Situación
Existía la necesidad de crecimiento en el mercado, por lo que se da inicio a la creación de un proyecto de ampliación para una planta destinada a incrementar la producción y sacar el máximo provecho a la materia prima utilizada en el proceso de fabricación actual.
La premisa era incrementar la producción un 60%.
El cliente solicitó contar con un sistema de control distribuido robusto y confiable, capaz de cubrir el control de las áreas involucradas en la preparación y acondicionamiento del grano, su acondicionamiento, los molinos de cascarilla, almacenes de harina y tanques de almacenamiento de lecitina.
El sistema involucraba una gran cantidad de equipos de control, por lo que la forma de operar y diagnosticar debía ser un factor importante a considerar para su simplicidad y rápida respuesta de mantenimiento, en caso de ser necesario.
La integración con otras áreas de la planta y el intercambio de información con esos equipos también se debía considerar, ya que la idea era estandarizar a la familia Allen Bradley. Por otra parte, se requería el suministro y la integración de varios CCMs, que debían ser totalmente compatibles con el nuevo sistema.
Como parte de los requerimientos, el sistema debía proporcionar información a diferentes roles dentro de la organización, como reportes de producción para el área operativa, gráficas de comportamiento de las variables clave para los especialistas del proceso y consumos de energía eléctrica para el área de mantenimiento, entre otros. El acceso a esta información tendría que estar disponible en cualquier momento y sin necesidad de trasladarse al cuarto de control.
Problemas y Necesidades
El sistema debía ponerse en marcha, tomando en cuenta el corto tiempo que se disponía. A eso, se le sumaba que habría que coordinar una gran cantidad de diferentes proveedores de sistemas paquete (OEMs) que necesitaban intercambiar datos por comunicaciones e interacciones en el proceso, así como considerar la tolerancia a falla tanto en procesamiento como en la operación, visualización y base de datos. Siendo un sistema de alta densidad en I/O, los requerimientos de procesamiento y de recursos debían ser muy cuidados para el desempeño esperado, así que representaba todo un reto para nuestro equipo de trabajo.
Capacidades Técnicas
Se propuso PlantPAX®, de Rockwell Automation, un sistema de control distribuido en planta de alimentos y bebidas que cubre con todos los requerimientos del sistema y del cliente; además de ser escalable y de alta flexibilidad. La solución ofrece una implementación amigable al operador, que le permitiera interactuar de manera eficiente con los controles y manipular las variables de acuerdo con sus necesidades de operación (según las jerarquías definidas). Además de esto, el sistema puede ser administrado de una manera sencilla utilizando las plataformas de Allen Bradley.
La solución se basó en la implementación de PlantPAX® como sistema de control distribuido en planta de alimentos y bebidas, basado en los procesadores ControlLogix redundantes, mediante una arquitectura distribuida para cada una de las áreas involucradas en el proyecto, áreas de preparación, Molienda, Lecitina y servicios.
Por otra parte, para la visualización del proceso y su interacción con el usuario, se trabajó con un servidor de automatización, partiendo de la arquitectura Cliente-Servidor. Adicionalmente, para el seguimiento a los datos de proceso, así como generación de reportes de producción, se integraron los software de FTHistorian y FTVantagePoint, que cubren a la totalidad las necesidades planteadas en un inicio. Adicionalmente, para atender la necesidad de conocer los valores de demanda de corriente de los principales motores, así como de los catorce CCMs Intellicenter involucrados en el proceso, se complementó esta solución con un servidor de FactoryTalk EnergyMetrix.
Las comunicaciones se basaron principalmente en Ethernet IP, tanto los CCM´s como el I/O remoto, optimizando y logrando los tiempos de ejecución que la red nos puede ofrecer. Se implementaron todos los beneficios de las utilerías de visualización y control que nos ofrece PlantPAX®, así como los estados, diagnósticos, parámetros eléctricos y alarmas para todos los elementos de control. Por ejemplo, los arrancadores suaves y variadores de velocidad PowerFlex® 755 dentro de los CCM.
Servidor de Automatización
Software para la generación de reportes
Sistemas para el Control de Procesos
Solución
El cliente logró obtener la producción esperada, con un sistema de última tecnología que les dará la seguridad de que su proceso no tendrá paros de producción, bajo condiciones de falla de procesamiento, porque cuenta con redundancia en todos los puntos críticos, así como también podrá tener crecimiento a futuro sin un inversión muy alta, por ser un sistema escalable y moderno, capaz de controlar el proceso de manera óptima, facilitando la operación y visualización de las variables y estados de todos los equipos instalados a lo largo de la planta.
El tema del diagnóstico fue fundamental para la puesta en marcha, ya que, gracias a las indicaciones de estados y alarmas presentadas en las pantallas de los clientes, se permitió que el rastreo de condiciones anormales y restablecimiento de fallas en equipos de campo se hiciera de manera rápida y efectiva.
El control de los cerca de 240 motores (arrancadores suaves, variadores de frecuencia y tensión plena) que intervienen en el proceso, tales como transportadores, elevadores, bandas, molinos y dosificadores, entre otros, se realizó de manera muy transparente, debido a la rápida integración de objetos estandarizados definidos en PlantPAX® y su versatilidad para ser empleados en diferentes tipos de aplicaciones.
Como última etapa, se logró la presentación de reportes de producción en cuanto a consumos de semilla, generación de harina, consumos de servicios y de energía, así como la visualización de históricos de las variables que determinan un factor clave en el proceso, los cuales pueden ser visualizados desde las terminales de cliente y/o desde las áreas gerenciales por medio de la Web, donde tienen la información más importante.
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