¿Cuáles el coste real del tiempo de inactividad cuando una unidad de recuperación de vapores (VRU) o una unidad de combustión de vapores (VCU) sufre un fallo catastrófico? Hoy en día, ese coste puede ser inaceptablemente alto. La mayoría de las bombas pueden repararse o sustituirse por otras de carbono en pocos días, pero perder el cerebro del sistema -el controlador lógico programable (PLC)- podría afectar a las operaciones durante mucho más tiempo. Los EE.UU. están experimentando problemas significativos y, a veces, sin precedentes con los componentes PLC. Los equipos PLC se están quedando obsoletos con rapidez y, en algunos casos, ya no reciben asistencia. Teniendo esto en cuenta, es fundamental tomar medidas para evitar un fallo grave que podría costar días o incluso semanas de inactividad del equipo.
Breve historia de los autómatas programables
La primera industria en implantar PLC en sus operaciones fue el sector de la automoción. Antes de los PLC, la mayoría de los controles de los equipos se basaban en relés y lógica de temporizadores. El espacio en el armario de control era escaso, los ajustes de secuenciación eran limitados y manuales, y cualquier cambio en las funciones del sistema solía requerir importantes actualizaciones de diseño.
Con la introducción de los PLC, el espacio de hardware se convirtió en un requisito menor, y los cambios mayores o menores en el funcionamiento del sistema podían implementarse rápidamente. Tan rápido como se pudo desarrollar la tecnología PLC, se desplegó; los PLC se convirtieron en el estándar industrial para el control de maquinaria. En la actualidad, casi todos los equipos electromecánicos funcionan con algún tipo de PLC.
Como la mayoría de las industrias, los equipos originales de control de emisiones petroquímicas utilizados en refinerías y terminales estaban controlados por lógica de relés. A mediados de los 80, las VCU empezaron a integrarse con controladores lógicos de tipo PLC. En los años 90, los fabricantes de equipos empezaron a estandarizar los controladores PLC de tipo General Electric (GE) y Allen Bradley (AB) debido a sus reducidas necesidades de espacio y a su sencillez de manejo.
Los primeros PLC utilizados en los equipos de control de vapores fueron dos modelos de GE, seguidos de los PLC modelo AB a finales de los años ochenta y principios de los noventa. Los fabricantes de equipos empezaron a integrar rápidamente los PLC en la mayoría de los equipos de control de vapores. Como ocurre con la mayoría de las tecnologías, los controladores siguieron mejorando rápidamente y, a principios o mediados de la década de 2000, estas versiones iniciales ya se estaban dejando de fabricar.
La retirada de estos productos generó graves problemas operativos, ya que el mantenimiento del tiempo de funcionamiento de los equipos de control de emisiones depende en gran medida de que los autómatas programables que los hacen funcionar se mantengan y reciban asistencia en el futuro.
El estado actual de los PLC
Los equipos de control de vapores actuales disponen de nuevos sistemas de control de emisiones con una tecnología de controles electrónicos aún más sofisticada. La información procedente de dispositivos como los monitores continuos de emisiones (CEMS) se registra constantemente con fines de documentación y mantenimiento. Además, los procesos del sistema son revisados continuamente y ajustados automáticamente por el sistema de controles para permitir que el equipo se adapte a los distintos cambios en la operación. Los operarios confían más que nunca en los datos recogidos por los PLC.
Debido a la reciente interrupción de la logística, las operaciones de fabricación y la producción, la industria está viendo enormes retrasos en las entregas de componentes de PLC nuevos y de sustitución y un soporte mucho más lento de esta tecnología de controles de estilo más reciente.
Las unidades descatalogadas y su hardware asociado, como los modelos de PLC fabricados antes de principios de los 90, son cada vez más difíciles de localizar. La mayoría de los proveedores ya no distribuyen los modelos antiguos porque saben que esos controladores están descatalogados. Debido a esto, la posibilidad de experimentar tiempos de inactividad o fallos significativos debido a un problema con un PLC ha aumentado drásticamente.
Zeeco recomienda que todos los clientes realicen un inventario del PLC actual que controla sus equipos. Los operadores deben buscar la ayuda de sus equipos internos de mantenimiento o de otros proveedores de servicios de vapor, como Zeeco, para documentar los números de pieza de los componentes del PLC, localizar los repuestos críticos para su sistema y asegurarse de que disponen de una copia de seguridad del programa del PLC que opera cada sistema. Muchas piezas, incluso las descatalogadas, siguen estando disponibles en Internet, pero esta forma de buscarlas puede ser poco fiable. Estas piezas obtenidas por Internet en pueden ser usadas, sin embalaje o existencias antiguas con riesgos. Dado que existen tantas variedades diferentes de CPU, módulos de entrada y módulos de salida, disponer de un inventario a muy corto plazo puede resultar casi imposible para la mayoría de los proveedores. La pérdida de un solo componente de PLC puede suponer la diferencia entre una hora y varios días de inactividad.
¿Cuál es el siguiente paso?
Si minimizar el tiempo de inactividad es un objetivo crítico, se debe considerar la actualización de los sistemas PLC a una tecnología más nueva y fiable y tener a mano módulos PLC de repuesto. Como mínimo, deben asegurarse las piezas de repuesto necesarias para gestionar las situaciones de inactividad de un proveedor fiable.
Los fabricantes pueden ofrecer asistencia para el programa de PLC de un sistema o, en muchos casos, pueden enviar a un técnico in situ para realizar copias de seguridad de un programa de PLC para futuras necesidades. Independientemente del fabricante, un experto en controles cualificado puede ayudar a determinar la mejor solución. La sustitución de una unidad existente por otra de tecnología más reciente también es una opción.
Zeeco recomienda una experiencia llave en mano para este tipo de empresa tan importante. Evitar el tiempo de inactividad es un objetivo primordial, por lo que localizar a un proveedor que pueda ayudar a diseñar y pre-construir el PLC de sustitución es el mejor curso de acción. Proteger las instalaciones del riesgo de equipos que ya no reciben asistencia es importante, como también lo es modificar los terminales para potenciar y mejorar el funcionamiento y el rendimiento de su sistema.
Si el proyecto del equipo PLC es una sustitución en especie, las actualizaciones pueden completarse con tan sólo un día de inactividad si se planifican adecuadamente. Si el centro está considerando actualizaciones que pueden mejorar drásticamente la funcionalidad, reducir el consumo de energía o mejorar la recopilación de datos, pueden ser necesarios días adicionales de inactividad. En el caso de actualizaciones más importantes de los controles, es posible que el emplazamiento desee considerar un sistema de reserva, como un sistema de control de vapores de alquiler, para mantener las operaciones durante estas modificaciones. Zeeco puede proporcionar múltiples opciones de equipos de alquiler para permitir que el emplazamiento mantenga las operaciones en conformidad mientras se realizan las reparaciones.
Al considerar la actualización de un PLC, es importante tener en cuenta que la tecnología más reciente puede hacer mucho más que proteger contra el tiempo de inactividad. La actualización a un PLC más nuevo también puede hacer que el sistema sea más inteligente. En esta nueva era de mandatos medioambientales, sociales y de gobernanza (ESG), un PLC más nuevo puede respaldar operaciones más inteligentes que reducen el consumo de energía y el tiempo de funcionamiento de los equipos. La recopilación de datos para el mantenimiento predictivo, la supervisión de emisiones, el ahorro de energía y la interacción con el operador son ventajas de los nuevos PLC. Incluso pueden proporcionar datos de alerta temprana para evitar fallos críticos, así como instrucciones para el operario y datos de identificación de piezas. Las antiguas VRU de anillo líquido (sistemas de glicol) pueden adaptarse fácilmente a la tecnología de bomba de vacío seca. El control continuo de las emisiones puede registrar y proteger los datos fácilmente. Los controles más recientes también permiten realizar más modificaciones en los equipos que aumentarán la capacidad general del sistema para reducir las emisiones y la huella energética de cada instalación.
Cómo saber si es necesaria una actualización
Si el PLC de la unidad de control de vapores de un emplazamiento se desarrolló e instaló antes de principios de la década de 1990, el emplazamiento debería considerar la adopción de medidas para identificar y localizar el hardware de apoyo, o considerar una sustitución completa por una tecnología más reciente y mejor respaldada.
Consideraciones clave:
- Desde que estas unidades se instalaron por primera vez, se han producido continuas mejoras en el software, lo que ha dado lugar a la creación de múltiples versiones cada año. Es posible que muchos equipos de soporte de automatización no dispongan de la versión de software específica del PLC del centro, por lo que es fundamental saber cuál es y saber si el proveedor de mantenimiento elegido por el centro es compatible con ella. Si no es así, el centro corre el riesgo de sufrir un largo periodo de inactividad.
- Al igual que ocurre con los conectores de los teléfonos móviles, los conectores de los PLC más antiguos a veces son difíciles de localizar. A lo largo de los años, se realizaron cambios y mejoras en estos conectores, por lo que la conexión a un PLC antiguo puede estar limitada por tener los cables correctos para acceder al programa.
- A medida que los ingenieros de automatización más veteranos se jubilan, el nuevo personal puede no estar familiarizado con la tecnología antigua. La asistencia a largo plazo para equipos antiguos será difícil.
- Las consideraciones ESG y las autoridades reguladoras evolucionarán mucho más rápidamente en los próximos años, por lo que el cumplimiento es clave a medida que se sigue prestando atención a la reducción de las emisiones nocivas de todo tipo.
- La nueva programación dispone de tipos de datos definidos por el usuario (UDT). Estos UDT normalizan bloques y datos. Los UDT facilitan la estandarización entre estilos de programación. La estandarización de la programación optimiza el tiempo de programación y reduce la aparición de problemas de programación.
Figura 1. Antes Antes: Unidad PLC de modelo antiguo en una aplicación VRU
Figura 2. Después Después: Actualización a un PLC moderno en un panel nuevo, no en una zona clasificada. Se utilizó el panel de control anterior como caja de conexiones.
Conclusión
Existen tres formas de sustituir un PLC descatalogado por una nueva versión.
Hay nuevos PLC que tienen opciones de conversión para actualizar la CPU pero utilizan tarjetas de E/S existentes o nuevas. Los bastidores de cableado funcionarán con el nuevo componente, por lo que no es necesario recablear completamente el panel. El nuevo bastidor puede preconstruirse y probarse antes de instalarlo en un panel de control existente.
La fabricación previa de una nueva placa posterior con el nuevo hardware del PLC y las terminaciones diseñadas para adaptarse a un panel de control existente permite realizar un cambio rápido. La desconexión de la fuente de alimentación y del cableado asociado permite retirar la placa posterior del panel de control original y colocar y conectar rápidamente la nueva placa posterior preconstruida (en algunos casos precableada) con el nuevo hardware del PLC. El nuevo PLC puede precargarse con una programación similar o mejorada para hacer funcionar la unidad.
Si el panel de control existente tiene poco espacio, está desgastado o si el emplazamiento desea trasladar el panel de control a un área de clasificación eléctrica diferente (por ejemplo, un área de Clase 1 Div 1 a un área no peligrosa), es posible que el emplazamiento desee considerar un panel de control completamente nuevo. La actualización de todos los componentes auxiliares es la mejor manera de prevenir futuros fallos. Aunque es un enfoque más laborioso que el uso de un kit de conversión, el recableado permite una ruptura limpia y completa con el antiguo hardware del PLC. Este enfoque ofrece una mayor flexibilidad para el futuro y proporciona facilidad de acceso y espacio para la expansión que podría ser necesaria para añadir más tecnología y controles. Esta opción tiene ventajas adicionales, ya que el centro sustituiría el cableado antiguo o frágil del patín. Para evitar tiempos de inactividad durante el cambio, se puede implantar un sistema de alquiler que mantendrá las operaciones dentro de la normativa.