La externalización del análisis de datos clave de planta ayuda a aumentar la eficiencia y la rentabilidad

En las siguientes páginas, el autor explica cómo las conexiones de alta seguridad con los sistemas de automatización de plantas y los instrumentos de campo inteligentes permiten a las empresas de automatización ofrecer servicios de supervisión remota, lo que ayuda a las empresas de procesamiento y a los fabricantes a obtener importantes beneficios operativos sin tener que desarrollar conocimientos internos de análisis de datos.

La externalización del soporte informático a una empresa especializada remota con un equipo de expertos de guardia las 24 horas del día ha sido una práctica común entre las empresas durante muchos años. Las organizaciones se han acostumbrado a permitir que los servicios de asistencia de terceros accedan a su red informática a través de una conexión remota segura, con el fin de gestionar la infraestructura y el software de sus sistemas informáticos y diagnosticar y resolver cualquier problema de forma rápida y eficaz. 

En un entorno de fabricación, la aparición de sensores inteligentes y del Internet Industrial de las Cosas (IIoT) ha permitido a los fabricantes de equipos originales (OEM) obtener acceso remoto a sus máquinas una vez instaladas y ofrecer servicios de ciclo de vida a sus clientes. Los fabricantes de maquinaria pueden ayudar al cliente a diagnosticar problemas o realizar un mantenimiento proactivo para identificar problemas inminentes y evitar que empeoren o causen costosos tiempos de inactividad.

Análisis de datos y asistencia

También en el sector de la industria de procesos, los ecosistemas de toda la planta han permitido a las organizaciones recopilar más datos que nunca sobre el rendimiento, la salud y el estado de los equipos de proceso y los sistemas de automatización. Estos datos solo resultan útiles cuando pueden analizarse adecuadamente y actuar en consecuencia. 

Sin embargo, el análisis de datos potencialmente complejos puede resultar difícil, sobre todo si no se dispone in situ de recursos debidamente cualificados. 

En consecuencia, muchas organizaciones han recurrido a proveedores de automatización para que les proporcionen servicios de análisis de datos y asistencia. Por lo general, debido a la sensibilidad en torno a la seguridad de la red, los datos se recogen in situ y se envían periódicamente fuera de línea para que el proveedor de automatización los analice y recomiende acciones a la organización.

No obstante, tras los recientes avances en soluciones ciberseguras para la conectividad remota, las empresas tienen cada vez más confianza para dar acceso a expertos externos a sus sistemas de automatización y redes de detección, sin temor a exponerse a violaciones de datos o interrupciones. 

Muchas empresas carecen de estos conocimientos, pero pueden superar este reto recurriendo a un servicio de supervisión remota

Permitir a los proveedores de automatización el acceso remoto y en tiempo real a los datos de los equipos de proceso y los sistemas de automatización permite a las organizaciones obtener resultados más rápidos y completos, sin tener que desarrollar conocimientos internos especializados. El personal queda libre para responder a prioridades diarias más urgentes, mientras que las actividades de mantenimiento y las paradas pueden planificarse mejor. 

Veamos algunas aplicaciones típicas en las que los servicios remotos proporcionados por los proveedores de automatización pueden utilizarse para lograr beneficios significativos:

Supervisión del estado de los sistemas de control

Un rendimiento subóptimo de los sistemas de control distribuido (DCS) puede provocar graves interrupciones en los procesos y costosos tiempos de inactividad no programados. Sin embargo, las comprobaciones manuales del estado del sistema a menudo pueden pasar por alto problemas intermitentes y advertencias de estado subyacentes que podrían provocar una interrupción del sistema si no se corrigen. 

Para ayudar a optimizar el rendimiento de los DCS, los proveedores de automatización pueden ofrecer la supervisión del estado del sistema como un servicio remoto. Este servicio proporciona una supervisión centralizada continua de los activos del sistema de control, incluidos controladores, servidores, conmutadores y componentes de red. 

Un dispositivo de supervisión in situ comprueba automáticamente información importante sobre el estado del sistema, lo que permite detectar problemas rápidamente y enviar alertas al proveedor de automatización. Los expertos del proveedor pueden entonces diagnosticar la causa del problema y recomendar acciones para mitigarlo.

Saber que su DCS está siendo supervisado 24 horas al día, 7 días a la semana, por ingenieros expertos con amplios conocimientos del sistema proporciona a las organizaciones tranquilidad y sosiego. Una detección y resolución más rápidas de los problemas se traduce en una reducción de los fallos de los equipos, las pérdidas de datos y los tiempos de inactividad, lo que aumenta la disponibilidad de los activos y la rentabilidad. 

Los responsables de mantenimiento pueden pasar de una estrategia de mantenimiento reactiva a una proactiva, lo que permite mejorar la eficiencia del personal y reducir los problemas de seguridad, las reparaciones y los costes de mano de obra.

Supervisión del estado de las válvulas

Las válvulas de control desempeñan un papel fundamental en el funcionamiento seguro y eficaz de las plantas y en la disponibilidad de los procesos. Una válvula de control que funcione mal o falle puede provocar fluctuaciones en el proceso que a veces no se perciben. 

Esta variabilidad reduce el rendimiento y la eficiencia, y puede degradar la calidad del producto por contaminación o por salirse de las especificaciones. Una respuesta de control deficiente de una válvula crítica puede incluso provocar la parada completa de la unidad. 

Por término medio, retirar una válvula cuesta unos 5.000 dólares (4.500 euros) y, sin embargo, es habitual que se retiren todas las válvulas durante una parada, a pesar de que alrededor del 30% no necesitan servicio ni reparación. Por tanto, saber cuándo las válvulas necesitan atención permite a las empresas optimizar las paradas, minimizar el tiempo de inactividad y ahorrar costes al garantizar que solo se retiran las válvulas que realmente requieren mantenimiento.

Los controladores digitales de válvulas son posicionadores que garantizan que las válvulas funcionan de acuerdo con la señal de control, además de proporcionar acceso a datos de diagnóstico. Sin embargo, no solo se pueden capturar grandes cantidades de datos, sino que éstos pueden ser tan complejos que requieran profundos conocimientos para encubrir las acciones correctivas específicas que serán necesarias. 

Saber cuándo las válvulas necesitan atención permite a las empresas optimizar las paradas

Muchas empresas carecen de estos conocimientos, pero pueden superar este reto recurriendo a un servicio de supervisión remota. Los proveedores de automatización pueden recopilar, visualizar y agregar de forma segura datos de diagnóstico en tiempo real de las válvulas. 

A continuación, una red mundial de analistas puede ver los datos de salud de una válvula e inspeccionar su historial de estado para determinar tendencias y predecir un deterioro inminente. 

Esto les permite proporcionar información valiosa y recomendaciones basadas en datos que permiten programar y realizar el mantenimiento mucho antes de que se dispare una alarma y se interrumpan significativamente las operaciones. Esto se traduce en una mejora de la seguridad, la disponibilidad y la rentabilidad de la planta.

Control del estado de la maquinaria

Aunque la importancia de supervisar el estado y el rendimiento de los activos críticos de una planta, como bombas, compresores y turbinas, es universalmente reconocida, no está exenta de dificultades. 

Las organizaciones deben priorizar qué equipos supervisar y cuándo, y deben elegir la tecnología de supervisión adecuada para cada activo de la planta. Deben asegurarse de que los datos que recopilan son precisos y, si quieren implantar un programa interno de monitorización de estado y análisis de datos, deben disponer de los recursos y los conocimientos necesarios para hacerlo.

Como alternativa, los proveedores de automatización que suministran el software y las soluciones de análisis de una planta también pueden asumir la responsabilidad de crear una estrategia integral de rendimiento y supervisión para sus activos críticos. 

De este modo, un equipo de analistas altamente cualificados con amplios conocimientos del producto se encarga de la supervisión remota del estado. Al tener acceso a datos clave sobre el estado de la maquinaria en tiempo real, estos expertos no solo ofrecen información sobre las anomalías de rendimiento que podrían provocar un fallo crítico y un costoso tiempo de inactividad, sino que también recomiendan soluciones. 

La corrosión y la erosión son extremadamente peligrosas, ya que atacan a las plantas de forma invisible desde el interior

Los expertos proporcionarán un análisis documentado que identifique cualquier fallo mecánico o problema subyacente en los activos de producción antes de que se produzca una interrupción significativa. De este modo, el personal de la planta puede centrarse en tomar medidas correctivas y reducir los costes operativos y de mantenimiento. 

Además, conocer la eficiencia de los activos clave permite a las empresas ajustar sus parámetros de funcionamiento y mejorar la planificación de sus programas de mantenimiento para obtener mayores beneficios.

Supervisión de purgadores de vapor

Los sistemas de vapor están diseñados con purgadores de vapor para eliminar la condensación de las tuberías, protegiendo así los equipos de la planta y permitiendo un funcionamiento eficaz del proceso. 

Cuando los purgadores de vapor fallan, el impacto es considerable. Pueden producirse daños extremos en los equipos de la planta, poner en peligro al personal y afectar a la calidad y el rendimiento del producto. Las inspecciones manuales esporádicas y un mantenimiento eficaz limitado pueden provocar fallos en los purgadores de vapor que no se detectan ni reparan durante meses. 

Las fugas en los purgadores de vapor pueden suponer el 10% de los costes energéticos de una planta debido al tiempo que transcurre entre el fallo del purgador y el diagnóstico y mantenimiento adecuados.

Por tanto, la supervisión automatizada en tiempo real del estado y el rendimiento de los purgadores de vapor es vital tanto por razones de seguridad como económicas, y los proveedores de automatización pueden ofrecerla como servicio remoto. 

El servicio incluye la instalación del hardware y el software necesarios, además de la supervisión continua por parte de expertos en sistemas de vapor. Estos expertos analizan los datos generados por los transmisores acústicos inalámbricos instalados cerca de cada purgador de vapor, los recopilan mediante un software propio y los transmiten al servicio de supervisión del proveedor. 

A continuación, el proveedor proporciona información procesable para que puedan tomarse medidas correctivas de inmediato, y no en semanas o meses, a medida que aumentan las pérdidas. Incluso las reparaciones y sustituciones de purgadores de vapor pueden gestionarse como parte del servicio, lo que hace que el personal de la planta no tenga que intervenir en el proceso. 

La supervisión remota de purgadores de vapor ayuda a aumentar la seguridad, mejorar la calidad del producto y el rendimiento del proceso, reducir los daños en los equipos, la pérdida de energía y los costes, y aliviar la presión sobre el personal de la planta.

Control de la corrosión y la erosión

La corrosión y la erosión son extremadamente peligrosas, ya que atacan a las plantas de forma invisible desde el interior. Si no se conocen bien o no se controlan, pueden provocar una escasa disponibilidad de la planta, elevados costes de mantenimiento reactivo y, potencialmente, incidentes graves debido a la pérdida de contención del fluido de proceso. 

La corrosión y la erosión también afectan al rendimiento operativo porque limitan la fuerza con la que se puede hacer funcionar una planta. Si las organizaciones desconocen el verdadero alcance de los daños causados por la corrosión, deben aplicar grandes factores de seguridad a las decisiones operativas para evitar daños excesivos, lo que provoca que el proceso funcione por debajo de su capacidad máxima y se pierdan posibles beneficios. 

Si la corrosión es más agresiva de lo previsto, pueden producirse fugas y paradas imprevistas, con las consiguientes repercusiones financieras y de seguridad.

Por tanto, es de vital importancia implantar un sistema eficaz de control de la corrosión y la erosión. Sin embargo, en industrias como las del petróleo y el gas, el refinado y la química, la obtención de mediciones es un reto debido a las temperaturas extremas de los equipos que se supervisan y a los lugares peligrosos e inaccesibles. También hay muchas variables que afectan a la velocidad de corrosión, como los cambios de materia prima, los ajustes de temperatura y proceso, y los caudales, y éstas pueden alterarse a diario.

La supervisión automatizada en tiempo real del estado y el rendimiento de los purgadores de vapor es vital

Los proveedores de automatización pueden ayudar a las organizaciones a superar estos retos proporcionándoles sistemas automatizados de supervisión de la corrosión y la erosión, junto con expertos que supervisen y analicen los datos generados como un servicio remoto, ayudando a planificar eficazmente las tareas de mantenimiento. 

En el corazón de los últimos sistemas de control se encuentran unos sensores ultrasónicos compactos y no intrusivos que miden el grosor de las paredes y controlan las zonas con mayor riesgo de corrosión o erosión internas. Los sensores miden el grosor de las paredes con una precisión y frecuencia inigualables, lo que proporciona una visibilidad mucho mayor del estado de la planta.

Como parte de un servicio remoto, analistas expertos combinarán los datos de todos los equipos de control de la corrosión instalados in situ, los analizarán y los interpretarán en información procesable para garantizar la integridad del proceso. 

Si se detecta una corrosión excesiva, el mantenimiento puede programarse adecuadamente, por ejemplo, durante los periodos de inactividad planificados, lo que ayuda a evitar costosas fugas y paradas. Y lo que es más importante, los datos actualizados con frecuencia permiten comprender mucho mejor los efectos de las variaciones de las materias primas y las condiciones del proceso. 

Esto proporciona a las organizaciones la información y la confianza necesarias para hacer funcionar su planta de forma más agresiva y más cerca de su capacidad máxima, pero aún dentro de los límites de seguridad, aumentando así la rentabilidad.

Servicios de ciclo de vida

En muchos casos, ahora se pide a los proveedores de automatización que asuman toda la responsabilidad de la gestión del ciclo de vida de sus sistemas, software, válvulas y dispositivos inteligentes de campo. Esto incluye la gestión y realización de actualizaciones de software, pruebas, recalibración, mantenimiento, reparación y sustitución. 

Los contratos basados en resultados y centrados en maximizar la disponibilidad de equipos y procesos utilizan conexiones remotas para diagnosticar posibles problemas, pero en lugar de proporcionar información y orientación sobre las acciones al personal de mantenimiento residente, el proveedor de automatización se encargará de todas las tareas de mantenimiento in situ. En algunos casos, los proveedores incluso proporcionan ingenieros residentes.

Las organizaciones pueden generar cantidades de datos sin precedentes a partir de los activos y procesos de sus plantas

Resumen

En la actualidad, las organizaciones pueden generar cantidades de datos sin precedentes a partir de los activos y procesos de sus plantas. Sin embargo, esta información no solo debe recopilarse, sino también analizarse e interpretarse, para ayudar a los operadores a tomar decisiones informadas que impulsen mejoras en el rendimiento empresarial. Es costoso formar expertos internos dedicados exclusivamente al análisis de valor añadido, y difícil retenerlos.

Para hacer frente a este reto, los proveedores de automatización como Emerson ofrecen una supervisión remota, altamente segura y continua de los equipos y procesos críticos de una planta. 

Esto permite a su personal experto de todo el mundo proporcionar la información práctica sobre el rendimiento que las empresas necesitan para aumentar la eficiencia y la seguridad de la planta y evitar costosos tiempos de inactividad imprevistos.

Artículo elaborado por Vladimir Nitu | Director de Servicios Conectados  | Emerson