Una refinería se migra a un DCS moderno

Una refinería se migra a un DCS moderno

El cuarto productor de cinc más grande del mundo encaraba tiempos improductivos no programados que costaban hasta US$100.000 por hora, lo cual exponía la compañía a riesgos operacionales y financieros.

No es fácil extraer y separar cinc puro de otros minerales y materiales, pero es mucho más difícil si los sistemas de control obsoletos carecen de piezas de repuesto y suficiente experiencia técnica, y no se pueden comunicar.

Estos son algunos de los desafíos que enfrentaba Nexa Resources en su refinería de cinc en las proximidades de Lima, Perú. La mayor parte de su control de procesos y tecnología de automatización tenían 15-20 años con muchos componentes obsoletos que requerían piezas de repuesto y experiencia especial no disponibles o demasiado costosas.

Determinaron que la adquisición parcial de piezas de repuesto costaría casi el 50% del coste total de un proyecto, según Daniel Izarra, ingeniero sénior de automatización de Nexa Resources.

Nexa mantenía un sistema de control híbrido que en el que el 50% de los productos eran de Rockwell Automation y el otro 50% eran de otro fabricante de DCS. Además de la amenaza de obsolescencia, tenían servidores de conectividad para cada sistema de control que no podían comunicarse entre sí y permitían que solo más de 1.700 señales se mostraran en un HMI con 60 gráficos de operador diferentes.

Nexa mantenía dos tipos diferentes de estaciones de ingeniería, lo cual presentaba desafíos respecto a la formación de usuarios, el mantenimiento del conocimiento de las estaciones y la obtención de piezas de repuesto. Esto significaba que el mantenimiento preventivo no era posible.

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Superación de la incompatibilidad

Ante estos desafíos, era evidente que Nexa tenía que sustituir los sistemas de control incompatibles por tecnología moderna sin interrumpir la producción. Para finalizar la migración, se limitó el tiempo improductivo a dos horas cada semana y a cuatro horas cada mes.

En este corto plazo tenían la tarea de ejecutar el proyecto según esquemas de sistema obsoletos y experiencia técnica restringida. El personal de operaciones y de la refinería estaba familiarizado con los controles antiguos y se preocupaba por el hecho de que los cambios de los sistemas y programación pudieran dar lugar a una falla de los procesos.

El Sr. Izarra informa que Nexa decidió ampliar sus expansiones anteriores ControLogix®CompactLogix™ e integrar los demás controles de proceso en un sistema de control distribuido PlantPAx® homogéneo.

El ámbito del proyecto incluyó la actualización de la red de comunicaciones con Ethernet redundante, la renovación de estaciones de trabajo y servidores, la instalación de dos gabinetes de E/S remotas (RIO) y la actualización con CPU redundantes. Pudieron utilizar su protocolo ControlNet existente.

Para llevar a cabo este proyecto de migración de dos meses con un mínimo de riesgos y la óptima programación, el Sr. Izarra explicó que él y su equipo se prepararon identificando de antemano las señales, el cableado y los bloques de terminales de la refinería y, por último, programando los tiempos improductivos de la refinería dentro de los plazos disponibles de dos y cuatro horas.

También impartieron formación con antelación en su sala de control existente, efectuaron pruebas de aceptación en fábrica (FAT) con los técnicos de Nexa, establecieron conexiones iniciales con la nueva plataforma de Rockwell Automation y migraron los lazos de control de cada zona funcional.

Pusieron en marcha los sistemas antiguos y nuevos en paralelo durante 2 a 3 meses para que el personal pudiera familiarizarse con la nueva solución y compartir sus comentarios al respecto. Empezaron con lazos y señales no críticos, y realizaron la migraron bomba a bomba. Puesto que identificaron previamente las señales y los cables, pudieron finalizar la mayor parte de la migración durante la operación de la planta. Por lo tanto, no tuvieron que depender únicamente de los plazos de tiempo improductivo.

Optimización obtenida

A consecuencia de su migración y actualización del sistema de control, Nexa obtuvo una serie de mejoras, incluyendo:

  • La fiabilidad del sistema de control de la aplicación de hidrometalurgia alcanzó el 100%
  • Se redujeron a cero los incidentes de seguridad debido a interrupciones del DCS
  • Asistencia técnica disponible
  • La refinería es propietaria de las piezas de repuesto necesarias
  • Bajo coste gracias a la integración paulatina de la migración

Nexa considera que las siguientes lecciones son necesarias para conseguir éxito cuando se trata de un proyecto de migración brownfield:

  • Definición de la programación
  • Los operadores y el personal de mantenimiento deben participar desde un principio en el proyecto y seguir comunicando y coordinando con las zonas críticas relativas al desarrollo de la planificación, control y ejecución de estos proyectos
  • La validación de los documentos técnicos es necesaria para evitar retrasos durante los periodos de intervención
  • Se debe preparar un plan para imprevistos y este debe distribuirse a todas las áreas antes de dar comienzo a la migración

Este blog se basa en un artículo en la revista Control.

Jim Montague
Publicado 10 Junio 2019 Por Jim Montague, Executive Editor, Control

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