Mejoras en Sistema de Control.

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B. Operación en Modo Manual (simulación y entrenamiento)

ISUSA posee procedimientos para mantener un nivel permanente de adiestramiento en las competencias del personal, relativas al manejo de la planta, que les permiten estar preparados para responder ante situaciones imprevistas o de emergencia en las que no es posible el control automático (PLC u otro controlador) [1]. Se consigna la planta al operador durante un periodo en el cual se establece un nivel de control de mandos, según la dificultad de la simulación. Durante la prueba se pueden incorporar situaciones de emergencia (creadas por el departamento técnico), como falla en una lectura de un medidor, o corte de suministro de aire comprimido a un actuador, etc.

- Nivel A – Los comandos se ejecutan a través del tablero de control, no desde SCADA, regulando los actuadores de válvulas y convertidores de frecuencia con potenciómetros o desde el controlador de los mismos, modulando las concentraciones y niveles a través de controladores simples, y ejecución de acciones discretas que normalmente se llevan a cabo automáticamente.

- Nivel B - Es un nivel más complejo que implica la ausencia de control a través del tablero, además de prescindir del PLC y visualización de SCADA; el control pasa a ser manual directamente en grifos, variadores y/o válvulas.

II - Incidente y Falla

A. Colapso de Sistema de Control

El incidente ocurrió a las 4:47 AM del 12 de enero de 2010 y provocó la detención de la planta de ácido N°1 de ISUSA en Agraciada. La primera causa del incidente, que se desprende por evidente, fue una descarga eléctrica atmosférica (rayo) en el área de proceso, aunque la causa de fondo puede atribuirse a protecciones deficientes en buses de comunicaciones y líneas de alimentación de tableros de control [2].

Los daños constatados en el sistema de control alcanzaron al PLC central y seis módulos del mismo, un transmisor Ethernet, la interface humano-máquina (HMI) o PC terminal de visualización de control esclavo, un variador de velocidad, tres controladores PID (proporcional integral derivativo) puntuales, un sensor de nivel, dos transductores y tres indicadores de barras.

B. Acciones y Contingencias

Las acciones y contingencias tomadas fueron la operación manual y visualización de variables críticas. Los puntos críticos controlados fueron: la fusión de azufre y calefacción de bombas y cañerías, concentración y nivel de ácido sulfúrico, presión y nivel de generadores de vapor.

Acciones primarias: alimentación eléctrica autogenerada, desacople de actuadores y control manual de válvulas, análisis de laboratorio sobre producto en proceso. Acciones secundarias: cambio de terminal esclavo en sala de control y sustitución de transmisor Ethernet, elección de parámetros a visualizar en SCADA (sólo el 35% de entradas disponibles en corto plazo, dado que sólo dos de ocho módulos del PLC quedaron operativos).

El tiempo de detención total fue de 6 horas y 39 minutos, teniendo la vuelta a puesta en marcha a las 11:26 AM del mismo 12 de enero de 2010 [2].

C. Soluciones posteriores

Se instalan protecciones contra sobretensiones adecuadas en líneas de entradas/salidas de dispositivos (I/O) y PLC, se sustituyen módulos de PLC dañados y demás dispositivos de control. Luego de ese incidente la única secuela fue sólo una parada a los 6 meses para una puesta a punto del sistema de control. Se tienen en cuenta las vulnerabilidades del sistema de control (Fig. 2), de forma de estudiar la arquitectura del diseño de dicho sistema, y su relación con el operador/supervisor de la planta, para corregir el de la Planta N°1, así como para considerar en la posibilidad de nuevas unidades de producción.

III - Nueva Planta y Sistema de Control

El proyecto en números para la nueva planta de 300 tpd insumió: 84 instrumentos en campo, 18 válvulas de control, 42 motores y 25 lazos de control.

A. Proyecto

El desafío fue el control y supervisión del proceso de producción, recopilar datos de diagnóstico para mejorar el mantenimiento predictivo, minimizar el tiempo de inactividad por paradas, acceso remoto a los activos críticos, integración completa con la solución de control de supervisión y adquisición de datos (SCADA) existente, protección contra sobretensiones, en solución rentable y escalable. Todo ello, debió ajustarse al objetivo de priorizar la visualización de variables críticas y no repetir controles innecesariamente. Entonces el diseño del control del proceso se realizó en la base de automatizar con 25 lazos de control integrado (Fig. 3).

B. Recurso

La solución fue con un PLC integrado con controladores compactos de clase 100, que son robustos, rentables y escalables, con muchas posibilidades de comunicación disponibles, I/O distribuidos y alta densidad de I/O. La administración de los dispositivos inteligentes se realiza a través de protocolos de comunicación (configuración, lectura de datos, diagnóstico avanzado). Se ejecuta una eficaz protección contra sobretensiones en las líneas de suministro, en las señales analógicas y digitales de campo, así como también en los buses de campo y líneas de comunicación.

C. Implementación

Para el PLC se utilizan controladores ILC191 para control de procesos con 3 acoples remotos de buses INTERBUS (Sala de Control con líneas de cobre mallado, Sala de Ósmosis Inversa con fibra óptica HCS, Sala de Bombas con fibra óptica PVC, y Terminal de Stock y Cargas con ILC151) (Fig. 4). En total son 240 DI (entradas digitales), 68 DO (salidas digitales), 64 AI (entradas analógicas) y 24 AO (salidas analógicas) [5].

Como en el mercado aún existen muchos transmisores electrónicos analógicos, el vacío existente entre la tecnología analógica y digital se llena con los estándares híbridos (tal como el protocolo HART). Si bien el costo de los instrumentos para aplicarlos es mucho más elevado que los convencionales (un 15% más que los analógicos de 4-20 mA c.c.), sus costos de instalación y puesta a punto suelen ser inferiores en un 4% [6].

La comunicación en campo se realiza entonces con líneas para transductores remotos direccionables (HART) multidrop (34 dispositivos, 8 segmentos y 81 tags) salvo en 19 puntos críticos donde