La automatización de válvulas de control ha logrado importantes avances en los últimos años. Si bien las válvulas de control en sí mismas no se han modificado, se presta cada vez mayor atención a la automatización y posicionamiento preciso de estos dispositivos.

A continuación se describe la importancia de la automatización de válvulas de control en las modernas plantas de proceso y cómo se puede conseguir un desempeño óptimo de la válvula.

A la hora de elegir un dispositivo o tecnología para automatizar válvulas, son muchos los factores a tener en cuenta: requerimientos de la aplicación específica, certificaciones eléctricas, nivel de integridad de seguridad (SIL), protocolos digitales versus comunicación analógica tradicional y muchos más.

 

Introducción

Un posicionador de válvula es un componente crítico del elemento de control final de un ciclo de proceso, o sea de la válvula de control. Los posicionadores convierten las señales eléctricas en señales neumáticas para controlar el desplazamiento del actuador. De esta forma se consigue mantener la válvula en una determinada posición en respuesta a una señal de control de proceso variable.

Los fabricantes de posicionadores de válvulas de control deben cumplir con rigurosos requerimientos de eficiencia, confiabilidad y consumo reducido de energía y, al mismo tiempo, ofrecer dispositivos de costo económico que responden a los requerimientos industriales.

Por su parte, la necesidad de tener diagnósticos predictivos es una característica que no puede faltar en los posicionadores de válvulas. Es de fundamental importancia poder predecir fallas en la válvula, la señal de control y el posicionador antes de que se conviertan en un evento catastrófico y paren la planta.

 

Avances recientes

La industria de las válvulas de control no innova tan rápidamente como ocurre en otros campos tecnológicos. En lugar de grandes avances innovadores, los productos se van adaptando y mejorando lentamente en el tiempo, ofreciendo una tasa de progreso lenta pero constante.

En la última década, los desarrollos en posicionadores de válvula inteligentes y digitales han superado claramente la performance de los sistemas mecánicos y electroneumáticos. Mientras tanto, los avances en protocolos de comunicaciones digitales permiten que la tecnología de controladores inteligentes progrese e integre una funcionalidad más sofisticada.

Por ejemplo, los fabricantes de posicionadores se van alejando de los diseños que requieren un contacto directo con el vástago de la válvula para realimentación al posicionador a favor de la tecnología de sensores de efecto Hall sin contacto.

Asimismo, las mejoras en cuanto a diagnósticos de dispositivos tienen que ver con facilitar la transición del mantenimiento tradicional correctivo y programado al mantenimiento predictivo. Los diagnósticos con posicionadores de válvula son cada vez más sofisticados y ofrecen la posibilidad de testear válvulas para determinar si requieren mantenimiento o reemplazo.

Los protocolos de fieldbus digitales y las unidades de procesamiento central de baja potencia aceleraron la evolución del posicionador de válvula. Igual que los sensores y controladores de proceso que incorporaron capacidades inteligentes, los posicionadores y los controladores de válvula también siguieron por el mismo camino.

El advenimiento de posicionadores inteligentes de válvulas de control con capacidades internas de tendencias, diagnósticos, estados de alarma, etc., elimina, en muchos casos, la necesidad de un software externo. Esta solución es más segura en caso de fallas, ya que los cambios de configuración deben realizarse físicamente en el posicionador.

Además, el conservar datos históricos de la válvula en el posicionador en lugar de hacerlo en el software del sistema de control distribuido garantiza que no se pierda información valiosa si el posicionador llegara a ser retirado de servicio. Asimismo, la posibilidad de configurar localmente el posicionador elimina la necesidad de un dispositivo portátil costoso.

Algunas de las innovaciones más importantes en el monitoreo automatizado de válvulas tienen que ver con el aire de suministro (por ejemplo, medir y registrar la presión del suministro de aire al posicionador y enviar una alarma si cae por debajo de un valor predeterminado), el aire de salida (por ejemplo, medir y registrar la presión del aire de salida al actuador y enviar una alarma si no se hace presente después de un determinado período de tiempo), emisiones (por ejemplo, detectar una fuga en la sección de fuelle de la válvula de control y cerrar la válvula sin control externo si aparece una fuga), y solenoides de parada de emergencia (ESD) (por ejemplo, testear y determinar si el solenoide opera según lo requerido en caso de una emergencia).

Una mejora muy importante en la tecnología de válvulas automatizadas es el test de carrera parcial (PST), una característica incorporada en el posicionador que mueve una válvula ESD de la posición 100% abierta a una posición predeterminada (80%) y luego de vuelta a 100%. Esto indica que la válvula se moverá cuando sea necesario. Las nuevas técnicas permiten realizar el PST desde una fuente externa o automáticamente de acuerdo a un intervalo predeterminado, reportando los resultados de pasa-falla del test.

Además, la generación actual de posicionadores inteligentes puede utilizar entradas discretas y salidas discretas para disparar una salida a control, mientras que el monitoreo de la fricción de la válvula puede indicar el aumento o la disminución de la fricción en la válvula y el tipo de histéresis que está causando.

En cuanto a las mejoras en la salud de dispositivos y sistema, ahora es posible realizar tests de firma de válvula para evaluar con exactitud la condición de sus componentes internos, eliminando servicios de equipos, compras de repuestos y reemplazos innecesarios de válvulas. Es posible correr simultáneamente tendencias e histogramas para seguir el desempeño del posicionador, y entregar un listado de estados de alarma con el registro de las alarmas.

Todas estas características avanzadas permiten determinar la salud general de los activos e instrumentos y luego formular estrategias eficaces de mantenimiento.

También hay disponibles soluciones avanzadas para el monitoreo de emisiones fugitivas que evitan fallas en el sello de fuelle y empaquetadura de la válvula, con la potencial descarga de gases peligrosos. De esta forma,  el posicionador puede sensar internamente la carcasa del sello de fuelle, abrir o cerrar la válvula, o moverla a una posición predeterminada si la presión es demasiado grande. Si el posicionador detecta una fuga, puede enviar una alarma alertando a los operadores acerca del estado de la válvula. Gracias a la detección temprana de emisiones fugitivas mediante el monitoreo de fugas, las plantas pueden programar de inmediato un mantenimiento para minimizar la contaminación del aire y evitar multas.

Por último, el consumo de energía es una preocupación crítica en los equipos industriales. Los sistemas de control alguna vez se diseñaban con la fuente de alimentación entregando 1,5 veces los requerimientos de corriente para la alimentación de lazos individuales.

Con el tiempo, las plantas fueron  aumentando gradualmente sus demandas de consumo de energía en cada gabinete de E/S al punto de afectar los instrumentos de campo. Los fabricantes de instrumentos respondieron a esta situación desarrollando nuevos diseños de posicionadores con una mayor eficiencia energética. Los anteriores posicionadores requerían aproximadamente 2 a 3 watts (W) para operar, mientras que la generación actual de posicionadores requiere tan sólo 0,5 a 0,75 W para operar, incluso con características avanzadas.

 

Posicionador digital Logix 3800
Este posicionador digital de alta precisión simplifica la instalación gracias a una fácil configuración y calibración. También mejora el tiempo de operación del proceso, la confiabilidad y la productividad. Sus diagnósticos avanzados no sólo identifican problemas en la válvula de control, sino que también promueven acciones correctivas que aceleran el retorno a la operación.

 

Elegir la solución correcta

Los modernos diseños de posicionadores de válvulas de control permiten su uso como dispositivos on/off o en cualquier combinación de control para incluir regulación, modulación, mezcla o incluso aislación.

Los posicionadores son dispositivos de alta ingeniería y no deben ser tratados como productos básicos. No hay que olvidar que el desempeño de una válvula de control afecta directamente la eficiencia de una planta, la rentabilidad general y los costos del ciclo de vida de los activos.

Las plantas de proceso plantean dos requerimientos básicos para las válvulas de control: facilidad de uso y rentabilidad. Sin embargo, a la hora de elegir un dispositivo para automatizar válvulas, también entran en juego otros factores importantes:

  • Requerimientos específicos de una aplicación
  • A prueba de explosión
  • Seguridad intrínseca
  • Montaje remoto
  • Alta temperatura
  • Baja temperatura
  • Certificaciones eléctricas
  • FM
  • CSA
  • ATEX
  • Especificación SIL
  • Sistema de seguridad

La comunicación fomenta la automatización en instalaciones industriales complejas. Al respecto, los posicionadores de válvulas de control deben ser capaces de comunicarse con todos los protocolos reconocidos de dispositivos de campo, que van desde los tradicionales analógicos a HART, Mod­bus, PROFIBUS, fieldbus Foun­da­­tion y Ethernet Industrial.

Un posicionador de válvulas que integra comunicaciones digitales ofrece a los operadores de planta una mayor visibilidad y control sobre activos críticos. Los posicionadores inteligentes tienen una mayor capacidad y brindan beneficios prácticos como consecuencia de una mejor performance de la planta y mayores eficiencias operativas.

La principal razón que explica la popularidad de los posicionadores digitales es que pueden hacer mucho más que controlar la posición de la válvula.

Los posicionadores más recientes también pueden recolectar datos sobre la válvula para alertar automáticamente a los usuarios acerca de su desempeño y montaje.

 

Posicionador inteligente LOGIX 3200MD
El posicionador LOGIX 3000MD de Flowserve cuenta con certificación para uso en áreas clasificadas, a prueba de explosión e intrínsecamente seguras (FM, ATEX, IEC, INMETRO, entre otras). Puede utilizarse en válvulas lineales y rotativas con actuadores de simple y doble efecto. El posicionador cuenta con un botón de autocalibración QUICKCAL que permite su puesta en servicio en unos segundos y también el ajuste local de ganancia para variar la respuesta sin modificar los parámetros del lazo. Como opcionales cuenta con realimentación de posición con salida de 4-20 mA, cerramiento totalmente en acero inoxidable para instalación en ambientes adversos y montaje remoto para aplicaciones con muchas vibraciones.

 

Mirando hacia el futuro

Una respuesta lógica a las crecientes presiones económicas, ambientales y competitivas es modernizar la tecnología de automatización, por lo que muchas empresas invierten en dispositivos de control de última generación.

Ya hay tecnología que permite simplificar las operaciones y hacerlas más eficientes. Los proveedores de soluciones con válvulas automatizadas incorporan ahora características que permiten responder a los cambiantes requerimientos de la industria. Van apareciendo nuevas formas de comunicación, así como también herramientas para responder a requerimientos adicionales de diagnóstico.

La posibilidad de cambiar válvulas de control lineales neumáticas por válvulas de control lineales eléctricas ya está en el horizonte.

Las válvulas de control son una opción lógica para la inteligencia digital y suelen ser uno de los elementos más importantes a la hora de establecer una estrategia exitosa de gestión de activos de planta. Además, al disponer de capacidades de automatización de válvulas más inteligentes, los usuarios finales podrán diagnosticar y reparar mejor un problema antes de que ocurra una falla.

 

Conclusión

Una mayor automatización de las válvulas de control permite mejorar continuamente la eficiencia del proceso y la calidad del producto al tiempo que protege personas, plantas y medioambiente.

Con la más reciente generación de posicionadores de válvulas de control inteligentes, es posible tener más diagnósticos a nivel local y comprender mejor el desempeño de una válvula a un menor costo.

Cualquier decisión de usar un posicionador en una válvula debe hacerse con especialistas experimentados en válvulas de control, quienes podrán asesorar sobre el tipo más adecuado de posicionador y técnica de instalación a fin de optimizar la válvula de control.

 

Representante de Flowserve en Argentina: Esco Argentina S.A.

OpreX es una denominación que se refiere a la excelencia en tecnología y soluciones que cultiva Yokogawa mediante la co-creación de valor con sus clientes y abarca toda la gama de productos, servicios y soluciones de automatización industrial de Yokogawa.

Con su nueva marca OpreX, Yokogawa ofrecerá soluciones integradas que soportan la transformación y el crecimiento de sus clientes a través de las lentes de sus necesidades de negocio. OpreX comprende cinco categorías:

ν Transformación OpreX – Amplias soluciones que promueven la excelencia operacional en todas las actividades de negocio de una empresa, desde producción hasta organización de la cadena de suministro y gestión de riesgo y negocio.

ν Control OpreX – Sistemas de control confiables que responden rápidamente a cambios en gestión y operaciones y establecen la base necesaria para que se puedan alcanzar altos niveles de eficiencia, calidad, seguridad y estabilidad en operaciones de planta.

ν Medición OpreX – Instrumentos de campo y sistemas que ofrecen medición, adquisición de datos y análisis de alta precisión.

ν Ejecución OpreX – Servicios flexibles y ágiles de implementación de proyectos, incorporados en un sólido registro de seguimiento global.

ν Ciclo de vida OpreX – Servicios de mantenimiento y desarrollo diseñados para que se puedan lograr operaciones optimizadas a lo largo de todo el ciclo de vida de una planta, trabajando lado a lado con sus clientes.

Los precios del petróleo, los altos costos de exploración y el cumplimiento estricto de regulaciones medioambientales obligan a la industria de petróleo y gas a adoptar una política más agresiva para implementar automatización a fin de optimizar procesos en pos de mayores ganancias en productividad, economía de costos y contención de emisiones.

En el pasado, los trabajadores recorrían el yacimiento de petróleo para monitorear manualmente métricas de operaciones, tales como niveles de tanques, caudal de petróleo y posición de válvulas. La automatización y la conectividad ofrecen buenas oportunidades para implementar soluciones más inteligentes en la gestión de yacimientos de petróleo y proceso. 

Cuando se piensa en introducir controles automatizados en la industria de petróleo y gas, los sistemas wireless de monitoreo y control tienen la capacidad de seguir, gestionar y conectar automáticamente activos diferentes y remotos para mejorar operaciones y reducir costos. 

Estos sistemas de control con sensores wireless permiten a los operadores estar informados acerca del estado en tiempo real de caudalímetros y bombas, presiones en cabezales de pozos, niveles en tanques y emisiones, además de facilitar una mejor utilización de los equipos y el cumplimiento de las regulaciones medioambientales vigentes.

Además de automatizar la recolección de datos, estos sistemas remotos de telemetría están configurados para interrumpir operaciones o alertar a operadores en el momento en que los parámetros llegan a umbrales programados. Los datos históricos pueden aportar tendencias para una mejor gestión de los activos, por ejemplo garantizar que los tanques de almacenamiento nunca se rebalsen o que las bombas operen en sus niveles óptimos.

Con un sistema wireless remoto de monitoreo y control, los operadores pueden seguir las condiciones en forma remota, resolver problemas, cambiar parámetros de monitoreo y detener operaciones específicas desde la comodidad de una computadora remota. 

Por ejemplo, en una exploración upstream, las compañías deben gestionar y disponer el agua producida desde los pozos. Un método de disposición es despachar camiones para vaciar los tanques de almacenamiento. Monito­reando los caudales de cada pozo y teniendo en cuenta las capacidades de los tanques de almacenamiento, un operador podrá anticipar cuándo programar la tarea de vaciado de los tanques.

 

Cableado versus wireless

Si bien la industria de petróleo y gas usa predominantemente sistemas cableados que conectan sensores a un sistema de recolección de datos, los sistemas wireless de monitoreo remoto probaron ser el método más económico y versátil en instalaciones existentes que se encuentran en las ubicaciones hostiles y de difícil alcance de los yacimientos de petróleo. 

El uso de telemetría wireless remota para el monitoreo de caudalímetros ofrece importantes ventajas respecto de sus contrapartes cableadas:

  • El electricista no necesita tender alimentación, cables o ductos, lo que simplifica la instalación y la configuración del medidor.
  • La ausencia de requerimientos de cableado reduce costos.
  • El operador puede fácilmente redestinar un medidor a un nuevo proceso sin preocuparse por cómo retornan las señales al sistema de control.
  • Ante protocolos de comunicación que cambian sin cesar, los operadores pueden actualizar cada dispositivo del sistema a HART, Modbus u otro protocolo intercambiando el gateway en lugar de cada dispositivo.

 

Sin cables

Una importante ventaja de usar un sistema wireless es que no requiere cables. Un sistema cableado requiere el tendido de cables para conectar distintos puntos finales. De acuerdo a la ubicación del sistema cableado, tender conductos en grandes áreas puede volver prohibitivo el costo de una red cableada. Además, si un sistema cableado de monitoreo requiere reparación o reconfiguración, se necesita un nuevo cableado para completar la tarea.

Los sistemas wireless remotos de monitoreo y control simulan la arquitectura de un sistema cableado usando enlaces en lugar de cableado para transmitir datos. Por ejemplo, en una aplicación de monitoreo de nivel de tanques, común en la industria de petróleo y gas, los radio nodos alimentan y reciben datos de los sensores de nivel ubicados en el tanque sin necesidad de cables o líneas de alimentación. Los nodos transmiten los datos a un gateway que los formatea en cuanto a accesibilidad por medio de un PLC en una sala de control o a través de una conexión de Internet.

Un sistema wireless tiene un costo competitivo con los sistemas cableados, que implican requerimientos costosos de instalación. Además, es posible configurar y testear sistemas wireless, junto con sus sensores, en entornos controlados, lo que reduce el trabajo in situ en 50 a 70%.

Opera en una gran variedad de terrenos y entornos

La mayoría de los yacimientos de petróleo y gas incluyen muchos kilómetros de terreno accidentado y entornos difíciles que complican el acceso de los operadores y muchas veces lo torna peligroso. Los sistemas wireless remotos de monitoreo y control correctamente especificados pueden operar en condiciones difíciles, territorios accidentados y también sobre rutas, vías de agua, edificios u otras estructuras que suelen limitar la conectividad cableada.

Las radios de un sistema wireless remoto de sensado soportan transmisiones robustas de datos en bandas ISM (Industrial, Scientific and Medical) sin licencia a través de distintos terrenos, estructuras y climas, y continúan operando durante años sin verse afectados por elementos climáticos. Un sistema wireless remoto de monitoreo y control para operación en áreas peligrosas también puede trabajar en entornos cáusticos o explosivos.

Puesto que los sensores y otros componentes no están conectados físicamente, los sistemas wireless pueden aguantar las descargas eléctricas que destruyen los sistemas cableados. Si un rayo llegara a golpear un sensor en un sistema cableado, los efectos se propagan a lo largo del cable, muchas veces destruyendo los equipos adosados. Las redes wireless aguantan mejor los rápidos cambios que se producen en los campos eléctricos en caso de descargas eléctricas. Mientras nada sobrevive a una descarga eléctrica directa, un sistema wireless en ese caso sólo pierde un activo y no toda la red.

 

Acepta multiples y variados sensores

A la hora de monitorear distintos parámetros en la misma red, un sistema cableado necesita que cada sensor esté cableado al controlador y conectado a un puerto de interface. Las redes cableadas de mayor tamaño podrían necesitar un panel considerable con distintos tipos de interfaces. 

Un sistema wireless ofrece una interface de comunicaciones digitales (4-20 mA, Modbus RS485, HART) que permite conectar múltiples sensores al controlador en un solo puerto sin el gasto de tener un conducto. Un módulo de interface Ethernet puede reunir información del gateway en una red Wi-Fi local para acceso local o en un modem que conecte la Internet y un proveedor de servicio de nube. 

Además, un sistema wireless versatil de monitoreo y control es agnóstico en cuanto al sensor, lo que le permite al usuario implementar una red completamente wireless usando los mejores sensores. Por ejemplo, algunas aplicaciones implican el monitoreo de diversos parámetros (presión, nivel, temperatura y caudal) de distintos activos. Otras requieren sensores específicos para abordar las condiciones particulares de cada aplicación.

La conectividad inalámbrica resuelve el problema de mezclar múltiples tipos de interface de sensor para que puedan coexistir dentro de la misma red y proveer nodos con distintas interfaces de sensor. Los operadores pueden agregar o sacar rápidamente sensores según necesidad para medir distintos parámetros. La red lleva los datos de diferentes sensores a un punto único con una sola interface de datos.

Puesto que los sensores representan una parte importante del uso de energía, los sistemas wireless permiten reducir los costos de energía al ponerlos en el modo de reposo desconectándolos o colocando todo el sistema wireless de telemetría en un estado de baja energía y ‘despertándolos’ según un programa o iniciados por un evento.

 

Soluciones wireless SignalFire.

 

Gran escalabilidad

En los yacimientos de petróleo, la distancia de las comunicaciones puede ser importante. Los gateways robustos de un sistema wireless remoto de monitoreo aceptan cientos de nodos transceptores, lo que permite que la red cubra una gran área geográfica y se puedan lograr comunicaciones a grandes distancias entre activos ampliamente desperdigados. 

Antes de elegir un sistema wireless remoto de monitoreo y control, hay que estar seguros de que se respetan todos los requerimientos operativos. Muchas soluciones inalámbricas comerciales no pueden operar en entornos peligrosos. Algunos fabricantes requieren sensores específicos. Si bien el costo es un factor, se trata tan sólo un ítem a la hora de elegir un sistema de control de sensores wireless capaz de abordar las necesidades de operación hoy y en el futuro.

 

Soluciones wireless SignalFire

A la hora de agregar mediciones en una planta existente o instrumentar un nuevo sitio remoto (playa de tanques, batería de producción, separador, puente de inyección, etc.), la instrumentación inalámbrica es indudablemente una alternativa a considerar.

Esta tecnología se ha vuelto muy atractiva gracias a importantes ventajas, tales como ahorro de cableado, facilidad de instalación, posibilidad de uso en áreas clasificadas, etc. 

La solución SignalFire está basada en una arquitectura tipo malla o “mesh”, que se denomina SFRSS (SignalFire Remote Sensing System). La arquitectura incorpora un concentrador comunicado con nodos o sensores remotos.  Esta tecnología confiere robustez y confiabilidad al sistema, dado que la información de un nodo puede llegar al concentrador por varios caminos, a diferencia de las soluciones punto-multipunto donde la comunicación es por una sola vía.

Los nodos suelen alimentarse con baterías internas; para prolongar su duración, se mantienen en un modo de muy bajo consumo y, en un intervalo configurable, transmiten la información a la red.  Esto permite lograr una autonomía de varios años, disminuyendo los costos de mantenimiento del sistema. En caso de que se necesite una frecuencia de refresco de la información muy alta, es posible alimentar el dispositivo de campo con un panel solar, también apto para áreas clasificadas.  

SignalFire ofrece transmisores de campo inalámbricos para señales analógicas (4-20 mA y 1-5 V) y discretas, sensores de temperatura (termorresistencias y termocuplas), pulsos (caudalímetros), presión, nivel e interfase con sensor magnetoestrictivo, dispositivos HART o Modbus, etc.  

Toda la información de los dispositivos se concentra en un gateway, que ofrece comunicación Modbus RTU o TCP hacia el sistema de control de la planta, PLC, RTU o radio de largo alcance.

 

Esquema de la configuración de un sistema wireless remoto de monitoreo y control. Los nodos transmiten los datos recolectados de manera inalámbrica desde los sensores y los envían a un gateway que formatea la información en cuanto a accesibilidad por medio de un PLC en un centro de control o conexión de Internet a través de una laptop. Con gateways que aceptan hasta 10.000 nodos, una red wireless de control de sensores puede cubrir un área geográfica de cientos de kilómetros cuadrados.

 

Solución realmente económica

Muchos usuarios han intentado implementar una solución inalámbrica como WirelessHART o ISA100 pensando tan sólo en los ahorros que iban a conseguir en la instalación, pero llegando tristemente a la conclusión de que dichos ahorros no eran tales luego de considerar los altos costos de los dispositivos de campo (mayores a los de un transmisor convencional), del gateway y, en algunos casos, de las licencias de software necesarias.

Pero los ahorros se notan desde la implementación del sistema, ya que el precio de un dispositivo de campo inalámbrico es similar al de uno convencional con salida 4-20 mA + HART mientras el costo del gateway se justifica rápidamente con los ahorros logrados en mano de obra, cableado y todos sus accesorios (zanjeo, cañeros, bandejas, soportes, cajas de paso, borneras, selladores, terminaciones, etc.). 

El software SignalFire Toolkit, que permite la configuración de los dispositivos de campo y de los gateways, se entrega y actualiza en forma gratuita.

 

Integración con otros sistemas

Cada sistema está compuesto por un gateway con comunicación Modbus (RTU o TCP), y los dispositivos wireless asociados (hasta un máximo de 240 por cada gateway). 

Cada dispositivo de campo debe configurarse con una dirección particular, que terminará siendo el ID de Modbus del mismo.  

A su vez, el gateway también tendrá su propio ID a través del cual el sistema de la planta podrá acceder a información de la red inalámbrica.

Por lo tanto, para que el sistema de la planta pueda leer un valor, sólo tiene que interrogar al esclavo correspondiente (por ejemplo, al ID del sensor de presión instalado en la bomba) y preguntar por la variable de proceso.

 

Transmisión confiable, robusta y segura

Una red de tipo mesh garantiza la transmisión de datos entre dispositivos de campo activos y el gateway a través de un gran número de caminos posibles.  

De esta forma, ofrece un altísimo nivel de confiabilidad, ya que, con cada nuevo dispositivo instalado, se crea un camino para la transmisión de la información, aumentando así la robustez de la red.

Otro mecanismo destinado a garantizar la seguridad de la solución es la posibilidad de encriptación de los datos transmitidos. Al respecto, SignalFire permite la configuración de una clave para encriptar los datos, garantizando que la informacion no pueda ser interceptada o modificada.

La información que los dispositivos de campo reportan al gateway incluye parámetros de diagnóstico, por ejemplo el nivel de la batería, la calidad de la señal inalámbrica y otros valores que pueden usarse para detectar fácilmente problemas de comunicación o programar un mantenimiento preventivo.

 

Preparado con el asesoramiento del Ing. Pablo A. Batch, Gte. Ingeniería de Aplicaciones, Esco Argentina S.A.

Automatización de válvulas.
Automatización de válvulas.

 

Aunque pareciera que la industria de automatización de válvulas ha permanecido relativamente sin cambios a lo largo del tiempo, lo cierto es que no hay nada más alejado de la realidad. La verdad es que han ocurrido numerosos cambios en la automatización de válvulas en los últimos 15 ó 20 años, y entre los más importantes se puede mencionar el creciente uso de posicionadores de válvula digitales.

Sin lugar a dudas, la tecnología digital ha cambiado drásticamente el mundo en muchos aspectos, y la automatización de válvulas no ha sido inmune a esos cambios. Como resultado, muchas plantas tienen hoy la oportunidad de aprovechar los beneficios que ofrece la automatización digital de válvulas.

Otro cambio importante en automatización de válvulas es la capacidad de comunicación inalámbrica (wireless). Gracias a la tecnología wireless, se han desarrollado aplicaciones de monitoreo que mejoran los niveles de confiabilidad, seguridad, cumplimiento ambiental, mantenimiento e incluso eficiencia personal.

Sistema de sensado remoto wireless SignalFire.
Sistema de sensado remoto wireless SignalFire.

 

Al respecto, cabe señalar que hay dos tipos básicos de control: de lazo abierto y de lazo cerrado. En ambos casos, es posible ahora reducir el tiempo de alineación, minimizar la exposición del operador a productos químicos y escaleras que plantean riesgos y evitar errores humanos que podrían llevar a pérdidas de producción y derrames ambientales. 

Gracias a la automatización wireless de válvulas, es mucho más fácil incorporar válvulas automatizadas durante la fase de planificación de un proyecto.

Hay distintos tipos de automatización de válvulas, cada uno con sus servicios específicos según industria y trabajo involucrado. Incluye actuadores eléctricos, actuadores hidráulicos, actuadores neumáticos, actuadores manuales, límites de carrera, posicionadores, capacidades de conexión en redes, etc. 

Entre los beneficios más inmediatos que los usuarios podrán obtener de la automatización digital de válvulas es la capacidad de autocalibración. 

También cabe mencionar la posibilidad de capturar datos de una manera mucho más fácil utilizando un microprocesador. Las capturas básicas de datos incluyen temperatura ambiente, presión de operación, cuenta-recorrido de válvula y el histograma. Si bien esta clase de datos ya estaba disponible con productos analógicos, pasar a la tecnología digital los mejora gracias a una mayor realimentación del posicionamiento.

Posicionador digital Logix 420. Ofrece un comisionamiento rápido y un control exacto y confiable.
Posicionador digital Logix 420. Ofrece un comisionamiento rápido y un control exacto y confiable.

 

La interface de operador ofrece numerosas opciones. Los sistemas de bus y los teclados locales son ejemplos más que evidentes. De esta forma, el operador tiene la capacidad de realizar cambios rápidos, exactos y eficientes en una gran variedad de parámetros, tales como tiempo de cierre, tiempo de apertura, características de caudal y banda muerta.

La tecnología de sistemas de bus ha avanzado bastante hoy en día, y es allí donde muchos usuarios encuentran que la tecnología HART ofrece un buen número de beneficios. Se consigue un diseño más robusto y sencillo, además de una portabilidad de dispositivos que es considerada sumamente atractiva en muchas industrias.

A la hora de implementar una nueva estrategia de automatización de válvulas en una instalación ya existente, es importante comparar y evaluar los distintos factores que intervienen antes de elegir el tipo correcto de automatización de acuerdo a las necesidades. De esta manera, se podrá determinar qué sirve y qué no sirve en un entorno específico. 

Al mismo tiempo, además de considerar las capacidades necesarias en el corto plazo, también conviene pensar acerca de las futuras necesidades. De esta forma, no se verá ‘golpeado’ por gastos adicionales a la hora de implementar nuevas características más adelante. También recuerde que, si bien el precio inicial es importante, no debe ser el factor definitivo en la toma de decisiones, ya que también hay que considerar e incluir el mantenimiento emergente.

 

Las imágenes que acompañan esta nota son gentileza de Esco Argentina S.A.

En un entorno de negocio plagado de demandas del mercado cada vez más complejas, una competencia que se intensifica, avances tecnológicos frenéticos y el nacimiento de una gran variedad de nuevos modelos de negocio, la definición de proveedor de soluciones implica resolver un gran número de necesidades potenciales de los clientes. 

Dentro de este contexto, Yokogawa considera que, para lograr una verdadera comprensión de estas necesidades, el primer paso es convertirse en un partner de sus clientes y juntos recorrer este camino cada vez más arduo. A tal fin, Yokogawa acaba de introducir un nuevo concepto de negocio de automatización industrial que denominó ‘Synaptic Business Automation’.

La automatización industrial de hoy en día requiere aprovechar la IT para aumentar los niveles de eficiencia y optimización más allá de la automatización tradicional a nivel de control, incluyendo gestión y cadena de suministro, para asegurar rentabilidad y sustentabilidad durante todo el ciclo de vida de las operaciones.

Un problema común que enfrentan todas las empresas, cualquiera sea la industria, es la competencia, que cada vez se vuelve más intensa. Además, el mercado plantea nuevos desafíos casi en forma diaria más allá de introducir lo nuevo en tecnologías, productos y servicios, siendo uno de estos desafíos la rápida evolución de la tecnología digital, que ha asumido un rol vital en la automatización industrial de estos días.

Comenzando con el reemplazo de los relés electromecánicos con PLCs muchos años atrás, el avance de la tecnología digital en paralelo con IT ha contribuido significativamente a una mayor practicidad y eficiencia. Mejorar la eficiencia de gestión, construir nuevos modelos de negocio en base a digitalización y promover la automatización resultan elementos absolutamente esenciales en el mundo competitivo de hoy en día.

La adopción a gran escala de la digitalización tiene sus peligros, ya que implica un cierto riesgo considerable, por ejemplo la pérdida potencial de información relacionada con clientes o tecnológica, como así también el riesgo de seguridad de IT. Igual a lo que ocurre hoy en día con la compra e instalación de software de seguridad, que es algo trivial en computadoras individuales, el negocio exige cuidado a ese nivel y aún más, ya que, en este aspecto, hay riesgos de seguridad que son únicos para cada negocio.

Los elementos clave de una gestión de planta eficaz hoy en día incluyen: 

  • Capacidad de responder de manera flexible a fluctuaciones en la competitividad del mercado;
  • Una mayor rentabilidad;
  • La aplicación de tecnología digital;
  • Contramedidas de seguridad. 

De manera similar, también se están viendo cambios rápidos en las demandas a proveedores en el espacio de automatización industrial. Y como la transición hacia esta nueva era no se detiene, es natural que los negocios se reinventen activamente a sí mismos, por lo que muchas organizaciones están mutando de simples proveedores de productos y servicios de mantenimiento a proveedores de amplias soluciones destinadas a abordar directamente los puntos problemáticos de sus clientes.

Bajo el concepto de ‘Synaptic Business Automation’, Yokogawa aspira convertirse en una compañía en la que sus clientes podrán confiar para la provisión de soluciones integrales. ‘Synaptic’ (sináptico – que viene de sinapsis) se refiere al proceso de transmisión de los pulsos nerviosos a través del sistema nervioso desde y hacia el cerebro mediante el mecanismo de interconexión entre neuronas, lo que significa en este caso compartir información sin restricciones entre datos, sistemas, a nivel organizacional, conocimiento y cadena de suministro. 

Por otro lado, la ‘Business Automa­tion’ (automatización del negocio) va más allá de la automatización tradicional a nivel de control para expresar ahora automatización de operaciones y procesos de negocio, aportando un mayor valor de negocio a sus clientes.

Synaptic Business Automation expresa un estado ideal de un negocio donde sintetizar datos, sistemas, organizaciones, conocimiento y cadenas de suministro agrega valor y refuerza la competitividad. Los datos vinculados con procesos de manufactura, operaciones de planta, recursos humanos y cadenas de suministro pueden ser organizados, integrados, controlados, desglosados y analizados para tomar decisiones adecuadas en distintos niveles de la organización, desde operaciones en el campo hasta gestión corporativa.

Synaptic Business Automation genera valor corporativo para sus clientes a través de distintas vías:

  • Operación elástica – Adaptación más flexible a cambios en áreas como salud, seguridad, ciberseguridad y medio ambiente, optimización organizacional y cumplimiento regulatorio.
  • Producción optimizada – Optimiza el CAPEX (gasto de capital) y el OPEX (gasto operacional) durante todo el ciclo de vida de una planta, y mejora la confiabilidad. Al mismo tiempo, genera directamente valor resolviendo problemas y optimizando operaciones a lo largo de una cadena de suministro, lo que mejora la productividad y la rentabilidad.
  • Innovación en el negocio – Trabaja con clientes específicos para crear nuevos modelos de negocio que fomentan la excelencia en manufactura mediante provisión de servicios basados en la nube, impulsan la colaboración con clientes y proveedores, e introducen prácticas de manufactura amigables con el ambiente que son esenciales para lograr una sociedad sustentable.

Yokogawa tiene muchos años de experiencia trabajando con tecnología operacional (OT). Al combinar su conocimiento profundo en cuanto a gestión de planta, operaciones, industrias y procesos, con su portfolio de soluciones de automatización e informática y su experticia en consultoría, la empresa se encuentra idealmente posicionada para generar un nuevo valor. Al trabajar conjuntamente con sus clientes según su eslogan ‘Co-inno­vating tomorrow’, Yokogawa responde claramente a los ideales expresados en su nuevo concepto de Synaptic Business Automation.

Con Synaptic Business Automation, los usuarios podrán lograr un mayor valor de negocio y crecimiento gracias a la posibilidad de implementar operaciones sólidas altamente flexibles y un sistema de producción optimizado capaz de soportar naturalmente colaboración, como así también mayores niveles de rentabilidad y sustentabilidad.

Yokogawa va aún más allá, promoviendo activamente la convergencia OT-IT en base a co-innovación y un amplio conocimiento acumulado en muchos años. 

Dentro de este contexto y apuntando a lograr sinergia con su propia tecnología de automatización propietaria y concretar los objetivos de su nuevo concepto de negocio de automatización industrial, Yokogawa adquirió recientemente tres compañías (KBC Advanced Technologies, Industrial Evolution y Soteica Visual Mesa) y está colaborando de manera proactiva con otras empresas de IT.

La automatización orgánicamente conectada no está limitada a una sola planta, sino que facilita la colaboración y la optimización de la cadena de suministro, y finalmente contribuye al sistema social. 

De esta forma, mientras va avanzando junto a sus clientes y soportándolos en su búsqueda de crecimiento, Yokogawa se está convirtiendo en una entidad firmemente embebida en la red sináptica de la sociedad.

Siemens está expandiendo su serie de controladores de automatización SIMATIC para aplicaciones basadas en PC. La nueva CPU 1515SP PC 2 para SIMATIC ET 200SP Open Controller combina las funciones de un controlador de software basado en PC con visualización, aplicaciones de Windows y E/Ss centrales en un solo dispositivo compacto. 

Por primera vez, las funciones de seguridad están integradas directamente, por lo que el CPU 1507S F es considerado el único controlador del mundo con control failsafe basado en PC que se opera independientemente del sistema operativo, lo que garantiza una alta disponibilidad del sistema y facilita el arranque rápido del controlador. También es posible ahora instalar las actualizaciones de Windows y reiniciar el sistema durante la ejecución del controlador, lo que evita, además, la necesidad de un controlador de hardware, ahorrando espacio y dinero, y reduciendo costos de ingeniería. 

La combinación de un control basado en PC y programas con lenguajes de alto nivel hacen que el controlador de software SIMATIC S7-1500 sea adecuado para la fabricación de máquinas con fines específicos.

A medida que cambia la dinámica del mercado y se intensifica la competencia global, la industria va examinando todos los rincones de una organización para descubrir cómo recortar costos y aumentar la productividad sin afectar la eficiencia o la seguridad de una planta. En esta búsqueda, muchas empresas de control industrial están ampliando sus capacidades de automatización acoplando software para abordar los procesos de negocio y, de esta forma, elevar la eficiencia de las operaciones a nivel global.

Recientemente, en el ARC Forum en Orlando, Yokogawa anunció su contribución a la optimización de procesos de negocio con el lanzamiento de un software de Gestión de Operaciones que registra y gestiona los datos relacionados con el trabajo del personal de planta.

Este software es parte del nuevo concepto de negocio de Yokogawa denominado Synaptic Business Automation, que apunta a generar valor para clientes conectando todo, desde sistemas y servicios a la cadena de suministro, y también a la gente. El nombre Synaptic se basa en la palabra ‘sinapsis’, que es una estructura en el sistema nervioso que juega un rol importante en la transferencia de señales a otras partes del cuerpo humano. De manera similar, Synaptic Business Automation está diseñada de una manera que permite digitalizar y estandarizar datos en base a un conocimiento acumulado, y luego facilitar el intercambio de información entre grupos en el piso de planta.

La tecnología subyacente viene del conocimiento de dominio de KBC Advanced Technologies, adquirida por Yokogawa en 2016, y apunta a lograr excelencia operacional y mejorar la rentabilidad de segmentos tanto upstream (producción de petróleo) como downstream (refinerías de petróleo y complejos integrados de producción en refinerías y petroquímica). Basado en la experticia de KBC y el portafolio de productos de automatización de Yokogawa, Synaptic abarca cuatro áreas, que incluyen cadena de suministro, operaciones de activos, gestión e integridad de activos y gestión del riesgo operacional.

El software de Gestión de Operaciones, en particular, ayuda a mejorar la confiabilidad y seguridad ya que garantiza que la fuerza de trabajo tenga la información que necesita para llevar a cabo sus tareas de manera correcta. Significa soportar operaciones seguras y protegidas, pero también puede registrar eventos, acciones y el trabajo realizado en base a las instrucciones de trabajo, facilitando la obtención y el uso de información proveniente de operadores especializados. Además de la industria de petróleo y gas, el software puede ser utilizado en otras industrias de proceso, tales como químicas, generación de energía, pulpa y papel, alimentos, farmacéutica y agua/efluentes industriales.

Automatizar los procesos de negocio es algo único en el mercado,” comentó Simon Rogers, vicepresidente de soluciones avanzadas de Yokogawa. “Ofrece un rápido y sostenido valor a los clientes.”

Eso es consecuencia de un hecho irrefutable: los factores humanos suelen tener su culpa en las paradas de emergencia y otros problemas que inciden en la eficiencia operacional de una planta. En muchos casos, las instrucciones de trabajo se realizan a través de intercambios verbales o con documentos escritos, lo cual hace imposible verificar el progreso del trabajo en tiempo real. Además, pueden cometerse errores al agregar información y resultar difícil localizar registros de operaciones pasadas, lo cual lleva a una creciente necesidad de soluciones de gestión de operaciones que mejoren la eficiencia, la seguridad y la retención de conocimiento.

El software de Gestión de Operaciones digitaliza las instrucciones de trabajo, incluyendo gestión de incidentes y gestión de cambios, e incorpora una interface de usuario intuitiva que permite a los usuarios comprender el estado de una operación con una sola mirada. 

Los KPIs (Key Performance Indicators) – que Yokogawa denomina SPIs (Synaptic Performance Indicators), ya que se basan en el conocimiento de dominio y experiencia de KBC trabajando con Big Data – cubren áreas de mejora de gestión (producción, costos de energía, costos de mantenimiento, márgenes e incidentes), ingeniería (rendimiento o calidad, desempeño, consumo de energía, disponibilidad) y operaciones (desempeño del control, desempeño del proceso, desempeño de activos, alarmas).  

Según Yokogawa, cuando se los aplica, estos indicadores transforman el negocio en una organización impulsada por ganancias versus una operación impulsada por eventos.

El nuevo DeltaV PK de Emerson es un controlador de doble funcionalidad que puede comenzar en pequeño para aplicaciones que no requieren un DCS y suelen ser implementadas con PLCs, y posteriormente ir creciendo en redundancia e integración nativa con un sistema de control distribuido DeltaV, dando como resultado una mayor y mejor visualización de los activos de automatización de planta.

El controlador DeltaV PK brinda un control de automatización escalable para todas las industrias de proceso, desde las industrias de biociencias, petróleo y gas, petroquímica y química, hasta las industrias de manufactura discreta que actualmente recurren a PLCs complejos y no integrados con limitadas capacidades operativas.

Las industrias que actualmente tienden a usar PLCs en aplicaciones de menor tamaño, están creando ‘islas de automatización’ desconectadas que limitan las posibles mejoras en la producción de planta derivadas de una visualización global de los activos de planta. 

Con el desarrollo del controlador DeltaV PK, la vinculación entre aplicaciones de control pequeñas y grandes puede resolverse de una forma fácil y muy rentable.

Con esta nueva tecnología, los ingenieros que desempeñan diferentes roles, tales como ingenieros de automatización, calidad, administradores de planta, etc., pueden aprovechar la información proveniente de este controlador para tener un control de automatización autónomo eficaz y fácil de implementar similar al de un PLC pero con las características de un DCS completo, incluyendo producción por lotes (batch), gestión de recetas, ejecución e historización. Los usuarios podrán elegir en instalar un DeltaV PK autónomo o incorporarlo en forma nativa en su DCS DeltaV. Esta capacidad elimina complejidad operacional y mejora considerablemente el desempeño, la seguridad y la eficiencia de todo su proyecto y ciclo de vida operacional.

El controlador DeltaV PK elimina el proceso de mapeo de datos. La base de datos de un DeltaV PK se puede combinar sin problemas con la base de datos de un sistema DeltaV y usar una herramienta interactiva para convertir el controlador DeltaV PK en un nodo nativo del sistema DeltaV. 

Las entradas y salidas flexibles permiten elegir entre una gran variedad de tipos de hardware en DeltaV: M-series tradicionales, tarjetas CHARMs S-series y tarjetas de E/S Wireless, de acuerdo a las necesidades.

Ofrece seguridad integrada con DeltaV SIS Electronic Marshalling y DeltaV SIS 1508 Safety Logic Solver. Asimismo, es posible conseguir un acceso seguro mediante las herramientas comunes del DeltaV DCS de restricción de acceso.

Otra característica es la redundancia 1:1 sin necesidad de agregar espacio o cambios en la configuración.

El controlador incorpora múltiples protocolos Ethernet, tales como EtherNet/IP y Modbus TCP. También incluye un servidor OPC UA, una opción para arquitecturas de IIoT (Industrial Internet ofThings) y acreditado para trabajar con los estándares de ciberseguridad más actuales.

Igual a las funciones de un PLC o PAC, hay herramientas de software e ingeniería separadas que se pueden instalar en una PC para desarrollo y que se utilizan para configurar, programar y solucionar problemas en el hardware. El programa es descargado luego al controlador.

Uno de los beneficios operacionales tiene que ver con los reducidos costos de ingeniería a la hora de aprender un sistema, ya que utiliza el mismo paquete de software, bloques de función y gráficos de un sistema DeltaV.

Se conecta fácilmente a dispositivos de terceros, tales como Panel HMIs y variadores de velocidad, de forma nativa sin necesidad de usar Ethernet o una tarjeta de E/S dedicada.

En relación a las capacidades para IEC 61850, la versión actual no incluye este protocolo en los puertos del controlador, sino que se debe instalar una tarjeta EIOC para agregar dicho protocolo.

En cuanto a licencias, en una arquitectura autónoma, la cantidad de señales está determinada por el modelo del controlador (PK100, PK300, PK750 o PK1500). No es necesario licenciamiento adicional. En una arquitectura integrada al DCS, el licenciamiento es el habitual de DeltaV, determinado por la cantidad y tipo de señales a conectar.

El controlador PK estará disponible junto con el lanzamiento de la versión 14 de DeltaV, que se lanzará en marzo de 2018.

Para más información:
Ingresar a la página web de Emerson o contactarse con Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.

Mientras la inteligencia artificial va en aumento y la automatización se hace cargo de muchas de las nuevas tareas, hay gente que cuestiona el futuro del trabajo y la importancia de la participación humana. Pero no hay que asustarse: el rol del profesional de automatización está asegurado siempre y cuando estemos dispuestos a cambiar. Eso sí, para mejor…

En el mundo, en distintas culturas y organizaciones, los profesionales de automatización son apreciados no sólo por entregar resultados hoy y la semana que viene, sino también en el futuro, pavimentando el camino hacia un constante éxito competitivo y retorno de la inversión,” explicó Mike Train, presidente ejecutivo de Emerson Automation Solutions, en la sesión de apertura del 2017 Emerson Global Users Exchange recientemente finalizado en Minneapolis. Y dentro de este contexto, incluso las instalaciones que definen el primer cuartil requieren estrategias de automatización totalmente innovadoras.

Hoy en día, el 65% de los proyectos de más de mil millones de dólares no cumplen con sus objetivos en cuanto a costo y programa. “Si lo hubiesen hecho, los ahorros en la industria en un año rozarían los 435 mil millones de dólares,” comentó Train.

La ingeniería y la colaboración basadas en la nube, la tecnología digital incluyendo mellizo digital, y plantas más modernas están ayudando a bajar el costo total de propiedad y generar valor durante todo el ciclo de vida de una planta. Pero para poder implementar los nuevos métodos, los usuarios deberán “tirar por la borda décadas de métodos establecidos para implementar un proyecto,” agregó Train. Y es ahí donde el concepto Project Certainty de Emerson puede aportar las herramientas para superar esta inercia, además de reducir el costo y la complejidad, y acomodar el cambio.

Y luego están “los millones de dólares de pérdidas anuales debido a operaciones subóptimas,” comentó Train. Emerson ve en esto la oportunidad de ganar dos semanas de producción, reducir los incidentes de seguridad en dos tercios, reducir los costos operativos en un 20%, bajar las emisiones en un 30% y conseguir un 4% más de disponibilidad.

El ecosistema digital Plantweb de Emerson dispone de expertos que ayudan a los usuarios a tomar decisiones inteligentes en base a información suministrada a través de una infraestructura IoT segura. Según Train, “lo que buscamos es tener seguridad con la conectividad Secure First Mile entre sistemas operacionales, IT y la nube para habilitar servicios conectados, monitoreo remoto y soporte.

La tecnología es un habilitador, pero no puede con todo por sí sola. “En Emerson estamos construyendo una cultura de colaboración, compromiso y objetivos compartidos que les permita a los usuarios obtener buenos resultados de negocio, resolver sus problemas y llegar a ser una empresa del primer cuartil,” señaló Train.

Todo está bien, pero muchos preguntan qué pasa y qué va a pasar con la gente. ¿La automatización y los robots le sacarán el trabajo? ¿Qué será de ellos? ¿Estamos en el umbral de una distopía?

La tecnología siempre ha modificado nuestra actividad, principalmente por hacer más con menos y mejorando la eficiencia,” explicó Train. “Pero hoy en día, las ganancias de eficiencia son menores, las expectativas son mayores y la eficiencia ya no es más el camino para llegar al primer cuartil. Estamos llegando al final de la filosofía de alcanzar liderazgo recortando costos.”

Necesitamos una tecnología digital transformadora para reinvertir en la gente,” sentenció Train.

Cuanto más redituables seamos, más se podrá invertir en datos y conocimiento. Los operadores de control se convertirán en optimizadores de producción. Los gerentes de operaciones podrán gestionar los resultados del negocio. Los técnicos de mantenimiento se convertirán en doctores de activos y asesores de bienestar.  Los supervisores de la producción dispondrán de una visibilidad 24/7 y podrán normalizar la vida de su personal, que ya no tendrá que ir a la planta a las 2 de la mañana.

El progreso se ve impulsado por tecnologías avanzadas, tales como analítica, movilidad, realidad aumentada y servicios remotos. “Estas tecnologías están disponibles para cualquiera. ¿Por qué entonces algunas compañías tienen éxito mientras otras se demoran? La respuesta pasa por cómo manejan el cambio.”

También es importante aprovechar la tecnología para que la gente pueda tomar buenas decisiones y realizar las acciones correctas. “De esta forma se llega al nuevo trabajador digital, aportándole a la gente destrezas y conocimiento mediante educación y capacitación,” agregó Train.

La automatización es el sistema nervioso central en cuanto a seguridad, confiabilidad y ganancias, además de la producción. “El cambio cultural es difícil de impulsar. Si se lo logra, los profesionales de automatización se convertirán en los líderes del negocio,” concluyó Train.

 

Se viene la era de la productividad con una nueva generación de personal digital

  “Los últimos 30 años han traído avances fantásticos en el sector de manufactura, incluyendo mayores eficiencias operativas gracias a la automatización,” comentó Mike Train. “Sin embargo, los beneficios incrementales que se logran están disminuyendo. En consecuencia, para dar un nuevo paso en cuanto a performance de una empresa, sólo queda la posibilidad de empoderar digitalmente al personal.”

Analizando el comportamiento de las organizaciones del primer cuartil, Emerson ha identificado cinco competencias clave y decisivas a la hora de concretar el valor de la transformación digital:

  • Flujo de trabajo automatizado
  • Soporte de decisiones
  • Capacitación del personal
  • Movilidad
  • Gestión de cambio.

Si bien estos aspectos no son necesariamente nuevos, las innovaciones en la IIoT (Industrial Internet of Things) están aportando oportunidades sin precedentes de evolución en cada área de transformación organizacional. 

En un estudio realizado en 2017 conjuntamente por Industry Week y Emerson, empresas líderes en una gran variedad de industrias han confirmado que la IIoT aporta nuevas posibilidades gracias a una mayor cantidad de información en tiempo real, ser una empresa más fuertemente conectada y disponer de mejores herramientas analíticas. Pero aún así, todos apuntaron sistemáticamente al personal como el factor más importante de éxito. 

Concretamente, a la necesidad de adoptar metodologías eficaces de gestión de cambio para poner un mayor foco en educación y capacitación junto con mejores flujos de trabajo a nivel organizacional para aprovechar efectivamente sus inversiones en tecnología.

Se habla mucho de que la tecnología está reemplazando tareas de manufactura, pero pierden de vista el panorama completo,” indicó Train. “La historia nos enseña una y otra vez que, si bien la tecnología puede llegar a perturbar la naturaleza tradicional del trabajo, la alteración introduce consistentemente nuevas oportunidades y un crecimiento neto de empleo y no una pérdida.”

Las empresas y los empleados que adopten la transformación digital es indudable que tendrán éxito,” sostuvo Train. “Pero todos tendrán que arriesgar algo en este juego. Los empleadores deberán proveer educación y oportunidades de capacitación, mientras los empleados deberán asumir el compromiso de aprender nuevas aptitudes y competencias.”

 

 

Cinco competencias clave en pos de la transformación digital

Emerson está convencido de que el personal de sus clientes tiene que adoptar las mejores prácticas de las empresas del primer cuartil de hoy en día. 

Hay disponible una multitud de tecnologías, pero lo importante es enfocarnos en lo que hay que hacer para embeber esos cambios en la cultura de una organización,” comentó Peter Zornio, gerente tecnológico de Emerson. “Hemos investigado y descubierto que el desempeño de las empresas del primer cuartil incluye, entre otras cosas, vincular las estrategias de colaboración con los objetivos y métricas del negocio, incorporar una cultura de responsabilidad, embeber experticia en los procesos de trabajo y aplicaciones y optimizar utilizando datos en tiempo real.”

Zornio recordó que los usuarios y las organizaciones de control de proceso utilizaban una digitalización similar de sus aplicaciones cuando implementaron controles digitales de procesos de lazo cerrado allá por los años ’70 y ’80. “Recurrían a sensores para recolectar datos en tiempo real, los pasaban por algoritmos de control para generar salidas, movían válvulas y arrancaban bombas, repitiendo el proceso en lazo cerrado,” explicó Zornio. “Y esos mismos métodos se pueden usar ahora en lo que hace a confiabilidad, consumo de energía, seguridad y todas las demás aplicaciones que antes no utilizaban datos en tiempo real o un desempeño codificado.”

Zornio también señaló que la transformación digital de hoy en día permite automatizar gran parte del trabajo de rutina que los empleados solían hacer antes y liberarlos para realizar tareas más creativas en pos de un mejor aprovechamiento de sus aptitudes de pensamiento crítico. “Podrán dejar de lado las tareas tediosas, sucias, peligrosas y distantes para abordar tareas más comprometidas, limpias, seguras y deseables,” explicó Zornio. “Esto no elimina tareas, sino que las actualiza y convierte en tareas intelectuales de mayor valor agregado.”

Zornio informó que Emerson ha identificado cinco competencias clave que las organizaciones de la industria de procesos y su gente deberán tener en cuenta para concretar la transformación digital:

  • Flujo de trabajo automatizado - Eliminar las tareas repetitivas y simplificar las operaciones estándar para que el personal pueda enfocarse en excepciones y otras situaciones que requieren intervención humana. Las soluciones de Emerson en esta área incluyen AMS ARES, DeltaV SaaS, DeltaV Logbooks y Smart Commissioning.
  • Soporte de decisiones – Aprovechar analítica y experticia embebidas para aportar ideas viables destinadas a reducir la complejidad y facilitar una toma de decisones más rápida y de mayor calidad. Las soluciones de Emerson incluyen DeltaV Live, mellizo digital, Plantweb Advisor y Plantweb Insight.
  • Capacitación del personal – Identificar métodos que empoderan a los trabajadores para que puedan adquirir conocimiento o experiencia de manera más rápida y más eficaz a fin de soportar una toma de decisiones de mayor nivel y colaborativa. La experticia de Emerson en esta área incluye asistencia remota de expertos, simuladores para entrenamiento de operadores, un entorno de planta interactivo y Control Performance Academy.
  • Movilidad – Disponer de un acceso seguro para solicitar información y experticia desde cualquier lugar, lo que permite implementar flujos de trabajo colaborativos gracias a información pertinente compartida. Las soluciones de Emerson abarcan AMS ARES Asset View, AMS Trex y DeltaV Mobile.
  • Gestión de cambio – Combinar estrategias, procesos, herramientas y experticia que, en la combinación justa, simplifican y aceleran la institucionalización de las mejores prácticas operacionales. Las soluciones de Emerson incluyen Operational Certainty Consulting Group, ‘Jump-start’ Engagement Program y Emerson Change Management Methodology.

Una vez automatizadas las tareas de rutina, el soporte de decisiones podrá aportar analítica y herramientas de flujo de trabajo,” agregó Zornio. “La capacitación le brinda a la gente acceso a toda la experticia de hoy en día, mientras la movilidad lleva esa experticia donde se la necesite.

Sin embargo, la gestión de cambio está destinada a ser lo más difícil, ya que requiere que las organizaciones y sus integrantes no sólo hagan cambios, sino también que los respeten a largo plazo. 

La investigación muestra que, para el 47% de las compañías, el cambio de cultura es el mayor desafío en su programa de eficiencia operacional. Y es justamente para ayudar a sus clientes a encarar el problema que Emerson formó el Operational Certainty Consulting Group.

Zornio agregó que la transformación digital se inicia con cinco actividades básicas:

  • Alineación – Alinear todos los interesados en cuanto a cultura, operaciones e infraestructura;
  • Justificación – Priorizar oportunidades utilizando referencias de performance, flujo de trabajo y análisis del retorno de la inversión;
  • Diseño – Entregar especificaciones de arquitectura y funcionales con análisis de infraestructura, brechas y soluciones para la gestión de cambio;
  • Despliegue – Implementar un programa de proceso con planes de resultados, corrientes de trabajo y recursos;
  • Sustentabilidad – Habilitar la gestión del programa con seguimiento de KPIs y ampliar según necesidad.

 

La tecnología está transformando la naturaleza del trabajo

La industria se encuentra en un punto de inflexión crítico donde los programas de mejora de operaciones enfocados en la eficiencia han llegado a un punto donde los retornos son cada vez menores, mientras el personal se ve obligado a lograr más con menos. En la nueva era de la manufactura, las empresas del primer cuartil tendrán que abordar una transformación digital utilizando IIoT (Industrial Internet of Things) con el fin de acelerar, institucionalizar y sostener el mejor desempeño de todo su personal.

Con su entorno experimental ‘Digital Workforce Experience’, implementado durante la reciente Emerson Global Users Conference 2017, Emerson demostró de qué manera la transformación digital vía IIoT transforma la naturaleza del trabajo y mejora la vida de los trabajadores en cinco áreas clave de actividad industrial: ingeniería de proyecto, comisionamiento, control y simulación, mantenimiento y confiabilidad. También mostró la manera de empoderar a los trabajadores para transformar los comportamientos tradicionales y obtener valor utilizando conceptos fundamentalmente nuevos e incorporando métodos innovadores habilitados por el ecosistema digital Plantweb de Emerson.

Estos escenarios muestran que tener personal digitalmente empoderado se traduce en operaciones más eficientes y colaborativas y brinda a los operadores nuevas oportunidades para agregar valor:

  • Ingeniería de proyecto – En el pasado, una orden de cambio de último momento solía perjudicar y causar demoras difíciles de superar, sin mencionar el gasto logístico de personal y expertos en la materia que tenían que pasar mucho tiempo fuera de su casa y realizar múltiples visitas al sitio para ensayos adicionales de último momento. Hoy en día, un ingeniero de proyecto puede realizar un FAT (Factory Acceptance Test) estándar en forma remota, aun cuando aparezca una orden de cambio de último momento. Asimismo, una demora en la construcción puede ser compensada fácilmente, ya que los tiempos de puesta en marcha y comisionamiento se reducen drásticamente.
  • Comisionamiento – Anteriormente, una vez conectado un dispositivo al sistema, el operador tenía que trabajar incansablemente para configurar, chequear lazos, validar y documentar todo manualmente. Todo este proceso podía llegar a insumir unas dos horas por dispositivo. Con la transformación digital, el dispositivo se adapta automáticamente, mientras el resto de la configuración y chequeo de lazos puede hacerse en la sala de control o en forma remota. Esto baja el tiempo insumido por cada dispositivo a tan sólo 10 minutos, modificando radicalmente el diagrama Gantt tradicional del proyecto.
  • Control y simulación – Antes de la transformación digital, los operadores tenían que estar en el sitio para resolver temas de control y simulación y montarse en guardia durante un precioso tiempo de descanso. Si bien el operador podía llegar a resolver una emergencia estando de guardia en un modo reactivo, sin la información correcta le hubiera significado más tiempo y sería menos eficiente. Hoy en día, un operador en la sala de control, habilitado por IIoT, puede colaborar después de hora con el ingeniero de proceso, de manera remota y eficiente, para resolver un problema y evitar una parada de planta innecesaria.
  • Mantenimiento – Los técnicos de mantenimiento tienen un rol importante en las operaciones. En el taller de mantenimiento de hoy en día, un técnico se puede preparar para reparar una válvula en el campo y usar nuevas tecnologías para localizar la válvula y completar la orden de trabajo con suma facilidad. Por su parte, los técnicos de hoy en día reciben alertas en tiempo real con los procedimientos de trabajo recomendados y saben con antelación qué repuestos se requieren para reparar y volver a comisionar los equipos. Flujos de trabajo electrónicos integrados permiten completar el proceso de manera más fácil y más rápida.
  • Confiabilidad – Las viejas formas de operar con silos de información en relación a la salud de los activos ya no son sustentables. Las tecnologías de hoy en día ofrecen visualización de los activos de toda la planta donde el gerente de confiabilidad puede identificar y priorizar problemas y recurrir a un mantenimiento proactivo. La tecnología permite el monitoreo basado en condiciones, o sea una notificación anticipada del momento en que las operaciones están colapsando o próximas a fallar, lo que mejora considerablemente la confiabilidad de la planta y la seguridad del lugar de trabajo.

 

La tecnología wireless promueve la adopción de IIoT en toda la empresa

Después de más de 10 años liderando la aplicación de la tecnología wireless en la industria, Emerson pronostica que en los próximos 10 años se verá un crecimiento exponencial en la adopción de wireless y sensado por doquier, lo cual servirá para maximizar la seguridad y la confiabilidad, optimizar la producción y facilitar las estrategias de IIoT (Industrial Internet of Things).

Igual que muchas otras tecnologías de la pasada década, que han acelerado y mejorado la información al alcance de la gente, la tecnología wireless digital permite acceder a datos esenciales para tomar mejores decisiones y mejorar los resultados de las operaciones.

Posiblemente, la tecnología wireless sea la de mayor impacto en la industria desde la introducción de la instrumentación digital hace más de 30 años,” comentó Bob Karschnia, gerente general de wireless en Emerson Automation Solutions. “En los últimos 10 años, la tecnología wireless industrial, combinada con sensores inteligentes, han aportado la base necesaria para soportar aplicaciones basadas en la nube, monitoreo remoto y otros programas IIoT en la próxima década.

Emerson participó en la elaboración del primer estándar de automatización wireless industrial en 2007. Desde entonces, Emerson ha sobrepasado los 10 mil millones de horas de operación con tecnología wireless en más de 32.000 redes, probando su confiabilidad, robustez y seguridad. Si bien su adopción inicial se centraba en entornos peligrosos, remotos o difíciles de alcanzar, la tecnología wireless ha ido ampliando los ecosistemas de automatización de los usuarios con nuevas aplicaciones, tales como monitoreo acústico, detección de corrosión y monitoreo del consumo de energía.

Mientras tanto, la construcción de nuevas plantas aprovecha la tecnología wireless para otras aplicaciones a nivel de empresa, tales como monitoreo de la salud de equipos y gestión de energía, con más de 20% de infraestructura wireless.

Frente a los actuales precios de petróleo y gas y a la búsqueda de más valor a partir de los activos existentes, las empresas se vuelcan cada vez más a wireless como tecnología económica y altamente eficiente para la optimización de su performance,” comentó Karschnia. “En los próximos 15 años, podría llegarse a un 100% de plantas wireless, igual a lo que ocurre hoy en día con el servicio de telefonía fija cableada.”

El portafolio wireless de gateways y dispositivos de Emerson soporta su ecosistema digital Plantweb, que utiliza IIoT para llevar inteligencia digital a toda la empresa de manufactura, con una arquitectura adecuada para monitoreo on- u off-premise. Al conformar la red de comunicaciones para IIoT, la tecnología wireless también facilita la colaboración con expertos de Emerson gracias al monitoreo remoto u otros servicios basados en la nube.

Las tecnologías wireless de Emerson, basadas en el estándar WirelessHART aprobado por la IEC en 2010, encuentran un amplio uso en refinerías, campos de petróleo, plantas químicas y otras instalaciones industriales de todo el mundo, donde permiten que el personal de planta obtenga información a pedido para conseguir certeza operacional, incluyendo mayor confiabilidad, seguridad del operador y de la planta, emisiones reducidas y un menor riesgo de impactos ambientales.

En cuanto a productos, Emerson anunció recientemente un nuevo gateway wireless de modo doble que permite a los usuarios conformar una infraestructura de planta robusta y flexible que soporta tanto WirelessHART como ISA100.11a. 

Asimismo, para minimizar efectos potencialmente negativos en operaciones, Emerson introdujo recientemente la detección avanzada de corrosión en cañerías, fugas de vapor y gas, y también monitoreo wireless del consumo de energía.

Preparado por Víctor F. Marinescu, invitado especialmente al Emerson Global Exchange 2017.

 

La Internet of Things (IoT), que es la interconexión en red de dispositivos físicos para recolectar e intercambiar datos vía IP (Internet Protocol), ha dado origen a la Industrial Internet of Things (IIoT), donde la intersección de gente, datos y máquinas inteligentes ha impactado en la productividad, eficiencia y operaciones de industrias en todo el mundo. Las soluciones habilitadas por IIoT permiten conectar, recolectar, analizar y actuar sobre datos en tiempo real sin ningún tipo de problemas.

La plataforma EcoStruxure de Schneider Electric empodera a los usuarios finales para implementar soluciones IT/OT escalables, aportando innovación a todos los niveles. Esta arquitectura y plataforma de tecnología interoperable reúne automatización y software, lo que permite a los usuarios finales recibir más valor en cuanto a seguridad, confiabilidad, eficiencia, sustentabilidad y conectividad.

En las últimas dos décadas, nuestro compromiso con la innovación en lo que hace a digitalización ha inspirado el desarrollo de soluciones IIoT  para control de borde, por ejemplo Modicon M580, que es nuestro controlador emblema con Ethernet en su núcleo,” explicó Marc Ramsay, vicepresidente de Schneider Electric.

 

Una plataforma que optimiza las redes abiertas

El controlador M580 ePAC les brinda a los operadores de planta la capacidad de diseñar, implementar y correr un proceso aprovechando activamente los beneficios que ofrece una red abierta:

  • Acceder a datos consistentes y exactos para tomar decisiones oportunas;
  • Reducir paradas con una visión detallada de alarmas y eventos;
  • Diagnosticar e identificar rápidamente causas raíz de problemas;
  • Tomar decisiones informadas acerca de operaciones de planta y gestión de energía.

 

El controlador Modicon M580 high-end ePAC ofrece procesadores redundantes, Ethernet nativo y ciberseguridad embebida en su núcleo. Se destaca por su alta performance, elevada disponibilidad para procesadores y redes, mayor ciberseguridad, más flexibilidad en el diseño y mayor agilidad en operaciones y soluciones de modernización.

El controlador Modicon M580 high-end ePAC ofrece procesadores redundantes, Ethernet nativo y ciberseguridad embebida en su núcleo. Se destaca por su alta performance, elevada disponibilidad para procesadores y redes, mayor ciberseguridad, más flexibilidad en el diseño y mayor agilidad en operaciones y soluciones de modernización.

 

Ciberseguridad y evolución sustentable

Modicon M580 con la certificación Achilles Nivel 2 es el PAC más avanzado de Scheider Electric en términos de ciberseguridad, puesto que el sistema es testeado de acuerdo con servicios y protocolos Ethernet, tales como ARP, ICMP, TCP, IP, etc. La integridad del firmware es chequeada en cada puesta en marcha y compilada y almacenada en memoria, evitando su descompilación por un tercero.

El M580 ePAC está en la frontera de la siguiente generación de PACs que aprovechan las comunicaciones Ethernet abiertas y rápidas,” comentó Mark Williams, director de Plant Solutions Competency Centre de Schneider Electric. “Se destaca por un muy alto nivel de poder computacional gracias a un procesador multinúcleo, lo que facilita una  conectividad de alta velocidad a los dispositivos de red, mientras mejora la resistencia a las amenazas de ciberseguridad.” 

Es posible actualizar el Modicon M580 ePAC sin inversiones adicionales en cableado, desarrollo de software o capacitación.

Modicon M580 ePAC también es compatible con las comunicaciones xBus de los controladores Modicon M340 y Premium. Los usuarios pueden conmutar fácilmente entre distintos tamaños de controlador en la gama de Modicon sin cambiar sus racks de E/S y cableado. 

El controladorModicon M580 ePAC ha sido construido para la arquitectura colaborativa e integrada EcoStruxurePlant de Schneider Electric, que incorpora telemetría, PLC/SCADA y DCS junto a servicios completos del ciclo de vida, lo que hace más eficientes las operaciones. Desde diseño inicial hasta su modernización, EcoStruxurePlant permite conectar de manera transparente los niveles de control, operación y empresa del negocio.

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