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EL CAMINO HACIA LAS EFICIENCIAS OPERATIVAS

Simon Ellam de Siemens Industry Automation

Los gerentes de plantas de proceso se esfuerzan por lograr eficiencias operativas. Maximizar el rendimiento, la disponibilidad y la calidad del producto, al tiempo que minimiza los costos de operación, mantenimiento y energía, está detrás de aprovechar al máximo su planta. Simon Ellam, de Siemens Industry Automation, describe una selección de las áreas clave que pueden tener un gran impacto en maximizar el potencial de la eficiencia operativa de una planta de proceso.

La eficiencia operativa es la capacidad de una organización para ejecutar sus planes tácticos mientras mantiene un equilibrio saludable entre costos y productividad. Las compañías que operan plantas de proceso están preocupadas por la eficiencia económica de la operación de la planta como una proporción de ganancias y costos. Todos los factores que contribuyen a esta ecuación deben optimizarse: rendimiento, disponibilidad de la planta y calidad del producto. Todos los factores que impactan en esta ecuación deben minimizarse: costos de operación y mantenimiento, consumo de energía y consumo de materias primas, productos fuera de especificaciones, emisiones, riesgos de seguridad y contaminación ambiental.

Hay muchas áreas que pueden apoyar los objetivos de eficiencia y la verdadera optimización de procesos en una planta de procesos. Los siguientes son indicativos, aunque no exhaustivos, de algunos aspectos clave a considerar en el camino hacia la mejora de la eficiencia operativa.

Operación transparente del proceso

El sistema de control distribuido (DCS) es la "ventana al proceso": la interfaz persona-máquina. Cualquier acción en la planta de proceso puede ser operada y controlada a través del DCS. Las interfaces de usuario claramente estructuradas ofrecen una excelente visión general de todo el proceso de producción y proporcionan un proceso seguro y cómodo. Teniendo en cuenta la cadena de suministro general de una planta de producción, desde el suministro de materia prima hasta la entrega del producto, la producción en sí misma es el paso central, y el DCS es la fuente de datos central para la información sobre la producción. La integración del DCS en los procesos de TI de la gestión de la cadena de suministro es la base de la transparencia de costos en la producción, de modo que el efecto financiero de secuencias de operaciones específicas se puede contabilizar o predecir.

Control avanzado de procesos (APC)
Los métodos de APC pueden ser una herramienta esencial para ayudar a mejorar la eficiencia operativa de las plantas de proceso con respecto a la productividad y la economía, la calidad del producto, la operatividad y la disponibilidad, la agilidad, la seguridad y los problemas ambientales. Las soluciones de APC se pueden realizar de manera mucho más rentable debido a una implementación incorporada de DCS con bloques de funciones estándar y asistentes y plantillas predefinidos para implementar los principios básicos de APC.

Gestión de la Energía

La gestión de la energía tal como se define en la norma DIN 4602 es la coordinación predictiva, organizada y sistemática de la adquisición, conversión, distribución y uso de la energía para cubrir los requisitos, teniendo en cuenta los objetivos ecológicos y económicos. Las herramientas de la planta de proceso pueden ayudar en la estandarización, visualización y archivo de los promedios de energía y salida con sellos de tiempo. Los datos de consumo de la planta se recopilan a través del bus de campo y la transparencia de los consumos de energía es un requisito previo básico para las estrategias de optimización de la gestión de la energía de la planta. De esta manera, la gestión de la energía se ancla junto con la estación del operador y las estaciones de mantenimiento como el tercer pilar del sistema de control de procesos.

Programación por lotes
La transformación de las órdenes de producción en un programa detallado de lotes en ciertas unidades de planta en los tiempos de inicio dados contiene potencial de optimización en el sentido de operación eficiente de la planta. Se deben perseguir varios objetivos de optimización al mismo tiempo mientras se consideran recursos de producción limitados. Estos pueden incluir: cumplimiento de las fechas de entrega y especificaciones de calidad del producto; maximizar el rendimiento de la capacidad; minimizando los esfuerzos de limpieza cuando se ejecutan diferentes productos en el mismo reactor de tanque y evitando cargas máximas en el consumo de energía. Una vez más, las herramientas de optimización de procesos como SIMATIC BATCH pueden ayudar con la planificación de lotes y la ejecución automática de los lotes planificados.

Simulación y entrenamiento
La simulación es una tecnología para ayudar a replicar procesos utilizando un modelo simplificado para copiar la realidad. La simulación ayuda a aumentar la eficiencia en diferentes fases del ciclo de vida de la planta. En las primeras etapas de la ingeniería DCS, los ingenieros utilizan la simulación para probar el software DCS con el objetivo de aumentar la eficiencia de la ingeniería y acelerar la puesta en servicio de la planta. En las etapas posteriores de la operación de la planta y para aumentar la eficiencia de la operación, el dispositivo de los Sistemas de Guía del Operador (OGS) y los Sistemas de Capacitación del Operador (OTG) se puede aplicar para fines de capacitación del operador utilizando modelos de simulación. También se puede utilizar en la operación si, por ejemplo, la evaluación de una nueva operación, como la aceleración de los cambios de grado del producto o los procedimientos de arranque y parada, deben examinarse detenidamente.

Si se realizan nuevas plantas de proceso y se usan métodos de simulación desde el principio en todos los ciclos de vida de la planta, los beneficios son evidentes en áreas como el inicio de la planta sin problemas y la puesta en marcha rápida y eficiente. La preparación temprana del equipo del operador mediante una simulación realista y la prueba temprana del software DCS también contribuyen a tales ventajas.

Una OTS generalmente contiene las mismas imágenes de SO que la planta real, en combinación con controladores reales o emulados por PC, para proporcionar un entorno de capacitación realista para los operadores. En lugar del proceso real, un simulador de proceso dinámico está vinculado a los controladores. Esto permite una capacitación eficiente y realista del operador y escenarios de capacitación repetibles sin riesgos de seguridad indebidos.

Seguridad y proteccion
El objetivo de la ingeniería de seguridad es evitar accidentes y daños consecuentes después de la ocurrencia de errores con el fin de lograr la máxima seguridad para los seres humanos, los procesos y el medio ambiente. La operación y construcción de plantas de proceso con riesgo potencial deben cumplir con la norma internacional IEC 615 11 para la seguridad funcional de los sistemas instrumentados de seguridad. Un 'sistema de seguridad instrumentado' es una combinación de sensores, dispositivos lógicos (por ejemplo, PLC) y actuadores que detectan situaciones anormales y llevan el proceso a un estado seguro. Para ayudar a respaldar los objetivos de seguridad en la planta, las soluciones como un enfoque integrado de seguridad pueden brindar una verdadera tranquilidad.

Proporcionar funciones estándar y de seguridad combinadas en un único controlador y arquitectura de bus de campo puede ofrecer beneficios económicos impresionantes a la vez que aumenta los niveles de seguridad generales de un proceso de fabricación. Las arquitecturas DCS ahora pueden acomodar la conexión de dispositivos de campo de seguridad desde E-Stops e instrumentos de seguridad a variadores de velocidad variable habilitados para seguridad en una sola infraestructura de cableado de planta, eliminando la necesidad de costosas instalaciones de circuitos de seguridad por cable. Combine esto con herramientas de ingeniería de seguridad integradas y pantallas de operador que integran la información del operador de seguridad crítica en imitaciones basadas en la planta estándar que pueden proporcionar una ventaja tanto para la eficiencia operativa como para requisitos de seguridad cada vez mayores.

Servicios de ciclo de vida
Los costos que surgen en la fase operativa de una planta de proceso constituyen una parte importante del costo del ciclo de vida total durante el año típico de 15-20. Vida útil de un sistema de control de planta. La línea de base para los costos rentables del ciclo de vida es una alta disponibilidad de la planta, lograda por un DCS robusto con un software de aplicación sólido basado en estándares y por un mantenimiento preventivo de la planta. Los costos de servicio para soporte de ingeniería, mantenimiento y actualizaciones también juegan un papel importante. En consecuencia, la gerencia de la planta debe ser consciente de que los requisitos principales para un paquete de servicios integral incluyen: protección de la inversión a través de productos de servicio; disponibilidad del sistema asegurando la capacidad de servicio; capacidad de servicio utilizando conceptos de migración adecuados y una clara gestión de la obsolescencia relacionada con la retirada de los componentes técnicos o las versiones de software del mercado.

La obsolescencia ha demostrado ser un problema cíclico que ha culminado en la gran cantidad de sistemas de control heredados que vemos en la infraestructura de plantas del Reino Unido. Las conclusiones que los propietarios / operadores de plantas sacan con razón es que una gran parte del proceso de toma de decisiones para migrar a un sistema de control de procesos moderno es su capacidad de modernizarse e innovarse sin reproducir los mismos problemas heredados que antes. Una plataforma DCS moderna como Simatic PCS 7 viene con esas garantías de ciclo de vida incorporadas, por lo que los fabricantes de procesos ya no necesitan sentir que se trata de una cruz que tienen que soportar.

Siemens Automation & Drives
Princess Road, Manchester
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Tel: 0845 7705070
Correo: [Email protected]
Web: www.siemens.co.uk/automation

Informador de la industria de procesos

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