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La Destilería Caeté reporta importante progreso con tecnología de Smar




Antecedentes

La matriz de la Destilería Caeté, perteneciente al Grupo Carlos Lyra, de Alagoas, Brasil, se encuentra entre las diez mas grandes productoras de etanol del mundo.
Inicialmente, esta fábrica fue automatizada usando el protocolo de comunicación HART 4-20mA. Con el aumento de la producción y la definición de nuevos protocolos, se proyectó una nueva área de proceso con el empleo de la tecnología Foundation Fieldbus.

Consecuentemente, nuevos avances fueron aplicados en la automatización de la fábrica, en la cual el protocolo Profibus fue un alternativa para ambientes peligrosos y el MCC, el Centro de Control Motorizado. Este artigo sobre el suministro de servicios demuestra como el SYSTEM302-7 de SMAR ha facilitado la toma de decisiones sobre automatización, con una solución abierta y progresiva destinada a proteger el patrimonio instalado y coexistir con otros sistemas tipo legacy, también con el uso de infraestructura Foundation Fieldbus HSE, asimismo interoperacional con todos los productos mas conocidos. Arquitectura de Control de la Fábrica
El proceso de automatización de Caeté Matriz supervisa y controla un gran número de instrumentos de campo de varios fabricantes portando distintas tecnologías. El YSTEM302-7 es un sistema de control por red abierto que ofrece herramientas integradas para configurar, mantener y optimizar instalaciones industriales.

El esquema de esta moderna solución de automatización cliente/servidor fue concebida para en el ambiente multiusuario, un concepto que provee mas flexibilidad, potencia y velocidad a todas las actividades relativas al ciclo de vida de la fábrica y aún reduce el tiempo de estreno del proyecto.

Estrategias de control reguladoras y discretas se unieron y fueron ejecutadas en un único controlador de proceso, el concepto del Bloque de función Flexible, una característica innovadora presente en el DFI302 y en la plataforma de control SYSTEM302-7, la cual incorpora también el STUDIO302, la herramienta para la oficina.

Durante la etapa de configuración del proyecto del Syscon, la herramienta de configuración de fieldbus ofreció amplio acceso a las redes de fieldbus. Además, esta plataforma contiene el AssetView, el componente del sistema responsable por la supervisión del patrimonio y los diagnósticos, generando alarmes y mantenimiento para los dispositivos de campo. Toda la supervisión de informaciones para toda la fábrica es controlada con confianza y la precisión necesaria al Studio302 de Smar.

Cumpliendo con el proceso de estandarización del cliente, toda la supervisión de la fábrica fue realizada por GEFanuc-HMI/Scada Cimplicity, usando el servidores redundantes del banco de datos en comunicación con los controladores a través de la tecnología OPC, que ha sido seleccionada por la dirección de la fábrica para mejor nivel de comunicación debido a su estándar abierto para la transferencia de datos en tiempo real, considerándose lo siguiente:

Interfaces de comunicación estándar entre clientes y servidores para transferencia de datos en tiempo real, para proveer un sistema sencillo de integración y mantenimiento:

  • No se necesitan impulsores de comunicación específicos;
  • Mejoría de desempeño y optimización de intercambio entre los dispositivos de campo;
  • Interoperabilidad entre sistemas de distintos fabricantes;
  • Integración con MES, ERP y aplicaciones de Windows;
  • Reducción de tiempo y de costos, eliminando interfaces e impulsores de comunicación, entonces reduciendo costos de integración de sistemas;
  • Sistemas sencillos de desarrollar y mantener y productos para comunicación en tiempo real;
  • De fácil aprendizaje

 

Integración de equipos nuevos y existentes

Aunque puedan ocurrir varios perfeccionamientos, el Grupo Carlos Lyra decidió mantener todos los Sistemas LS700 de Smar – los PLCs en el tratamiento de jugo y aplazar la sustitución de estos controladores por uno Procesador Ladder DF75HSE disponible en la series SMAR-DF73 en la mejora completa del sistema en el futuro.

El proceso de fermentación utiliza el DF73, un controlador DFI302 que en realidad es un maestro Profibus DP y HSE Rio al mismo tiempo. El es responsable por el control total del proceso a través de la inyección automática de productos desespumadores y por relavar los cambiadores de calor de los tanques de fermentación.

Un módulo esclavo de Profibus PA fabricado por Wago ha sido empleado para activar solenoides y para accederse por el SMAR-DF73 a través del SK3 ajustado por acoplador El controlador DF63 de Foundation Fieldbus ejecuta todo el proceso de destilación del etanol. Antes Caeté usava el Puente DF51 de Foundation Fieldbus en la operación y por lo tanto el cliente prefirió mantener el protocolo H1 y elevar el dispositivo de enlace de categoría a fin de proporcionar conectividad y redundancia completa HSE.
Procesador de Ladder DF75 HSE impulsa el centro de comando de motores de Destilería y Fermentación.

Los nuevos controladores DFI302 de SMAR tienen conexiones HSE (High Speed Ethernet) embutidos y redundantes proporcionando conectividad doble de Ethernet de 100Mbit/s. Los Bloques de Función Flexibles (FFB) contenidos en los controladores HSD permiten datos entre los controles analógicos y discretos. Usándose los FFB es posible crear enlaces entre los controladores. Por lo tanto, el control analógico se integra totalmente con el control discreto.

Con el uso del protocolo HSE, los controladores de la Destilería Caeté pueden cambiar informaciones con los enlaces HSE.

La Destilería Caeté también necesitaba intercambiar datos entre los controladores. Por ejemplo, si fuera necesario intertrabar la señal de nivel alto de un tanque de fermentación, emitida por un transmisor ProfibusPA conectado al DF73, al solenoide RIO de Foundation Fieldbus del Tratamiento de Jugo. La señal del transmisor PA de nivel se transfiere directamente al solenoide RIO de HSE a través del enlace HSE.

En otra situación, datos entre el Profibus Master del DF73 y el Procesador Ladder del DF75 se intercambian a fin de activar la mayoría de las bombas que se conectan al DF75 solamente cuando el control de relavada esté prendido.
La figura siguiente ilustra controladores montados en el gabinete de control de la fábrica de Caeté.

Resultados
La Destilería Caeté enfrentó un cronograma apretado para elevar el nivel de su sistema de control del proceso para coincidir con el programa de expansión de la fábrica, pues las demandas de producción no le permitirían pasar por paros largos para instalar el equipo. El proyecto del sistema de control empezó en mayo de 2007 y la puesta en marcha de las dos primeras etapas se completaron en septiembre de 2007 y mayo de 2008, respectivamente.

Gracias a la tecnología fieldbus, los algoritmos de PID ahora se ubican en los dispositivos de campo para el control mas seguro y confiable, y cerca del proceso. También se puede decir que la infraestructura HSE posibilita un nuevo alcance de aplicaciones, pues ella integra distintas tecnologías en un único sistema. Los operadores ahora cuentan con un HMI basado en la red para integrar sistemas de automatización nuevos y existentes por toda la fábrica, además la capacidad de previsiones permitir un control mas estricto de las operaciones. Estimase que un 30% es obtenido en ahorro de costos por no se necesitar sustituir el hilado existente, envolturas y equipos de campo al instalarse el sistema fieldbus.

Conclusión
La Destilería Caeté confía en caminar con seguridad por un sendero de cambio hacia las modernas tecnologías de control apoyadas por proveedores renombrados de automatización por muchos años venideros.

SMAR ha suministrado un sistema de control digital robusto y distribuido basado en Foundation Fielbus vía Ethernet de Alta Velocidad que soporta múltiples controladores, integración abierta y expansible, interoperable con dispositivos Foundation Fieldbus, Profibus y HART, con los recursos de proyecto magnificados por el nivel realzado de la arquitectura de la fábrica.

El SYSTEM302-7 de SMAR fue elegido como la mejor plataforma de su clase en propiciar todas las características necesitadas por Caeté y aún identificado como la principal fuente de apoyo a la exitosa automatización de la fábrica y el control del proceso. “Hoy gozamos la entera ventaja advenida de las tres distintas tecnologías, y un proceso capaz de expandirse en el futuro sin restricciones. El SYSTEM302-7 garantiza la expansión de la fábrica, pues ella fue diseñada con la infraestructura HSE totalmente abierta,” declara Mauricio Veras, ingeniero electricista y gerente de Automatización Corporativa del Grupo Carlos Lyra.

Autores
Edinardo Mariano Magalhaes de Souza - Ingeniero de Aplicaciones, diplomado en BSEE por UNESP, Universidad del Estado de São Paulo. Leandro H.B. Torres - Ingeniero de Sistemas y Soluciones, diplomado en BSEE por UNESP, Universidad del Estado de Sao Paulo. Antes, trabajó 5 años como Ingeniero de Aplicaciones Químicas y Petroquímicas. Ambos de Smar.