Tecnologías de virtualización y automatización de procesos de Quimikao

Quimikao utiliza tecnologías de automatización de procesos

Desafío

  • Construir una instalación greenfield en México para satisfacer la creciente demanda de producción
  • Diseñar el modelo de nueva instalación después de una planta de productos químicos en Japón, pero usar un proveedor de sistema de control de Norteamérica para reducir las barreras de idioma y horario

Soluciones

Resultados

  • Mayor visibilidad y control redundante en todos los aspectos del procesamiento
  • Mayor eficiencia en la producción y mejor consistencia y calidad del producto

La arquitectura del sistema PlantPAx brinda control, visibilidad y mejora la seguridad del sistema industrial

Contexto

La empresa química japonesa Kao se conoció a fines del siglo XIX como la primera en fabricar jabón doméstico en Japón. El jabón producido por esta empresa, llamado Kao Sekken, mejoró a pesar del dominio de los jabones importados y con el tiempo aseguró su posición en el mercado de consumo japonés.

El éxito del jabón de Kao ayudó a promocionar otros productos domésticos y de cuidado personal de la empresa, desde humectantes y champús hasta aceites y detergentes.

En la actualidad, Kao es una empresa química líder que expandió su alcance más allá de Japón, con más de 33,000 empleados globales en todas sus empresas consolidadas y más de $11,000 millones en ventas netas anuales.

Entres los negocios globales de Kao se encuentra Quimikao, que se estableció cerca de Guadalajara, México, desde hace más de 35 años.

Hoy en día, Quimikao fabrica productos para los mercados de Australia, Asia, Norteamérica y Sudamérica.

La empresa produce principalmente surfactante catiónico derivado de ácidos grasos que se utiliza en una gran variedad de productos, desde suavizantes y compuestos de fragancias hasta emulsionantes para asfalto e inhibidores de corrosión utilizados en el petróleo.

Hace poco tiempo, Quimikao decidió establecer una nueva planta en México para satisfacer la creciente demanda de nitrilo, una base química para detergentes líquidos, suavizantes y otros productos.

En vez de diseñar la nueva instalación desde cero, Quimikao prefirió replicar una planta japonesa existente de Kao con servicios de asistencia y controles de automatización de procesos de origen local.

Desafío

La nueva planta en México necesitaba un sistema de control distribuido para operar las tres áreas de tratamiento químico principales para la producción de nitrilo: el sistema de reacción, el sistema de destilación y los servicios complementarios como el suministro de ácidos grasos y el sistema generador de vapor.

La instalación contaba con una zona peligrosa Clase I División 2 y necesitaba visibilidad y acceso seguro a todos los aspectos del procesamiento.

La planta japonesa sería la base para la planta de México, pero la réplica exacta de la instalación no era una opción.

La planta japonesa se creó a partir de un sistema de control de un proveedor de soluciones japonés que poseía poca experiencia o presencia en México. Se designó al integrador de sistemas ORDI de México para diseñar e instalar el sistema de control de automatización en la nueva instalación en un plazo de seis meses.

El sistema PlantPAx virtualizado permite que los operadores controlen todos los procesos de la producción de nitrilo desde sus estaciones de trabajo. También brinda un sistema de diagnóstico y monitoreo avanzado.

"Nos reunimos con un ingeniero de la planta original de Japón para analizar el diseño del sistema que se utilizaría en la nueva planta", comentó Salvador Alejandro Rivas Rojas, gerente de proyectos de ORDI.

"Necesitábamos elegir el mejor enfoque para cumplir con los requisitos de la instalación original y mantener el cronograma del proyecto. No podíamos esperar la entrega de equipos y componentes desde Japón. Además, queríamos servicios de asistencia en el idioma local".

ORDI, que se especializa en instalaciones automatizadas en la industria química, decidió emplear un proveedor de soluciones y equipos de Norteamérica que ayudara a acelerar los procesos de diseño, instalación y puesta en marcha de la nueva planta y brindara un sistema intuitivo y flexible.

Además, ayudaría a eliminar los desafíos en la comunicación que pudieran surgir entre los integradores en planta de México y el personal de asistencia japonés.

Solución

ORDI eligió implementar un sistema de automatización de procesos PlantPAx® virtualizado de Rockwell Automation. El sistema PlantPAx combina un proceso y control discreto en un sistema y proporciona un control redundante de cada fase de la producción de nitrilo.

El sistema ofrece un monitoreo de diagnóstico completo para que los operadores visualicen todos los aspectos de la producción de nitrilo. Además, utiliza barreras de seguridad intrínseca para conectar los dispositivos de campo a las entradas y salidas del módulo y así cumplir con los requisitos Clase I División 2 de las zonas peligrosas.

Se utilizó una infraestructura virtual, que aprovecha la plataforma VMware vSphere® y las plantillas de imágenes virtuales de PlantPAx, debido a los beneficios que ofrece en comparación a una infraestructura física tradicional.

Las máquinas virtuales, por ejemplo, poseen mayor tolerancia a fallos y siempre están disponibles, algo fundamental en los procesos que contienen sustancias químicas explosivas y peligrosas.

También brindan una mejor recuperación de desastres, ya que permite tener las copias de seguridad de la máquina virtual disponibles de manera inmediata en caso de que una computadora física deje de funcionar.

El sistema PlantPAx combina un proceso y control discreto y proporciona un control redundante de cada fase de la producción de nitrilo.

Debido a que ORDI y Rockwell Automation cuentan con presencia local en México, las dos entidades fueron capaces de coordinar juntas los esfuerzos durante todo el proyecto.

Rockwell Automation validó la arquitectura de software y los diseños de arquitectura de red EtherNet/IP de ORDI y brindó asistencia en las instalaciones durante el desarrollo.

Resultados

Desde la implementación del sistema PlantPAx virtual, la nueva instalación de Quimikao mejoró la eficiencia de la producción y la consistencia y calidad del producto en comparación con la primera instalación de Quimikao.

La nueva instalación de nitrilo produce 7,300 toneladas al año, en comparación con las 4,000 toneladas al año producidas en la original.

El sistema PlantPAx permite que los operadores controlen todos los procesos de la producción de nitrilo desde sus estaciones de trabajo.

También brinda un sistema de diagnóstico y monitoreo avanzado que permite a los operadores monitorear y obtener acceso a las lecturas de varios instrumentos desde un lugar central. Esto tiene el potencial de ayudar a mejorar el mantenimiento preventivo y reducir los costos de reparación en el futuro.

ORDI aprovechó la biblioteca de objetos de proceso de Rockwell Automation para ayudar a mantener el cronograma del proyecto y reducir la posibilidad de cualquier error humano durante el desarrollo.

"Fue fácil usar la biblioteca de plantillas y nos ayudó a reducir nuestro tiempo de prueba y depuración de semanas a días", expresó Luis Miguel Garcia Hoo, coordinador de desarrollo de TI en ORDI, "Quimikao quería una biblioteca personalizada para su aplicación específica y logramos personalizar las bibliotecas de Rockwell Automation de manera fácil y eficiente según las especificaciones del cliente."

Además, ORDI aprovechó las plantillas de imágenes virtuales de PlantPAx para acelerar el tiempo de desarrollo.

Las plantillas brindan elementos centrales del sistema como las plantillas de sustitución preconfiguradas.

"Las plantillas de imágenes virtuales nos permiten reducir en gran medida el tiempo de ingeniería necesario para instalar y configurar las aplicaciones HMI", dijo Hoo.

Los resultados mencionados con anterioridad son específicos del uso de Quimikao de los productos y servicios de Rockwell Automation junto con otros productos. Los resultados específicos pueden variar para otros clientes.

PlantPAx es una marca comercial de Rockwell Automation Inc.EtherNet/IP es una marca comercial de ODVA Inc. VMware vSphere es una marca comercial de Vmware Inc.

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