• 3 formas de saber si ha llegado el momento de modernizar los sistemas de automatización

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Figura 1 (36114): Aunque un sistema de automatización con 20 años de antigüedad parezca funcionar bien, si lo moderniza en cuanto sea posible ahorrará dinero al prevenir periodos de inactividad imprevistos. Además, disponer de datos más completos puede mejorar la eficiencia de todas las operaciones de la empresa.Actualizar un sistema de control en cualquier aplicación es una tarea titánica. El coste de ingeniería, el tiempo de inactividad necesario para sustituir los equipos y las horas requeridas para organizar y ensamblar el sistema son elevados. Sin embargo, llega un momento en el que las ganancias obtenidas con la modernización de las capacidades durante los últimos años pueden compensar rápidamente los costes iniciales de la actualización, especialmente en vista de los grandes avances tecnológicos experimentados en el ámbito de las redes. Conceptos como el mantenimiento preventivo inteligente, el uso de tecnologías informáticas y un mundo basado en los datos tienen como fin incrementar los ingresos y reducir los “momentos de pánico” en los que una situación escapa rápidamente a todo control si nadie interviene en el bucle.

Hay quien afirma que estas tecnologías están expulsando a los operarios del sistema, pero no hay nada más lejos de la verdad: el operario dispone de más información e interviene con más frecuencia que nunca. Si una red de control no aprovecha estos conceptos, puede perder la misma ventaja competitiva que la automatización supuestamente debía otorgar.

1. Mantenimiento preventivo inteligente

Una de las grandes metas del mantenimiento preventivo es reducir el número de “momentos de pánico”, es decir, evitar las situaciones en las que una parte del proceso falla sin previo aviso, dando lugar a un periodo de inactividad imprevisto. No solo se trata de momentos de gran estrés para el personal de ingeniería y de mantenimiento, sino que también pueden resultar más costosos para la empresa que los periodos de inactividad programados. Es preciso adquirir piezas de repuesto y proceder a la sustitución de la pieza. En ocasiones afectan a otras partes del sistema, como en el caso de una sobrecarga que se extiende a un elemento concreto del sistema de control. En ocasiones dicho elemento debe ser a su vez reemplazado e incluso reprogramado. Entre tanto, el resto de la máquina o de la planta a la que está conectado se encuentra inactivo o funciona con menor eficiencia. El mantenimiento preventivo inteligente faculta al sistema para alertar a operarios e ingenieros cuando algún elemento ha superado sus límites o simplemente funciona de manera diferente a como solía hacerlo.

Un posible ejemplo sería un motor que forma parte de una línea de producción. Consume unos 5 amperios durante un proceso determinado. El controlador lógico programable (PLC) que controla el sistema registra la carga media durante dicho proceso empleando modernos equipos de gestión de motores. Una lógica simple es suficiente para programar el controlador con el fin de que este reconozca que la carga media ha superado los niveles normales y continúa incrementándose en el transcurso de un periodo específico. En este caso, el PLC puede tomar medidas para alertar al operario de que debe comprobar el motor. Si detecta un problema, puede programarse un ciclo de mantenimiento para solucionarlo. Si no se hubiera conocido este incremento, el motor probablemente habría terminado por quemarse por uno u otro motivo con el paso del tiempo. Una vez solicitado un nuevo motor, se programa el mantenimiento y se somete al motor actualmente en funcionamiento a una vigilancia más atenta para descubrir otros indicios de avería. Lo que podría haber sido un periodo de inactividad imprevisto, con el consiguiente momento de pánico, se convierte así en un ciclo de mantenimiento rutinario.

2. Uso de las tecnologías informáticas

Figura 2 (35501): Un equipo que haga uso de la automatización y de recursos informáticos puede suponer una enorme diferencia durante el proceso de instalación o modernización, preparando su sistema para funcionar durante muchos años más. Cortesía de: Phoenix Contact USA

Cuando la industria decidió usar una infraestructura Ethernet, surgieron preguntas acerca del papel del equipo de informática en la planta. Hay quien aboga por la escisión completa de los equipos de informática y de automatización. También hay quien, por el contrario, crea equipos formados por profesionales de la informática y de la automatización en los que las sinergias generadas entre ambos grupos dan lugar a una planta más saneada y eficiente. Además, de este modo los profesionales de la informática aprenden las necesidades particulares de la automatización industrial, al tiempo que los profesionales de la automatización conocen cómo funcionan las redes y cómo emplear las tecnologías abiertas y fiables ya existentes, como SNMP, para incrementar el tiempo de actividad y la transparencia de su red.

Como ya se ha mencionado, una implementación de las sinergias creadas cuando los equipos de informática y de automatización trabajan juntos consiste en el uso de un protocolo simple de mantenimiento de red (SNMP). SNMP fue creado originalmente para el entorno de la oficina corporativa, pero debido a su arquitectura también se presta a aplicaciones industriales y de control. ¿Cuántas veces hemos querido supervisar el uso de la red en tiempo real durante un proceso en particular, por ejemplo? Un conmutador compatible con SNMP y un controlador pueden supervisar esta estadística como parte de su código sin comprometer las propiedades en tiempo real del controlador. Otra implementación podría consistir en una situación en la que es necesario sustituir un componente de la red. El usuario puede interactuar con una interfaz y esta invocaría al controlador para que haga una llamada SNMP con el fin de descubrir el puerto al que el componente de red en cuestión está conectado, acortando así el tiempo de inactividad necesario para sustituir el componente de red averiado.

3. Un mundo basado en los datos

En el mundo actual, basado en los datos, las plantas y los sistemas de automatización requieren y generan más bits y bytes que nunca. El uso de la base de datos para enlazar las operaciones desde la cadena de suministro hasta los sistemas de punto de venta es casi universal. Es lógico que la automatización también forme parte de este sistema. Además de la conexión y automatización de un gran número de transferencias de datos, como en el caso de almacenes y ubicaciones de suministro, descargándolos de la logística, esto proporciona otras oportunidades, como aumentar la visibilidad del proceso de fabricación, eliminar cuellos de botella y determinar qué equipos requieren una actualización gracias a un sistema de control de alto rendimiento.

Un buen ejemplo de esta fluidez en la circulación de los datos sería una planta en la que el sistema de control de la línea de fabricación se comunica con el sistema de almacenes, de manera que los suministros destinados a la línea de fabricación se conserven en el mismo almacén que los productos terminados. Fabricación envía a la unidad de almacenamiento una orden de recuperación. Una vez entregado el material, se retira el producto terminado. Se efectúa un seguimiento en tiempo real de dichos suministros y los fallos que se producen durante la fabricación quedan registrados, lo que permite separar lotes concretos para comprobar su calidad. Los productos terminados pertenecientes a una serie pueden identificarse hasta llegar al número de lote exacto de cada componente y conservarse en una base de datos a efectos de control de calidad. Logística puede seguir el uso diario de diferentes componentes, de manera que sea necesario mantener en stock una menor cantidad de ellos.

4. Que funcione bien puede no ser lo mejor

Figura 3: Los nuevos PLC, como el ILC 131 de Phoenix Contact, disponen de conectividad informática moderna con SNMP y comunicación con bases de datos SQL, así como control en tiempo real según la norma IEC 61131. Cortesía de: Phoenix Contact USA

Aunque un sistema de automatización de 20 años de antigüedad pueda funcionar bien, cabe recordar que el objetivo de la automatización es reducir los costes del operador y los problemas de fiabilidad, además de acelerar la producción o la ejecución de tareas en general. Puede suceder que ya no existan piezas de repuesto para ese sistema o que dichas piezas sean muy costosas y difíciles de encontrar. Esto compromete tanto la fiabilidad como el coste. Es posible que no resulte fácil contar con usuarios formados en el sistema de control, ya que ahora existen sistemas más rápidos y eficientes para el tipo de tareas que realiza el sistema. Por consiguiente, el sistema de automatización ya no ofrece ninguna ventaja importante.

Ha llegado el momento de modernizarlo. Ahora es la ocasión de beneficiarse de las nuevas tecnologías para vincular más estrechamente el sistema de automatización con el resto de los sistemas de la empresa.

- Dan Fenton es especialista en marketing de productos (controles y software) de tecnología de sistemas de control de Phoenix Contact USA. Revisado por Mark T. Hoske, director de contenidos de Medios CFE, Ingeniería de control e Ingeniería de planta, mhoske@cfemedia.com.

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