Optimizar procesos térmicos con una mejor visibilidad de la combustión

Optimizar procesos térmicos con una mejor visibilidad de la combustión

 

En la mayoría de los sistemas de procesos térmicos, los datos del desempeño quedan atrapados a nivel de equipos. Para tomar lecturas o captar alertas, un operario de planta se debe parar físicamente cerca de los equipos y permanecer allí, lo cual de ninguna manera es práctico hoy en día cuando la industria de procesamiento térmico está bajo presión para ser más productiva.

Dentro de este contexto, todos sabemos que, para maximizar la productividad, es necesario minimizar las paradas no programadas. Con este fin, se requieren sistemas de producción y procesos que operen de una manera inteligente, eficiente y sustentable.

Afortunadamente, hay soluciones basadas en la nube que mejoran la visibilidad de los procesos térmicos, ayudan al personal a resolver problemas de manera más eficaz y permiten disponer de datos críticos de activos en todo momento y en cualquier lugar. Gracias a estos sistemas de monitoreo remoto de nueva generación, los operarios de planta podrán visualizar y compartir datos antes de llegar a los equipos, recibir alertas en tiempo real cuando los parámetros exceden ciertos límites y rastrear datos históricos para ver cuándo y por qué ocurrieron problemas.

 

Necesidad de una mejor visibilidad y analítica en procesos térmicos

Hoy en día, cuando es cada vez menor el número de especialistas en combustión y hay un aumento de los costos de energía, márgenes de ganancia reducidos y una creciente demanda de una mejor calidad de producto, las operaciones de procesamiento térmico tratan de aumentar la productividad y reducir gastos operativos. Al respecto, hay varios temas a tener en cuenta:

  • Disminución del número de expertos en procesos térmicos a consecuencia del envejecimiento de la fuerza laboral;
  • Necesidad de aumentar la eficiencia de planta para mejorar el retorno de la inversión, reducir costos de energía y satisfacer la demanda de los usuarios;
  • Reducir costos de mantenimiento;
  • Minimizar paradas no programadas para aumentar la disponibilidad de los sistemas de combustión;
  • Bajar emisiones para reducir impuestos y posibles multas;
  • Mejorar la seguridad.

También se necesitan mejores métodos para obtener información vital acerca de calderas y hornos. ¿El motivo? Históricamente, los datos de un proceso térmico relacionados con eficiencia y confiabilidad fueron capturados a nivel de equipo, lo que significa que un operario, a menos que esté físicamente parado cerca del equipo, no podía obtener la información ni tampoco usarla de manera proactiva para abordar los problemas.

Otro inconveniente era que los técnicos de mantenimiento que se encargan de solucionar y diagnosticar problemas en los equipos por lo general no sabían qué herramientas o partes necesitan hasta estar en el sitio, lo que se traduce en múltiples idas y vueltas a la hora de abordar un problema en los activos.

Mientras tanto, el conocimiento de cómo mantener y optimizar equipos de procesos térmicos es cada vez menor a medida que se van retirando ingenieros, operadores y técnicos familiarizados con los sistemas de calentamiento de procesos industriales. Este problema tiende a agravarse por el hecho de que los Millennials que los reemplazan suelen cambiar de trabajo con mayor frecuencia, impidiendo así la acumulación de conocimiento. Como resultado, hay un menor número de especialistas en combustión en la industria, y quienes quedan son responsables de más tareas que nunca.

 

Optimizar procesos térmicos con una mejor visibilidad de la combustión
En la mayoría de los sistemas de procesos térmicos, los datos del desempeño quedan atrapados a nivel de equipos. Un operario de planta tiene que estar físicamente cerca de los equipos, lo que no es práctico en un momento cuando la industria de procesamiento térmico se ve obligada a ser más productiva.

 

Abordar exigencias con tecnología conectada

Hoy en día, cuando menos personal atiende a más áreas de responsabilidad, es clave optimizar el control de proceso, lo que significa cumplir con ciertos parámetros en el tiempo usando entradas de los procesos y controlando salidas en pos de obtener los resultados deseados. Se deben implementar controles en tiempo real para medir y controlar variables de procesos térmicos, desarrollar métodos para monitorear en forma remota estas variables y encontrar métodos para predecir el comportamiento futuro.

El inconveniente está en que muchas empresas de procesamiento térmico se basan en soluciones dispares y especialmente diseñadas a la hora de operar sus procesos de producción. Suelen incorporar componentes de múltiples proveedores, diferentes plataformas y protocolos, y esquemas complicados de cableado y secuencias de programación. La naturaleza dispar de estas soluciones dificulta el intercambio de datos entre ellas, lo que aumenta los tiempos de procesamiento y el riesgo de falla.

Sin embargo, implementando un sistema integrado para conformar una sola arquitectura conectada, es posible conseguir una mayor eficacia del operador, una mayor disponibilidad de planta, menores costos de mantenimiento y menores costos del ciclo de vida. También se podrá aprovechar IIoT para mejorar los niveles de seguridad, eficiencia y confiabilidad de las operaciones en una o múltiples plantas.

La infraestructura de IIoT ofrece un método seguro para capturar y agregar datos, y para aplicar analítica avanzada aprovechando el conocimiento que tiene el personal de planta y de expertos en combustión. Además, permite a los usuarios finales definir cómo reducir, o incluso eliminar, trastornos e ineficiencias de manufactura.

Al disponer de un conjunto más amplio y consolidado de datos útiles aportados por expertos que entienden las características de una aplicación de procesamiento térmico, se podrá usar analítica para obtener información más detallada y escalar datos para responder a las necesidades de operación en un sitio o en toda la empresa.

 

Visibilidad de los datos, cuándo y dónde sea necesario

Además de la analítica, es necesario que los datos del proceso térmico estén visibles y disponibles para el personal de planta en todo momento y en cualquier lugar. Por ejemplo, la mayoría de los gerentes de mantenimiento ya saben lo que significa manejar una falla crítica de un proceso térmico e investigar sus causas después del hecho. En muchos casos, los problemas pueden requerir reparaciones o una parada no programada, lo que se traduce en pérdida de mucho dinero. Estas paradas también pueden llevar a costos sustanciales de respuesta y recuperación, costos de mano de obra y afectar el servicio al cliente.

Lo que necesitan los operarios de planta es una manera eficaz de visualizar y compartir datos antes de llegar a los equipos. Esto incluye herramientas de movilidad para recibir alertas en tiempo real cuando se superan ciertos límites en los parámetros operativos, y rastrear datos históricos para ver cuándo y por qué ocurrieron problemas.

 

Poner a trabajar la tecnología

Las empresas de procesamiento térmico tendrán que aprovechar la conectividad y la posibilidad de compartir información para transformar sus operaciones. Podrán usar dispositivos conectados y sistemas integrados para capturar información de proceso en tiempo real que les permitan:

  • Comprender sus equipos para mejorar la productividad de los activos;
  • Identificar la variabilidad en los procesos de producción;
  • Establecer capacidades remotas de monitoreo;
  • Implementar las mejores prácticas de manufactura;
  • Mejorar la seguridad y el cumplimiento normativo.

Las operaciones de calentamiento industrial tienen ahora acceso a novedosas soluciones de automatización que convierten datos en conocimiento, desde el borde hasta la empresa, para lograr mejores resultados.

Por ejemplo, el nuevo Integrated Combustion Equipment Manager SLATE de Honeywell combina características configurables de seguridad con lógica programable en una sola plataforma modular de control de quemadores. Este tipo de sistema reduce la necesidad de espacio en los paneles de la sala de control y puede ser personalizado fácilmente para virtualmente cualquier aplicación de combustión, en menos tiempo y con una menor complejidad que las soluciones tradicionales.

En lugar de usar controladores separados para las distintas funciones, las plantas pueden adquirir sólo los módulos que necesitan para control de combustión y elegir cómo usarlos con simples comandos de cableado. Con un menor número de activos para soportar y mantener, se consigue un menor costo total de propiedad.

En los sistemas de control convencionales, un panel de control contiene normalmente un controlador lógico programable (PLC) combinado con dispositivos de seguridad aparte, tales como controles de quemador. En este caso, los dispositivos de seguridad son responsables de la operación y la seguridad de los equipos críticos.

Anteriormente, los datos producidos por los dispositivos de seguridad estaban conectados a lo que hacía el control. Si la función de control incluía comunicación, el PLC capturaba e interpretaba esta información utilizando un software especializado del usuario.

En la más reciente generación de sistemas de control de combustión, todos los datos de estado del módulo de seguridad y todo el control no de seguridad de los módulos de seguridad se encuentran totalmente integrados en la lógica programable. El módulo base provee comunicación y lógica programable por el usuario, mientras los módulos de E/S digitales y analógicos no de seguridad aportan entradas y salidas para esa lógica.

La lógica programable se puede usar para crear cualquier característica no de seguridad que necesiten los equipos que están siendo controlados por el sistema de control de combustión. Esto permite incorporar características personalizadas y diferenciadoras en el controlador utilizando una pantalla táctil configurable.

SLATE también tiene la opción de emplear plataformas de control de quemadores basado en microprocesador, incluso soluciones compatibles con SIL-3 para secuenciar múltiples quemadores. Además, puede incorporar controladores digitales universales para montaje DIN, que ofrecen programación de setpoint, escaneo rápido y diagnósticos incorporados.

Los usuarios incluso pueden instalar válvulas inteligentes diseñadas para comunicarse con sistemas de automatización industrial en pos de mejores niveles de monitoreo, reportes y optimización.

 

Visibilidad de los datos

Hoy en día, algunas soluciones de gestión de combustión aceptan configuración para monitoreo remoto. Es posible conectar equipos de proceso térmico en un entorno de nube seguro, lo que permite disponer de datos críticos, tendencias históricas y analítica de desempeño cuando y donde se los necesiten. De esta forma, ingenieros y operadores pueden recibir alertas en tiempo real en un teléfono inteligente o tablet en el momento en que parámetros clave salen de sus límites normales, y rastrear datos históricos en el tiempo para identificar cuándo y por qué sucedió algo.

La visualización de los valores operativos tanto en formato de texto como gráfico garantiza tener un panorama completo del activo de un proceso térmico, como así también un monitoreo remoto cómodo y rentable. La disponibilidad de información centrada en la combustión permite al personal menos experimentado resolver problemas de manera más eficaz. Por el contrario, muchas de las soluciones de monitoreo remoto de hoy en día ofrecen sólo datos no contextualizados.

Obtener la información térmica específica que corresponde en las manos correctas mediante monitoreo remoto permite mantener los procesos térmicos funcionando de manera segura y eficiente, además de una resolución de problemas más eficaz, ya que los técnicos de mantenimiento podrán tener las partes y herramientas adecuadas desde el primer momento, antes de salir de sus estaciones de trabajo. Al mismo tiempo, los expertos podrán aportar fácilmente una guía remota y adelantarse a los problemas, identificando tendencias de fallas molestas y prediciendo posibles fallas.

Por último, algunos proveedores de automatización ofrecen ahora sistemas de proceso térmico y servicios de expertos ya incorporados en una solución llave en mano, desde puesta en marcha hasta comisionamiento, además de garantizar el cumplimiento de códigos y normativas locales, ahorrando valiosos recursos internos.

 

Optimizar procesos térmicos con una mejor visibilidad de la combustiónOptimizar procesos térmicos con una mejor visibilidad de la combustión

 

Conectividad para los usuarios finales

La implementación de soluciones integradas de control y monitoreo para aplicaciones de procesamiento térmico, proveniente de un único proveedor competente, hace que la combustión sea parte de una estrategia global conectada que apunta a una instalación más inteligente y más segura. Las empresas podrán ahora visualizar, analizar y mejorar los conocimientos y la productividad de su personal, la eficiencia de sus procesos y el desempeño de sus activos.

Con una solución de planta conectada, se podrán reunir datos de proceso históricos y en tiempo real de distintos sistemas en un solo lugar, y conectarlos a la nube, donde se los podrá acceder, recuperar y analizar fácilmente.

De esta forma, los usuarios finales podrán reducir la complejidad de su instalación de control de procesos térmicos y obtener beneficios importantes, tales como:

  • Menores costos de energía y de protección ambiental;
  • Mayor disponibilidad de sistemas de calentamiento;
  • Menor probabilidad que haya paradas de proceso;
  • Mayor productividad para responder a la demanda de los usuarios;
  • Retorno de la inversión más rápido gracias a importantes ahorros operativos.

Y, en una época con cada vez menos recursos calificados para implementar, operar y mantener controles de combustión, el concepto de ‘conectado’ se traduce en un sistema más intuitivo, menos complejo, más fácil de mantener y más integrado a través de toda la empresa.

 

Conclusión

Los desarrollos tecnológicos en monitoreo remoto les quitan ahora a los operarios de una planta la obligación del monitoreo local de equipos y hacen crecer la performance del proceso térmico y el potencial de productividad de una instalación al conectar personas, activos e información en toda la empresa.

Desde la posibilidad de visualizar datos de activos en un teléfono inteligente o una laptop hasta usos más sofisticados, tales como enviar un mensaje de texto cuando ocurre una alarma, las soluciones conectadas de proceso térmico, por ejemplo Honeywell Thermal IQ, están revolucionando la forma en que las operaciones en la industria de procesos se ejecutan y mantienen sus sistemas vitales de proceso térmico. Y lo que es clave, la disponibilidad de información procesable centrada en la combustión ayuda al personal menos experimentado a solucionar problemas de manera más eficaz.

En la actualidad, en lugar de tener que integrar, soportar y mantener soluciones especialmente diseñadas para control y monitoreo de la combustión, las operaciones de procesamiento térmico se pueden ejecutar de manera más eficiente para optimizar la producción y los resultados de negocio.

 

Preparado en base a un documento de Honeywell Process Solutions.

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