiente para proporcionar soporte a largo plazo. La selección del sistema se hizo después de una extensa evaluación de los aspectos técnicos, económicos y prácticos, basándose en la información y datos recibidos a través de:

  • La propia experiencia de otras plantas con DCS implantados.
  • Reuniones con el vendedor y documentación del sistema.
  • Discusiones técnicas de los vendedores.

Como vemos, en cualquier proyecto de automatización debe darse relevancia máxima al estudio del sistema que vamos a implantar. Cuanto más información imparcial contrastemos mucho mejor, pues siempre debemos tener presente que los vendedores son partes interesadas. C) INGENIERÍA DEL SISTEMA Consiste en la documentación del proyecto con información tal como diagramas de flujo de instrumentación, configuraciones, etc. En esta fase se definirá con exactitud la instrumentación necesaria para obtener información detallada del comportamiento de la planta. Para optimizar la productividad de la planta, es vital la información detallada que nos permitirá detectar derroches y buscar soluciones para la mejora del proceso. D) INSTALACIÓN DE HARDWARE Debe completarse la formación del staff de mantenimiento antes de la instalación para asegurar un trabajo de calidad. La nueva instalación implica trabajar en racks del sistema existente, y debe estar planificada cuidadosamente. Cualquier error afectando a las operaciones de la planta puede afectar a la producción o poner en peligro la planta. En función de las partes críticas de la planta se implementarán, en caso de ser necesario, medidas adicionales para la minimización del riesgo de fallos. El nuevo cableado se instalará interconectando cuadros y paneles existentes y acomodando los nuevos y existentes sin necesidad de parar la planta. Una vez se completa la configuración básica, todos los displays gráficos se cargan en todas las consolas. A partir de ese momento el staff debe estudiar estos displays y sugerir las modificaciones que se crean oportunas. Una vez se han configurado los bucles de control, estos serán probados por entradas y salidas. E) DESARROLLO GRÁFICO Los gráficos del DCS pueden desarrollarse de manera particular para la planta, de forma que se obtenga la información más adecuada para la planta. F) FORMACIÓN DEL PERSONAL Como consecuencia de la interface entre el hardware y operador del nuevo sistema son diferentes a los que se utilizaban en la planta, será necesario prestar atención a la formación del staff. Será necesaria formación intensiva de las operaciones del sistema a los operadores de la planta. Se dará al personal de mantenimiento formación sobre la configuración del sistema. La transferencia de un sistema a otro debe hacerse por etapas. En el ejemplo se siguieron las siguientes: 1. Transferencia de bucles de indicación y no críticos. 2. Transferencia de bucles de criticidad media. 3. Transferencia de calderas con combustible residuos. 4. Transferencia de bucles críticos. 5. Transferencia de caldera auxiliar.

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