preservación ambiental con control de procesos en ...2004_… · tecnología de siemens comanda y...

Productos, Sistemas, Soluciones para Totally Integrated Automation

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En foco:

Seguridad operacional ypreservación ambiental conautomatización Siemens

Automatización

Totally IntegratedAutomation (TIA) en siderúrgica colombianaObtención de máximo beneficio del proceso y de los equipos instalados

Automatización

Control de procesos enla industria de bebidasTecnología Siemens comanda procesos y provee servicios centralizados

Accionamientos

3200 m sobre el nivel del mar Técnica de accionamientospara minas de cobre

Para el proyecto de generación hidroeléctricade energía en Aimorés, Brasil; se adjudicó aVoith-Siemens Hydro la provisión de tresturbinas hidroeléctricas tipo Kaplan quegeneran un total de 348 MW, además de lostableros de distribución auxiliares, deautomatización, de protecciones y deexcitación.

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Modernización de una centrífuga azucareraen el Ingenio y destilería San Isidro en laprovincia de Salta, Argentina, con lainstalación de un controlador lógicoprogramable (PLC) Siemens, modelo Simatic S7 300

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En foco

Preparando el futuro 3El Proyecto PEGASO de PetrobrasVanguardia tecnológica ensoluciones de automatización 4Seguridad y confiabilidad enprocesos con hidrocarburos conequipamiento Siemens¿Alta disponibilidad o a pruebade fallas? 6¿Cuál es el sistema deautomatización apropiado antelos mayores requerimientos dedisponibilidad y / o seguridad?Maniobra y control en lageneración hidroeléctrica deenergía 10Aimores: proyecto Voith-SiemensHydro de 3 x 116 MW

Automatización

Modernización de unacentrífuga 11Detección de fallas en tiempomínimo y eliminación de paradasimproductivas con Simatic S7Un “Dreamteam” en China 12Roche Vitamins and FineChemicals y SiemensAcero colombiano en elmercado internacional 14Totally Integrated Automation(TIA); una solución tecnológicacompleta que permite obtener elmáximo beneficio del proceso yde los equipos instaladosUn proyecto que marcatendencias 16La planta multipropósito de Bayeres un ejemplo de integraciónCalidad , seguridad y precisión en la industria de bebidas 18Tecnología de Siemens comanday controla el proceso de limpiezasanitaria de las líneas deembotellado y una modernaplanta de servicios centralizados.

Novedades de servicios

Servicios “llave en mano” 20La asociación con Tritec Motorsrefuerza la posición de Siemensen el segmento automotriz

Accionamientos

Líquido fresco de la mejorcalidad 21Micromaster 420 y 440 en planta de tratamiento de agua potablePonga la tapa 22La automatizacióndescentralizada confiere elevadaflexibilidad a la industria depinturas3200 m sobre el nivel del mar 24Técnica de accionamientos paraminas de cobre chilenas

Comunicación Industrial

Relaciones claras 26Sinaut controla un sistema detratamiento de aguas residualesen EE.UU.

Siemens asume la responsabilidad integral de laoperación y el mantenimiento de todos losservicios técnicos de planta de la empresa TritecMotors en Brasil

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Ind

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inversiones del orden de 1 billón de dóla-res estadounidenses cuyo objetivo esconvertir a Petrobras en una compañíainternacional, ya muestra resultadosconcretos. Siemens se encuentra al fren-te de este programa de modernizacióncon la amplia gama de controladores delógica programable Simatic S7, que per-miten a Petrobras alcanzar su objetivo desupervisar y controlar automáticamente14000 kilómetros de tuberías. Este siste-ma también incluye el monitoreo remotode 1330 puntos terminales utilizandouna de las más modernas tecnologías dela industria petrolera mundial.

“Queremos incrementar continuamen-te la confiabilidad de nuestras unidadesutilizando esta tecnología y, como resul-tado de la asociación con Siemens, alcan-zar el punto en el que podamos reducir almáximo el riesgo ambiental y la ocurren-cia de accidentes. Consideramos que enla actualidad estamos muy cerca de lo-grar este objetivo” comentó FernandoVargas de Souza, responsable de “Gestiónde Contratos” del Grupo Petrobras.

Siemens fue seleccionada para sumi-nistrar las soluciones de automatizacióny se le asignó la responsabilidad de lamodernización de las plataformas, refi-

nerías y terminales en las cinco regionesdel país por medio de un esquema mo-dular que permita a Petrobras obteneruna flexibilidad total en el proceso deadquisición de soluciones, productos yservicios.

“Indudablemente, Siemens nos sumi-nistró soluciones de automatizacióncompletas con la mejor relación costo-–beneficio” señaló Vicente Campitelli,Coordinador de Automatización de PetrobrasTransporte S. A.

Utilizando su experiencia de lídermundial en automatización industrial,Siemens participó en las reformas reali-zadas en la Refinería Duque de Caxias(REDUC, RJ), en la que se implementaronsistemas “failsafe” (con protección con-tra fallas) a fin de lograr la máxima segu-ridad operacional. Como Siemens actúaen las diferentes regiones del país, tam-bién participó en la modernización delas refinerías y terminales en Paulinia,São Sebastião, Guararema, Barueri, SãoCaetano do Sul (SP), Manaus (AM), Camaçariy Taquipe (BA), Araucária (PR), Canoas (RS),Duque de Caxias, Angra dos Reis (RJ) yde las plantas productoras de fertilizan-tes nitrogenados de Sergipe y Bahía. ■

Preparando el futuroEl Proyecto PEGASO de Petrobras

El Proyecto PEGASO (“Programa de

Excelência em Gestão Ambiental e

Segurança Operacional”) ya cumplió

su tercer año y confirma el

compromiso de Petrobras (Brasil) con

el desarrollo sostenible y la

preservación del medio ambiente.

Como uno de los mayores progra-mas de su tipo jamás realizado enBrasil y sin equivalente en el merca-do internacional, PEGASO refleja laestrategia de la empresa para alcan-zar la excelencia operacional en to-das las fases productivas, comen-zando con la explotación, la refina-ción hasta el transporte y ladistribución. Como resultado de es-tos esfuerzos Petrobras mejoró laprevención y el control de acciden-tes en todas y cada una de las plan-tas de la empresa y reduce continua-mente la emisión de residuos, laspérdidas de las tuberías, consolidan-do una forma de trabajo que día adía se enfoca más hacia la protec-ción del medio ambiente.

El Proyecto PEGASO integrado en unambicioso programa de expansión con

iControladores de lógicaprogramable Simatic S7

Links relacionados con el tema:www.siemens.com.br/upfiles/1329.pdf>

Contactos:[email protected]

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Vanguardia tecnológica en soluciones deautomatizaciónSeguridad y confiabilidad en procesos con hidrocarburos con equipamiento Siemens

REDUC, orientada por la estrategia del Pro-yecto PEGASO, refuerza más que nunca laseguridad en la operación de su planta mo-dernizando sectores estratégicos tales comolas líneas de compresores y de hornos.Con soluciones sin igual en el mercado brasi-leño, REDUC utiliza hoy PLC que se encuen-tran en la vanguardia tecnológica(S7–400FH).El elevado rendimiento de los controladoresprogramables queda asegurado por unaconfiguración revolucionaria que sólo utiliza

dos CPUs para garantizar el mismo nivel deseguridad en la operación que las solucionesde la competencia que habitualmente re-quieren tres CPUs.Los laboratorios del TÜV (Organismo de Ins-pección Técnica de Alemania) certificaron elmayor nivel de rendimiento presentado porSiemens y proveen así a Petrobras una segu-ridad total en sus procesos.Ahora, sistemas de bombeo de gas muy infla-mable, tales como el de hidrógeno (imprescin-dible para la operación de REDUC) o el de pro-

pano (utilizado por el compresor C–6302 delsistema de refrigeración) pueden funcionarcon la máxima confiabilidad. El sistema pro-vee una desconexión automática de la plan-ta ante cualquier situación de riesgo.La solución de Siemens también es confor-table y práctica para los operadores quienespueden controlar cada etapa del procesopor medio de dos HMI (Human Machine In-terface/Interfases Hombre Máquina) del tipoOP37 instaladas en la Sala de Control de larefinería, que incrementan aún más la segu-ridad operacional. ■

RReeffiinneerrííaa DDuuqquuee ddee CCaaxxiiaass –– RREEDDUUCC

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Siemens, utilizando la tecnología

que lo ubicó en la vanguardia

mundial de la automatización

industrial, provee a Petrobras los

procesos productivos más

modernos del mercado del petróleo

y gas.

A continuación les presentaremos

las principales obras realizadas y/o

en curso:

Plataforma PNA 1La modernización de la Plataforma Namo-rado 1 (PNA 1), que opera en la Bacia deCampos / RJ, Brasil, se decidió porla necesidad de incrementar la se-guridad de los procesos de acuerdocon las normas internacionales deseguridad industrial (IEC 61 508 y61 511), adicionando una opera-ción automática con la confiabili-dad y seguridad necesarias para laprotección de las personas, elmedio ambiente y el equipa-miento.El alcance de los suministrosincluía el reemplazo de losPaneles de Enclavamientosde Lógica Fija de siste-mas estratégicos, talescomo ESD (EmergencyShutdown System / Sistemade Parada de Emergencia) yF&G (Fire and Gas/Fuego y Gas).Siemens decidió utilizar la tecno-logía más moderna: la línea Sima-tic S7–400FH Fail–Safe, con arquitectura1oo2D para garantizar la seguridad y la eleva-da disponibilidad del SIS (“Safety Instrument

System” / Sistema de Instrumentos de Seguri-dad).Siemens es uno de los pocos proveedores ca-paces de efectuar suministros de acuerdo conel nivel SIL 3 / AK 6 con una relación óptima

costos – beneficios para los usuarios.A partir de los niveles de seguridadnecesarios (SIL – Safety IntegratedLevel / Nivel de Seguridad Integra-da), para implementar cada función

de seguridad instrumentada,Siemens suministró el siste-

ma Simatic S7–400 FHcon CPUs re-dundantes y

red Profisafe.Esto también in-

cluyó las E/S de se-guridad con la ar-

quitectura SIL ade-cuada para cada

función, usando sali-das redundantes parasimplificar e incre-

mentar la disponibilidad operacional relaciona-da con el proceso de mantenimiento. ■

iSoluciones enautomatización

Contacto:[email protected]

Terminales de Guararema,Rio Pardo y São Sebastião

Terminal Angra dos Reis

Los terminales de São Sebastião y Guararema,al igual que la estación de bombeo de Rio Par-do, tienen una importancia estratégica para laoperación de Transpetro. Todas estas plantasforman parte del Proyecto PEGASO implemen-tado por Petrobras en Brasil.Las unidades comenzarán a funcionar con so-luciones de automatización basadas en la pla-taforma SIMATIC S-7 de Siemens. “Estamosequipando nuestras unidades con aparatosque es encuentran a la vanguardia mundial ensu tipo, incrementando nuestra seguridad ope-racional y eficiencia”, señala Vicente Campite-

lli, Coordinador de Automatización de Petro-bras Transporte S. A.En Guararema y en Rio Pardo, en lugar de utili-zar sólo un PLC para el control de toda la opera-ción, cada par de bombas funcionará con unaCPU integrada en la red PROFIBUS FMS. Estasolución de vanguardia en la tecnología de laautomatización industrial asegura plena dispo-nibilidad operacional y evita interrupciones enel flujo del petróleo, aún en caso de producirseun fallo, a diferencia de la instalación utilizadaanteriormente.Otra ventaja de la solución adoptada para

Transpetro es disponer de un monitoreo auto-mático de las operaciones de planta para facili-tar las tareas de los equipos de mantenimientoy de operación, así como obtener mayor dispo-nibilidad del equipamiento.“Estas son unidades esenciales y no sólo paraTranspetro sino para todo Petrobras” afirmóCampitelli. Nada más cierto que estas palabras,para confirmarlas alcanza con señalar que RioPardo y Guararema reciben aproximadamenteel 50% de todo el gas y otros productos prove-nientes del Estado de São Paulo, mientras quela planta de São Sebastião sola representa alre-dedor del 60% de toda la producción nacional.Para la terminal Almirante Barroso de São Se-bastião, Siemens también suministró una nue-va configuración integrando varias CPUs de laplataforma Simatic S7–400 en la red Ethernet.Esta red de alta capacidad garantiza el inter-cambio de datos entre varias CPUs y asegura lacomunicación continua desde los controlado-res programables con el sistema supervisor.Además de optimizar la gestión y el control detodo el sistema, las soluciones proveen la posi-bilidad de configuración remota y permiten alpersonal modificar a distancia cualquier pará-metro operacional.“Buscamos la excelencia en seguridad opera-cional porque las mejores condiciones de segu-ridad también nos permiten alcanzar el mayorrendimiento operacional. Este es el conceptoque estamos aplicando en nuestras unidades.Hasta fines del año 2004 todo esto se controla-rá automáticamente aplicando las mejores nor-mas de la industria petrolera internacional”concluyó Campitelli. ■

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La Terminal Angra dos Reis, Brasil, tiene lamejor ubicación del país y excelentes condi-ciones para recibir barcos de gran porte asu-miendo un rol estratégico en el sistema detransporte de petróleo de Petrobras y al mis-mo tiempo es uno de los centros de distribu-ción más importantes de la compañía. Petro-bras realizó notables inversiones para moder-nizar todas las unidades terminales (ASA 1,

ASA 2 y ASA 3) con el objetivo de renovar lasinstalaciones para evitar averías operaciona-les y riesgos al medio ambiente.Estos suministros, bajo la responsabilidad deSiemens, tienen en cuenta la importancia dela terminal para ofrecer una alternativa de al-to rendimiento que se puede implementarcon seguridad y sin interrupciones de las ruti-nas operacionales. La solución se basa en la

plataforma S7–400H y utiliza CPUs redun-dantes en cada uno de sectores controladosautomáticamente. La instalación se interco-necta con los PLC por medio de cables de fi-bra óptica y se controla por medio de un sis-tema supervisor a través de una red Ethernet,simplificando toda la operación de las termi-nales y permitiendo realizar intervencionesrápidas cuando éstas son necesarias. ■

El principio básico para obtener la máxima dis-ponibilidad es la redundancia, es decir, el funcio-namiento en paralelo de dos componentes de laautomatización.

Controladores redundantes

El sistema Simatic de alta disponibilidad se basaen dos CPU idénticas del tipo S7–400H conecta-das entre sí por módulos sincronizadores espe-ciales de alta velocidad (módulos Sync), quetambién pueden enchufarse directamente so-bre las CPU, incluso bajo tensión. Los módulosse comunican por conductores de fibras ópticasinsensibles a las perturbaciones con un diseñotambién redundante.

El principio de la sincronización controladapor eventos, patentado por Siemens, logra queen ambas CPU haya condiciones absolutamenteidénticas y, de esta forma, se obtiene una con-mutación sin problemas ni pérdida de informa-ción en cualquier situación del servicio. A lasCPU se las sincroniza automáticamente siemprecuando se produce un evento que podría condu-cir a condiciones internas diferentes en los apa-ratos. Este es el caso de todas las órdenes, queintroducen en el sistema informaciones nuevasdesde el exterior. Ejemplos de esto son: la actua-lización de la imagen del proceso, el acceso di-

recto a los periféricos, la modificación de datospor funciones de comunicación o el procesa-miento de interrupciones y alarmas. Además, sesincroniza la actualización de los temporizado-res. También están integradas numerosas fun-ciones de autodiagnóstico que actúan duranteel arranque del sistema y en el funcionamiento.Estas funciones permiten reconocer y localizarlas fallas a tiempo, aún antes de que afecten alproceso. De esta manera se pueden reconocerrápidamente componentes con fallas y se los

puede reemplazar durante el funcionamiento afin de minimizar tiempos de reparación.

El controlador S7-400H se inserta sin discon-tinuidades en “Totally Integrated Automation” yfue diseñado de tal manera que las funciones re-levantes de la redundancia permanecen, engran medida, ocultas para el usuario. Con ex-cepción de las CPU y los módulos Sync, el siste-ma está conformado con componentes están-dar del universo de la S7, que se programan, pa-rametrizan y configuran como un control

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¿Alta disponibilidad o a prueba de fallas?¿Cuál es el sistema de automatización apropiado ante los mayoresrequerimientos de disponibilidad y/o seguridad?

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Alta disponibilidad y/o a prueba defallas – ¿cómo debe estarconformado un sistema deautomatización para cumplir contodos los requerimientos dedisponibilidad y/o seguridad? Confrecuencia se confunde lo uno con lootro, pero un sistema deautomatización de alta disponibilidadno opera, ni por lejos, a prueba defallas y viceversa. Sin embargo,Simatic ofrece también lacombinación de ambascaracterísticas.

La exigencia de alta disponibilidad de lasinstalaciones proviene originariamente dela industria de procesos, porque allí unaperturbación del proceso o acaso una para-da de una instalación tiene, por regla gene-ral, consecuencias fatales. Algo parecidoocurre con los sistemas de generación y dis-tribución de energía eléctrica, en la auto-matización de aeropuertos o en la ventila-ción y climatización de túneles.

Ejemplo azúcar: el éxito económico detodo un año se logra o malogra con la dis-ponibilidad absoluta de la producción du-rante la campaña de azúcar.

Entrada unidadmaestra

Ambas entradas se leen en paralelo.El valor correcto se selecciona y procesaautomáticamente

Entrada redundantePRO

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Alta disponibilidad en todos los niveles

Conexión de los periféricos de alta disponibilidad

B Continúa en la página 8

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Sistema maestro DP redundante

Acoplador Y

Y-Link

IM 157

Sistema maestro DP de nivel inferior

ET 200S ET 200X ET 200L

Equiposperiféricosdescentralizados

Accionamiento

S7-400H

Otrosequiposde campo

correspondientes de las series constructivas Si-matic ET 200M y ET 200S. Condición previa esel uso del paquete de opciones de software Step7 del “Sistema H”, versión 5.2.

Conmutación sin problemas de los perifé-ricos

El “Y-Link” ofrece una mayor disponibilidad.Con él puede acoplarse a un sistema ProfibusDP en forma sencilla un sistema periférico demenor nivel y diferentes dispositivos de campo,por ejemplo, un controlador Simatic S7-400Hcon dos sistemas DP Master. En caso de falla elY-Link conmuta sin problemas todo el conjuntoperiférico al canal de bus activo del sistema Hredundante.

Comunicación redundante

En el controlador Simatic S7-400H tambiénse tienen integradas conexiones de comuni-cación de alta disponibilidad hacia una PC ohacia otro dispositivo de automatización.En caso de falla se continúa con la transfe-rencia de datos automáticamente a travésde dos procesadores de comunicación (CP1613), el paquete de software S7-Redcon-nect y mediante conexiones realizadas conIndustrial-Ethernet, sin que el usuario loperciba.

Conexión de alta disponibilidad de los periféricos por medio de “Y–Link

“normal” con herramientas familiares (inclusoon-line), los programas existentes se puedentransferir en forma sencilla a otro hardware. Elusuario no necesita ocuparse de cuáles datosdebe enviar ni cuándo al equipo de reserva oqué órdenes son admisibles y cuáles no.

Periferia redundante

Entre las novedades cabe consignar que el usua-rio puede configurar en una coordinación exac-ta con la disponibilidad la conexión de la perife-

ria descentralizada: unilateral (disponibilidadnormal), conmutado (disponibilidad ampliada)o redundante (alta disponibilidad). El controla-dor S7-400H en este sistema actúa como unidadmaestra a través de una interfase Profibus DP.

En este último caso se utilizan en forma re-dundante módulos constructivos de señalesidénticos de a pares. Cuando una parte falla sesiguen utilizando las señales del módulo intactoy se informa la falla del otro módulo. Para el ser-vicio redundante se deben utilizar los módulos

En la industria azucarera la disponibilidad absoluta de la automatización es una exigencia imperiosa.

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En Alemania la cosecha de las remolachasazucareras dura solamente 100 días, en gene-ral, de septiembre a noviembre. Cuando las re-molachas quedan depositadas demasiadotiempo, consumen una parte considerable delazúcar que contienen, usándolo para su pro-pio metabolismo. Por eso deben ser procesa-das lo más rápidamente posible. Para una fá-brica de azúcar esto significa producir sin inte-rrupción alguna las 24 horas del día.

Una parada en, por ejemplo, una planta devidrio puede tener consecuencia más gravesaún. Cuando la calefacción de la bandeja de fu-sión se interrumpe durante un tiempo prolon-gado, se endurece el vidrio en la bandeja y selo debe sacar manualmente a golpes a la ma-nera minera, por decirlo así; los costos de unafalla de esta naturaleza sobrepasan en granmedida el valor material del vidrio no produci-

do. Pero también en la industria química y pe-troquímica las paradas intempestivas puedenocasionar daños considerables cuando, porejemplo, se envenenan los catalizadores irre-versiblemente a causa de que los materialesen reacción permanecen demasiado tiempoen el reactor porque el control de las bombasfalló. Bajo esas circunstancias es probable quela carga del catalizador se deba reemplazarcompletamente.

Estos son sólo algunos ejemplos de aplica-ciones en las que una elevada disponibilidadde los sistemas empleados constituye un crite-rio importante en la elección de la solución deautomatización. Con los sistemas de automa-tización de alta disponibilidad se reduce drásti-camente el riesgo de paradas intempestivas dela producción debidas a una falla del hardware.Los costos adicionales para tales sistemas sepueden despreciar en comparación con lasconsecuencias de una posible parada de la ins-talación.

Alta disponibilidad mediante redundancia

La mayor disponibilidad de la automatizaciónsiempre significa también funcionamiento re-dundante de, en lo posible, todos los compo-nentes comprendidos pero, en todo caso, eldel propio control. Esto significa: para cadacontrol y componente adicional que participaen el mismo existe otro con funciones idénti-cas, que se opera en paralelo. Cuando se pro-duce una falla en una unidad de control, la otrase hace cargo de las funciones sin discontinui-dad de ningún tipo en la producción (“Hot-Stand-by” o reserva en caliente). En cuanto sereemplaza el componente averiado, automáti-camente, se retoma el funcionamiento redun-dante.

Seguridad para las personas y lasmáquinas

La protección de las personas, las máquinas oel medio ambiente ante daños, que pueden

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B Continuación de la página 6

iSistemas deautomatización de altadisponibilidad y a pruebade fallas

Links relacionados con el tema:www.siemens.de/h-cpu


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originarse por un manejo inapropiado o poraccidentes como, por ejemplo, cuando en laproducción se emplean sustancias peligrosas,venenosas o explosivas, merece considera-ciones muy diferenciadas. Tales riesgos nopueden excluirse constructivamente en todaspartes, de manera que deben tomarse medi-das adecuadas de protección.

Un aspecto importante en la industria ela-boradora es la protección del operador, cuandopersonas deben encontrarse en las cercaníasde las máquinas y la protección de las instala-ciones, para evitar daños en la máquina mis-ma. Cuando durante el funcionamiento deuna instalación, por ejemplo, una personaatraviesa una barrera de luz que asegura la zo-na de trabajo del brazo de un robot, el sistematiene que operar de forma tal que dicho brazoy el mismo robot pasen directamente a una po-sición segura donde queden parados. Cuando

una pieza se traba en una prensa de metal, és-ta se debe frenar de manera controlada y serllevada a una posición tal que le permita aloperador remover la pieza de manera segura.En la industria automotriz es habitual que seincluyen en el concepto de seguridad a los in-terruptores generales, los interruptores de pa-rada de emergencia (con acción general), losbloqueos (con efecto local), las rejas de protec-ción, las cortinas de luz y los exploradores lá-ser. También es norma la desconexión contro-lada (supervisada) de determinados acciona-mientos, en los cuales la desconexióndescontrolada podría dañar a las personasy a las máquinas, este es el caso, porejemplo, de las plataformas elevadorascon varias toneladas de peso.

Cuanto mayor es el grado de automati-zación, tanto más debe ser supervisada laseguridad del control. Pero, esto solo es

posible, cuando ofrece seguridad ante fa-llas, es decir, que cuando se produce unafalla, el control acciona inmediatamentede manera tal que la máquina o instala-ción pasa a un estado seguro o permaneceen ese estado.

Oferta completa de soluciones amedida

De las respectivas aplicaciones dependecuáles son las exigencias de seguridad ydisponibilidad que debe cumplir finalmentela solución de automatización propuesta. Elconcepto modular de Simatic con sistemasa prueba de fallas y de alta disponibilidadasí como también componentes seguroscontra fallas y de alta disponibilidad se pue-den combinar de modo tal que se obtengauna solución a medida. ■

Seguridad contra fallas sin pérdida de productividad

Los controladores a prueba de fallas deben estar en condiciones deevaluar señales de campo relevantes para la seguridad y, en caso de fa-lla, pasar directamente a un estado seguro o mantenerse en el mismo.Esta capacidad se basa en el principio de la redundancia por diversidaden el tiempo (Coded Processing). Aquí, se procesan en dos recorridosdiferentes las operaciones de seguridad, es decir, con algoritmos (lógi-cos y temporales) diferentes (diversificados) y en el final del ciclo de laCPU se comparan los resultados. Si hay diferencias es porque en unode los dos recorridos se produjo una falla y la CPU conmuta automáti-camente a un estado seguro. Los controladores disponen adicional-mente de un amplio autodiagnóstico.

Simatic Safety Integrated ofrece sistemas a prueba de fallas, apro-piados para los diferentes requerimientos de la industria de procesos ymanufacturera. Así, para la técnica manufacturera existen controlado-res a prueba de fallas en los diferentes ramos. En la industria de losprocesos adquiere importancia la protección de las personas, de lasinstalaciones de producción y del medio ambiente. Para estas funcio-nes se diseñó el controlador S7-400FH. El controlador Simatic S7-400FH se basa en las CPU de los Simatic S7-400H de alta disponibili-dad. El así denominado programa F (F por “Failsafe”) que corre en laCPU, confiere seguridad contra fallas al sistema con las funciones deseguridad y los módulos de señales a prueba de fallas. Para las funcio-nes de seguridad se pueden llamar y activar los módulos de la bibliote-ca F con la ayuda de las herramientas de ingeniería CFS. La biblioteca Fcontiene módulos de funciones básicas prefabricados y homologadospor el TÜV (Organismo de Inspección Técnica de Alemania), como asítambién una herramienta para asignar parámetros a los periféricos aprueba de fallas.

Para los periféricos están disponibles módulos a prueba de fallas delsistema Simatic ET 200M y, desde el otoño del año 2003, del sistemaSimatic ET 200S. Los parámetros se asignan a estos módulos periféri-cos utilizando la herramienta de parametrización de la biblioteca F. Lacomunicación se realiza en la forma conocida mediante Profibus DP ylos módulos a prueba de fallas se activan por medio del perfil ProfiSafede Profibus para aplicaciones de seguridad.

Seguros y con alta disponibilidad

Como el controlador S7-400FH se basa en el S7-400H de alta disponibi-lidad, no existe problema alguno para operarlo de forma redundanteallí donde además de la seguridad contra fallas también se requiere unamayor disponibilidad. Por lo tanto, la instalación no sólo opera a pruebade fallas sino que también ofrece seguridad total. Lo mismo tiene vali-dez para los equipos periféricos. Como es natural, los equipos periféri-cos también se pueden estructurar redundantes para incrementar ladisponibilidad.

Sistema maestro DP redundante

Sistema de automatización S7–400 FH

PROFIBUS DP redundante

Equipos periféricos descentralizados ET 200M

Módulos aprueba de fallas

La Agencia Nacional de Energía

Eléctrica de Brasil (ANEEL) acompaña y

supervisa las usinas de generación de

Brasil. Su actividad se inicia en la

emisión del acto de autorización o

concesión, incluye la construcción y la

operación de las usinas. Uno de los

mayores proyectos de generación de

ANEEL para los próximos años es la

usina hidroeléctrica de Aimorés

(UHE Aimorés), que se encuentra

actualmente en etapa de construcción

sobre el río Doce, entre los estados de

Minas Gerais y Espírito Santo, y

aproximadamente a 600 km al nordeste

de la ciudad de Rio de Janeiro.

A cargo de esta construcción está el consorcioentre Cemig (Compañía Energética de MinasGerais) y CVRD (Compañía Vale do Rio Doce).Para este importante proyecto se adjudicó aVoith-Siemens Hydro la provisión de tres turbi-nas hidroeléctricas tipo Kaplan que generanen total 348 MVA, además de los tableros dedistribución de servicios auxiliares, de auto-matización, de protecciones y de excitación.

Todos estos tableros, en total 121 co-lumnas, fueron montados por la divisiónIndustria (IND) en la fábrica de tableros deSiemens en el barrio de Lapa, en la ciudadde São Paulo, e incluyen:

Vista de interior de tablero coninterruptor 3WN6

Vista de interior de tablero coninterruptores Sentron VLextraíbles con proteccioneselectrónicas ETU20 y ETU22

Vista del montaje de tableros8RR en la fábrica Lapa

Vista del montaje del rotor yturbina tipo Kaplan

B 70 columnas de distribución y Centrode Control de Motores de tipo 8RR paraservicios auxiliares, conteniendo:-174 interruptores Sentron VL de entre125 y 1600 A extraíbles con proteccioneselectrónicas LSI y LSIG.

- 8 interruptores 3WN y 3WL extraíbles - gran cantidad de guardamotores y con-tactores de la línea Sirius para maniobra yprotección de motores.

- multimedidores Simeas PB 22 columnas de automatización, conPLC Simatic S7-400B 8 columnas de protección, con proteccio-nes 7SJ600B 21 columnas de excitación, con contro-ladores Simadyn de lazo cerrado.

Pantalla del tablerode control, conrepresentación delos estados de lasprotecciones. Enesta pantallacentral serepresentan en undiagrama unifilarlos serviciosauxiliares CA.

Todas las protecciones y multimedidores su-ministran datos a los PLC, mediante los cualespuede controlarse el funcionamiento integral dela planta en una pantalla central de control, sim-plificando de esta forma las operaciones de ma-niobra, control y mantenimiento (ver esquema).

Estos datos son transmitidos por redesEthernet al centro de operación de la usinade Cemig en Belo Horizonte, y al centro decontrol de la sub-estación de 230 kV de Ecelsaen Espírito Santo, desde donde se supervisan yoperan todas las protecciones.

La entrada en operación está prevista entrelos meses de septiembre y noviembre de 2004,siendo que Aimorés es uno de los primeros ymayores entre muchos otros proyectos de ge-neración hidroeléctrica que se encuentran enestudio en Brasil actualmente, por lo tanto esuna referencia muy importante paraproyectos futuros. ■

Maniobra y control en lageneración hidroeléctrica deenergíaAimores: proyecto Voith-Siemens Hydro de 3 x 116 MW E

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iTableros y aparatos dedistribución, automatizacióny comando


El Ingenio y Destilería San Isidro,

ubicado en la localidad de Campo

Santo, provincia de Salta,

Argentina, fue fundado en el año

1760 y es posiblemente el ingenio

azucarero más antiguo del país.

Con una producción anual de

22000 tn de azúcar orgánico y

azúcar tipo A. La primera con

mucha demanda por los mercados

internacionales por estar libre de

productos químicos desde la

siembra hasta su manufactura.

El año pasado el ingenio tomó la deci-sión de realizar importantes inversionesen pro de mejoras productivas en suplanta, con tal fin encomendó a la em-presa Controles Automáticos (Integradorde Siemens) optimizar la producción deuna de sus centrífugas.

La centrífuga azucarera elegida fueuna de marca BMA, con motor de corrien-

te alterna asincrónico de polos conmuta-bles de una potencia de 150 HP, que tra-baja con un promedio de 22 ciclos y unaproducción de 3.000 kg de azúcar por ho-ra, automatizada con lógica cableada (to-da una innovación en la década del 50),realizada con temporizadores y secuen-ciadores electromecánicos Siemens. Alpie del equipo existía un tablero de co-mando lógico (marcha, parada, aperturade compuerta, etc.), y a una distancia de15 metros un Centro Control de Motores(CCM) con la lógica de comando y fuerza,desde donde también se podían modifi-car los distintos tiempos de marcha decada ciclo.

La empresa Controles Automáticos estu-dió el funcionamiento de la máquina y suoperación, proponiendo para minimizar lasparadas improductivas la realización de im-portantes modificaciones a concretar endos etapas. La primera, que ya se imple-mentó, es la que se detalla a continuación:

-Reemplazar la lógica cableada por uncontrolador lógico programable (PLC)Siemens, modelo Simatic S7 300 conCPU 312C, relés repetidores Sirius,

ubicados en el CCM.-Reemplazar el tablero de comandopor un panel táctil de operación Sie-mens TP170A, al pie del equipo. Parafacilitar las tareas de operación talescomo: cambios de tiempos de carga,tiempos de lavado con vapor, tiemposde regado con agua, tiempos de cam-bio de miel pobre a rica; que con la ló-gica anterior requería que el operador

se desplazara hasta el CCM, desaten-diendo temporalmente la máquina.

- Programar en el PLC, con visualiza-ción en el TP, un programa de diag-nóstico de fallas, para disminuir lasparadas improductivas por manteni-miento, minimizando el tiempo dedetección del elemento en conflicto(fines de carrera, electroválvulas,etc.).

-Ampliar las instrucciones de mandomanual, por tareas atípicas o necesa-rias para el mantenimiento, vía el pa-nel táctil.

-Disminuir la cantidad de conductoresentre el panel de operación y el CCM,con el fin de minimizar la posibilidadde fallas por cables defectuosos.

En relación a esta modernización (re-trofitting) el Ing.Ramiro Ramón, Jefe deMantenimiento Eléctrico, del IngenioSan Isidro, comentó: “Con este sistemavamos a disminuir sustancialmente lasparadas improductivas por mantenimien-to, ya que nos informa inmediatamenteel origen de la falla, a tal punto que mu-chas veces no requiere ni de la asistenciade nuestro personal”.

La segunda etapa contempla el reem-plazo del motor asincrónico de polosconmutables por un motor asincrónicode polos fijos con un variador de frecuen-cia y la conexión en red con las PLC parasu supervisión. ■

Modernización de una centrífugaDetección de fallas en tiempo mínimo y eliminación de paradasimproductivas con Simatic S7

Gabinete de comando en CCM después del retrofiting

iSimatic S7 300, Simatic Panels, Sirius


Gabinete de comando en CCMantes del retrofiting

Vista del panel de comandoscon tres pulsadores de uso muy frecuente

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Un “Dreamteam” en ChinaRoche Vitamins and Fine Chemicals y Siemens

1998Proyecto de Vitamina A, Shanghai

La cooperación entre Siemens Indus-trial Automation Ltd. (SIAS) y Roche Vita-mins comenzó en diciembre de 1998 conla adjudicación de la obra para la automa-tización de la planta de producción deacetato en solución oleosa - vitamina A,en Shanghai. En esta obra, SIAS asumió laresponsabilidad por el proyecto del siste-ma de control de procesos PCS 7, la inge-niería con la puesta en servicio, así comolos ensayos de “Factory Acceptance” y,además, capacitó al personal. La plantacuya producción comenzó en mayo de1999 fue la primera en China en la que seaplicó el sistema PCS 7.

1999Proyecto Vitamina E -Roche Shanghai

Casi simultáneamente con el proyectoanterior, SIAS logró obtener la adjudica-ción de otro importante contrato quecomprendía el suministro y la instalaciónde controladores Simatic S7 - 300 y con-troladores de procesos Sipart DR en laplanta de producción de vitamina E de laempresa Roche en Shanghai. Además,SIAS tuvo a su cargo la responsabilidadpor la programación de los sistemas asícomo los ensayos correspondientes al FAT(“Factory Acceptance Test”) y al SAT (“SystemAcceptance Test”).

Roche Vitamins and Fine Chemicals, la empresa

líder mundial en la producción de vitaminas,

equipó en una secuencia a cinco plantas con la

tecnología de automatización de Siemens y para

esto contó con la competencia en proyectos de

Siemens Industrial Automation Shanghai (SIAS).

Una regla general que Roche Vitamins and Fine Chemicalsaplica básicamente en China es: “No poner todos los huevosen una única cesta” y, en consecuencia, realiza diferentesproyectos asociado con distintas empresas para no depen-der de un solo proveedor o sistema en particular. Sin em-bargo, en la automatización de cinco proyectos que desarro-lló en los últimos cuatro años, hizo una excepción y eligiósiempre al mismo socio. Las ofertas de Siemens no sólofueron convincentes en cuanto a su excelente relación pre-cio / prestaciones, en la elección del socio para la automati-zación Roche consideró que era mucho más importante elhecho que Siemens demostrara que localmente poseía unexcelente know–how y experiencia en la realización de pro-yectos de esta envergadura.

Competencia local

El equipo SIAS de Shanghai fue el garante central del éxitode los cinco proyectos tal como confirmó Dieter Vögtli, Ge-

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rente de Producción de Vitaminas de la filial deRoche en China: “La asistencia local de Siemensfue realmente excepcional. No existen suficien-tes calificativos para valorar en su justa medidala capacidad y profesionalidad del equipo SIAS yen particular de Lin Hong, la responsable delproyecto. La gestión de SIAS en los cinco pro-yectos que equipamos en conjunto fue real-mente el “match winner” y también fue SIASquien nos convenció de utilizar PCS 7 como sis-tema de control, una decisión de la que hasta elpresente no nos arrepentimos”.

El proyecto más reciente, una planta para laextracción de EGCC del té verde, demostró nue-vamente la importancia de un buen trabajo enequipo. La calificación de la operación y delproducto se realizó en mayo del 2002, Roche yapudo producir la primera carga en junio del2002 y a fines de ese mes entregó los primerosenvases del producto final. El excelente trabajodel equipo SIAS y la cooperación con los espe-cialistas de Roche en la planta permitió desarro-llar los trabajos sin problemas y como resulta-do, Roche pudo cumplir con los estrechos pla-zos de este cronograma. Es seguro que elóptimo trabajo en equipo entre todas las partes

fue una de las claves del éxito, según destacó elSr. Dieter Vögtli.

Asistencia por parte del “AccountManagement”

El “Account Management” de Siemens comple-mentó el know-how local y de esta manera faci-litó la coordinación a nivel internacional. Cuan-do Roche implementa un proyecto, al igual queotras empresas que operan a nivel internacio-nal, debe cumplir con determinadas normas ydisposiciones de validez global. El Departamen-to Central de Ingeniería de Roche en Suiza veri-fica todo concepto de instalación a implemen-tar en cualquiera de los países en los que operala empresa a fin de determinar si satisface laselevadas exigencias.

El “Account Management” internacional deSiemens con el “Account Manager” para Roche,Rainer Gehrig, asistió a Roche y a SIAS enShanghai en la implementación de estas exi-gencias y también cooperó para coordinar losrequerimientos específicos de la instalación enChina con el Departamento Central de Ingenie-ría de Roche.

De esta manera todos los participantes te-

nían siempre la información actualizada del es-tado del proyecto, desde los montadores en laobra, los proyectistas de instalaciones en Suizahasta los especialistas en software de Shang-hai. Este procedimiento también simplificó engran medida la coordinación de losdiferentes equipos de trabajo y elproyecto pudo desarrollarse en formafluida y sin dificultades.

Los buenos resultados que Rocheobtuvo en la ejecución de estos cincoproyectos demuestran la importanciaque adquiere la combinación de lacompetencia local y la experienciainternacional en el desarrollo deproyectos. Con un socio competente a sulado, Roche pudo concentrarse más ensus competencias centrales y tenía laseguridad que sus interlocutores en eltema de la automatización sabían de quése trataba en materia de proyectos. Poreste motivo es que en próximosproyectos Siemens tendrá buenas cartaspara demostrar a Roche los aspectospositivos de sus instalaciones deautomatización. ■

2000 2001 2002Producción de VitaminaB6 – Shanghai

En noviembre de 1999 comenzó a desarro-llarse el tercer proyecto conjunto de Roche ySIAS. La mayor planta de producción de vita-mina B6 del área asiático se automatizó conSimatic PCS 7 y se puso en servicio con unaceremonia acorde en octubre de 2000. Ade-más de la planificación del hardware del siste-ma y de la puesta en servicio de los sistemastécnicos de control, SIAS también tuvo a su car-go la responsabilidad por los ensayos corres-pondientes al FAT (“Factory AcceptanceTest”) y al SAT (“System Acceptance Test”).

Planta de ácido cítricoen WuXi

El cuarto proyecto conjunto de Roche y SIAScomenzó en diciembre de 1999. Ambasempresas decidieron confiar nuevamente en elsistema de control de procesos Simatic PCS 7.SIAS desarrolló el concepto de hardware ysoftware completo y suministró los tableros dedistribución con protección Ex para la técnicadel control de procesos. Además, el equipo deproyectos de SIAS asistió a Roche en laCalificación de la Instalación, de Operación yde la Performance (IQ, OQ y PQ).

Proyecto EGCGEn este proyecto SIAS no sólo proveyó toda

la automatización, también tuvo a su cargo elsuministro de energía eléctrica para los siste-mas. Además, SIAS instaló el sistema de bus decampo PROFIBUS DP para la comunicación en-tre el sistema de comando y el nivel de campo ytambién supervisó la instalación de los apara-tos de campo. La planta comenzó su produc-ción en junio de 2002).

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iSistema de control de procesos PCS 7


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ón AAcceerroo ccoolloommbbiiaannoo eenn eell mmeerrccaaddoo iinntteerrnnaacciioonnaall

Totally Integrated Automation (TIA); una solución tecnológica completa que permiteobtener el máximo beneficio del proceso y de los equipos instalados.

Acesco, una de las empresas más

representativas del sector siderúrgico

en Colombia, a confiado a Siemens la

modernización de su proceso de

producción. Actualmente produce

250000 tn/año de acero laminado en

frío de bajo carbono en rollos o en

láminas cortadas a medida, acero

galvanizado en rollos o en láminas y

acero galvanizado corrugado

comercialmente conocido como “Teja

de zinc”.

Antecedentes

Hasta la fecha Acesco S.A. había optado poradquirir soluciones tecnológicas por la moda-lidad “Llave en mano”, dejando así toda la res-ponsabilidad de la ejecución del proyecto alproveedor contratista.

La ventaja radicaba en que a lo largo de laejecución del proyecto, se evitaba los proble-mas de diseño, programación y adaptaciónde los equipos hasta que finalmente todo co-rrespondía con las expectativas deseadas, pe-ro de igual forma eran los ingenieros de laempresa contratista quienes se quedabancon el conocimiento profundo, con el “KnowHow” del proyecto.

Ahora, cuando es necesario hacer cam-bios en el proceso para la mejora de la calidad

del producto y el aumento de la productivi-dad, se han presentado complicaciones por laexistencia de “cajas negras” que los ingenie-ros y técnicos han debido descifrar con elconsiguiente costo de tiempo. Igualmente, elcambio requiere controlar y supervisar unnuevo conjunto de variables y ante la incerti-dumbre sobre la capacidad de los equiposinstalados se dificulta la decisión sobre el di-seño de las nuevas adaptaciones.

Como asegurar el dominio tecnológico

Dentro de su larga trayectoria, ACESCO S.A.ha conocido bien estas situaciones y por lotanto ha decidido que su unidad de “Manteni-miento y Montaje” desarrolle el “Plan de me-joras en Automatización” en la línea de Gal-vanización en Continuo, en detrimento de laoferta “Llave en mano” y para ello ha iniciadopor estructurar el proyecto en secciones queles deberá permitir alcanzar los siguientesobjetivos:

B Realizar los cambios de manera planifi-cada y efectiva.

B Disminuir las paradas por manteni-miento.

B Mejorar la calidad del producto termi-nado

B Aumentar la velocidad de la línea degalvanización.

B Asegurar el dominio tecnológico.

Cambiar del control centralizado al con-trol distribuido

El fundamento para materializar conceptosdescentralizados son unos potentes mecanis-

mos de comunicación que aseguren el per-fecto flujo de información entre los compo-nentes de automatización.

Comenta el Ing. Agustín Camargo,Coordinador de Proyectos de ACESCO S.A.:

“Un grave problema que se presentaba eracomo aislar el ruido y minimizar las pérdi-das en los conductores que llevaban las se-ñales de control hasta el PLC central. La pe-riferia descentralizada no solo redujo consi-derablemente los costos en conductores,bornes, canaletas y ductos, sino que redujonotablemente el tiempo de inspección ymantenimiento.”El problema de la implantación de nuevas

tecnologías no solo se reduce a la inversiónde capital sino que también es un problemade logística y, obviamente de ingeniería.

Distribuir las funciones hacia dispositivosde campo inteligentes disminuye los costos,aumenta la flexibilidad y reduce los tiemposde parada.

“Otro problema era el realizar todos los lazosde control en el PLC central, de esta formaera monstruoso el tamaño de los programasy cualquier revisión se hacia interminable,de igual forma era necesario disponer deuna gran capacidad de memoria para so-portar todos los cálculos derivados de lasoperaciones en los lazos de control.”Los nuevos Simovert de la serie

Masterdrives utilizados en ACESCO tienen lacapacidad de realizar por si mismos los lazosde control y esto se logró incorporando una

Vista del nuevo sistema deacumulación que reemplazó lautilización de fosos

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Vista de la sección salida, en primer planomotor Rotec acoplado al enrollador n° 2, alfondo la cuchilla, el Stacker y la estación desalida

Cada sección de la línea cuenta con unaestación de control que consta de un tablerode control, un monitor de supervisión y unmonitor CCTV

iTotally IntegratedAutomation


calidad de accionamiento y rendi-miento que los motores normalizadosestándar.

B Son inmunes a los efectos retroactivosque genera el variador de velocidad

B Su excelente respuesta dinámica co-mo consecuencia de su bajo momentode inercia.

B El diseño de los equipos incluyeEncoder de 2048 ppr, Sensores detemperatura KTY, Ventilación forzada,protección IP55 y freno mecánico.

Concepto TIA

“Una de las principales ventajas queSiemens nos ofrece, es la completa gamade productos que posee, y esta característi-ca disminuye en gran medida el trabajoque representa el seleccionar equipos y lo-grar que ellos se interconecten entre si sinque se pierda capacidad y velocidad.”El sistema que actualmente opera en

ACESCO hace parte de una de las principalesestrategias que Siemens ha desarrollado parala industria, el TIA, Totally Integrated Automa-tion (Automatización totalmente integrada).

Bajo este concepto, se busca ofrecer unasolución tecnológica completa que le permi-ta al usuario obtener el máximo beneficio delos equipos adquiridos.

El control empleado por Siemens para elcontrol de la línea de galvanización deACESCO es el PCS7 (Sistema de Control deProcesos para equipos de la familia SimaticS7), en el cual, todas las herramientas deconfiguración, programación, diagnóstico,monitoreo y documentación están firme-mente entrelazadas para ofrecer un entornocoherente y amigable.

La arquitectura diseñada está conformadapor una CPU 416 2DP que actúa como maes-tro de una Red profibus DP y en la cual se ha-llan conectados 45 nodos dispuestos así:

B 15 concentradores de señales en cam-po denominados ET200

B 30 variadores de velocidad MasterdrivesLa CPU principal intercambia información

con un sistema de control de recubrimientoValmet vía Ethernet y todo el proceso actual-mente está siendo monitoreado por un siste-ma Cliente/Servidor bajo Win CC ■

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Vista del ondulador de la brida n° 3A,sistema alimentado por un rectificador AFE

disponibles como “Módulos de función”pre- confeccionados en una biblioteca y seseleccionan por “drag and drop”, luego secolocan en una hoja de trabajo y finalmen-te las entradas y salidas se conectan me-diante líneas haciendo un clic.”La misma herramienta de configuración

se emplea para la puesta en servicio, la veri-ficación y el mantenimiento.

“Se ha facilitado la labor de puesta en mar-cha y el monitoreo de las variables de cam-po, además la función CFC-Online nos per-mitió hacer modificaciones al programadel tenso-nivelador sin necesidad de pararla línea.”

Cambiar los motores de corriente conti-nua por alterna

“Definitivamente el costo de mantenimien-to nos indujo a buscar otras alternativas,pero la selección del reemplazo deberíasuperar los siguientes requisitos:B Precisión de la velocidad de giro y de

par a bajas velocidades.B Capacidad de sobre-elevación de velo-

cidad. B Rendimiento en toda la gama de ope-

ración.B Rigidez dieléctrica del aislamiento ba-

jo operación con variador de veloci-dad.

B Vibraciones y nivel de ruido.B Captador integrado, refrigeración for-

zada y freno mecánico.B Velocidad de su respuesta ante pertur-

baciones y cambios de consigna. B Comportamiento térmico en servicio

severo (S8)”El Servomotor Rotec 1PH7 correspon-

de a la gama de los motores asincróni-cos compactos de Siemens, con rotor dejaula, diseñados específicamente paraaplicaciones industriales en donde esrequerida una alta densidad de potenciaen un mínimo volúmen,

Las características principales de es-tos servomotores compiten a la par conlos accionamientos de corriente conti-nua, y en ellos se destaca:B Pueden soportar permanentemente el

par nominal a velocidad cero.B Ofrecen mayor densidad de potencia,

tarjeta tecnológica T300 que dispone de supropio microprocesador.

Para esta T300 Siemens ha diseñado mó-dulos de memoria enchufables que permi-ten al usuario, acceder a paquetes de softwa-re específicos en posicionamiento, balanceode carga, sincronización angular y bobinado-desbobinado.

La variadores ahora “inteligentes” de laserie Masterdrives empleados, incluyen ade-más tarjetas de comunicación Profibus paratransferencia de información y tarjeta de co-municación para el intercambio de consig-nas y realimentaciones entre equipos me-diante fibra óptica.

Cambiar del lenguaje LADDER de contac-tos al lenguaje CFC gráfico

“La vía más rápida para una solución de auto-matización solo es posible a través de la con-figuración gráfica”. Hoy en día, un usuario orientado a la tecno-logía, que desee solucionar sus problemasde control en lazo abierto o en lazo cerradono deberá preocuparse de la tecnología delos computadores e incluso de adquirir cono-cimientos en programación

“El lenguaje de programación en esquemade funciones CFC (Continuous functionChart) nos ha permitido combinar de ma-nera rápida y sencilla, funciones de controly de cálculo.Todas aquellas rutinas que se debían reali-zar para hacer una conversión, una com-paración, un indexado, o una operaciónmatemática entre variables, ahora están

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Un proyecto que marca tendenciasLa planta multipropósito de Bayer es un ejemplo de integración

La nueva planta multipropósito de

Bayer CropScience en Dormagen,

Alemania es un proyecto que marca

rumbos innovadores no sólo en

relación con la tecnología de los

procesos para satisfacer en el futuro

los requerimientos del mercado. En

esta planta Siemens implementó por

primera vez un concepto de control y

gestión completamente homogéneo

desde la automatización de los

procesos hasta la solución MES que

utiliza Simatic IT Framework. Además,

el sistema registra y procesa todos los

datos para integrarlos continuamente

en el sistema SAP de Dormagen.

La empresa Bayer CropScience AG, conuna facturación anual del orden de6500 millones de Euro, es una de lascompañías innovadoras líderes mundia-les en el campo de los productos fitosa-nitarios, semillas y biotecnología, así co-

mo en la lucha contra las plagas que nopertenecen al sector agrícola. BayerCropScience AG, con un plantel de22000 colaboradores opera en 122 paí-ses del mundo.

Para poder subsistir en la dura competen-cia imperante en el mercado de los produc-tos fitosanitarios, resulta imprescindible lan-zar los nuevos productos al mercado con lamenor demora posible, a fin de poder apro-vechar mejor los plazos de vigencia de laspatentes. Como los nuevos productos tienenuna elevada efectividad biológica, se los re-quiere en cantidades relativamente peque-ñas y los procesos de producción debenadaptarse a estas características.

Para satisfacer estos y otros objetivos, enla tradicional sede de Dormagen, al norte dela ciudad de Colonia, Alemania, comenzó enoctubre de 1999 la construcción de una plan-ta multipropósito para la fabricación de pro-ductos fitosanitarios de nuevo desarrollo.Esta planta también debía ser el centro parael desarrollo internacional de procesos en elcampo fitosanitario. Esta planta debía cons-truirse en forma modular para poder modifi-car la producción tan flexible y rápidamentecomo fuera posible y, además, permitir la

elaboración de la gama más amplia posiblede diferentes sustancias activas y productosintermedios o subproductos en los volúme-nes más variados.

Introducción del SAP como incentivo pa-ra una solución integrada

En la fase previa Bayer elaboró un pliego decondiciones con el que no sólo debía en-contrarse un sistema de control para estaplanta multipropósito, sino también un su-cesor para el sistema de control Teleperm M,utilizado con éxito en numerosas plantasde la sede de Dormagen. Sobre la base deeste pliego y luego de numerosas compara-ciones y ensayos se decidió aplicar el siste-ma Simatic PCS 7 con funcionalidad “Fail-safe” (con protección contra fallas) y com-binación con “batch flexible” (partidasflexibles). El sistema de control de proce-sos de Siemens convenció –y no en últi-mo término– porque permitía una integra-ción homogénea en el panorama existentede la automatización y, por lo tanto, se podíaaprovechar el know–how que el personal dela planta ya poseía. Además, Bayer consideróque podría obtener una mayor flexibilidad si

nuo del proyecto.La luz verde para la realización se encen-

dió a mediados del 2000. En Dormagen seinstalaron a partir de abril de 2001 los siste-mas PCS 7 y un prototipo de Simatic IT Servercomo núcleo del Simatic IT Framework. Almismo tiempo, en la réplica de la plantaconstruida en las instalaciones de Siemensen Karlsruhe, se probaron exhaustivamentetodos los componentes de software. Los pro-yectistas y los ingenieros locales se vieronconfrontados con diferentes desafíos. El sis-tema de control del proceso, incluso “batchflexible” debe trabajar en forma confiableaún sin el acoplamiento con SAP. Si el aco-plamiento se interrumpe, los datos no sepueden perder, se tienen que almacenar enuna memoria intermedia hasta que el siste-ma vuelve a arrancar y los reajuste automáti-camente.

Un cronograma muy ajustado

La implementación del proyecto completo,consistente en la construcción por parte dela Ingeniería de Bayer y el Desarrollo de Siste-mas de Siemens, debió cumplir con las pau-tas de un cronograma muy ajustado. Hasta elaño nuevo 2001 / 2002 se tenía que finalizaruna fase crítica: la vinculación del PCS 7, elsistema de comando de la producción y elSAP. Luego, en febrero del 2002 comenzó elfuncionamiento de la planta con agua y den-tro del plazo fijado, el 1º de abril arrancó laprimera “carga real”. Cronogramas detalla-dos, una apropiada dirección del proyecto yla interacción intensiva de los equipos de tra-bajo de Bayer y de Siemens aseguró el cum-plimiento de este plazo realmente crítico.El 26 de junio de 2002 se realizó una solem-ne ceremonia en la que accionando simbóli-camente un pulsador se inauguró oficial-mente la planta multipropósito. En el ínterinya operan varias líneas de producción. En elfuturo la planta se ampliará y modificaráen forma continua para poder adaptarse a losnuevos requerimientos del desarrollo de sus-tancias activas y de la dirección de la empre-sa. El PCS 7 y el sistema de comando de laproducción creado con Simatic IT Frame-work dominan los procesos complejos ytambién cumplirán sin problemas con losnuevos requerimientos del futuro. ■

iSistema Simatic PCS 7,Simatic IT Framework,Profibus DP


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aprovechaba en forma consecuente la tecno-logía del bus de campo Profibus DP y la co-municación Hart, incluso en la zona con pro-tección Ex. Por otra parte, PCS 7 ganó puntosdecisivos con su capacidad de procesamien-to, ingeniería sencilla y rendimiento.

En paralelo, Bayer decidió emplear un sis-tema SAP para registrar los datos económi-cos relevantes de la planta multipropósito.Esto significaba que SAP podía activar todoslos procesos productivos y a la inversa, todaslas informaciones relevantes debían trans-mitirse al sistema SAP. Un registro manual detodas las informaciones para un proceso tanflexible hubiera significado un gasto muy con-siderable y, por lo tanto, Bayer CropScience de-

cidió implementar un sistema de comandode la producción que conformara la interfaseentre el SAP y el sistema de comando de losprocesos con control de las partidas (batch).

Con esto, Bayer se enfrentó con un come-tido completamente nuevo que consistía enintegrar en una solución general el nuevosistema de control, el SAP y el sistema de co-mando de la producción. Para obtener la ad-judicación del contrato del sistema de co-mando de la producción, Siemens logró im-ponerse en una dura competencia.

Los argumentos decisivos fueron: la combi-nación abierta, sustentada sobre normas esta-blecidas y orientada al futuro, de Simatic ITFramework como componente central de co-

municación y PCS 7, así co-mo el hecho que Siemensofrecía una solución com-pleta suministrada por unproveedor único. En un pro-yecto de esta envergaduraesto es un aspecto muy im-portante.

Especificaciones exactaspara el proyecto

Cuando se adjudicó elcontrato tanto la versión 5de PCS 7 como Simatic ITFramework, se encontra-ban en la fase de desarrolloy por este motivo, Bayer enconjunto con Siemens, ela-boraron un pliego de condi-ciones de este concepto enel que se definieron los de-sarrollos tecnológicos co-rrespondientes. De sumaimportancia resultó unacláusula que exigía que alfinalizar el proyecto en laplanta, no debía haberproductos piloto sinocomponentes Siemens co-mercializados en el mer-cado. Un cronograma de-tallado con revisiones pe-riódicas que, en parte, sedesarrollaron con la pre-sencia de miembros delDirectorio de Siemens, do-cumentó el progreso conti-

Las informaciones provenientesde los procesos y los datosactuales de la campaña confluyenen la nueva sala de controlcentral.

Una de las interfases entre la Investigación y laProducción: la miniplanta de la planta multipropósito.

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Calidad , seguridad y precisión en la industria de bebidas Tecnología de Siemens comanda y controla el proceso de limpieza sanitaria de laslíneas de embotellado y una moderna planta de servicios centralizados.

Con la responsabilidad de fabricar y

embotellar las bebidas carbonatadas

como Pepsi, Seven UP, Paso de los Toros

y Mirinda, la planta de BAESA Sur,

perteneciente al Grupo Bemberg de

Cervecería y Maltería Quilmes S.A.

(CMQ) , en Buenos Aires, Argentina,

apuesta una vez más a la

automatización de la mano de

productos Siemens.

En este caso estamos frente a dos proyec-tos, el primero fue la centralización delproceso de limpieza sanitaria de las cañe-rías, válvulas, mezcladoras y llenadoras delas líneas de embotellado, denominadosistema de CIP centralizado y automático.Antiguamente cada línea tenía su propioequipo de limpieza, trabajaban en formaautónoma y con diferentes resultados enfunción de la marca, modelo, estado, ope-rador, etc

El nuevo sistema esta avalado por losestándares de limpieza de Pepsico y fuerealizado por Systelec S.A., integrador deSiemens.

El mismo consta de una computadoracon un software SCADA WinCC 5.1, un table-ro de control con un PLC Simatic S7-318 2DP(profibus) con 512 MB de memoria FlashEprom, y módulos de entrada y salida digitalesy analógicos para manejar todo el proceso.

La cantidad de tags del SCADA alcanzalos 1000 y las señales que controla soncerca de 200.

La planta se completa con 5 tanquescentrales de solución alcalina recuperada,de soda, de agua caliente, desinfectante yagua tratada.

Los circuitos que llevan los líquidos alas líneas de embotellado, son dos de im-pulsión y dos de retorno, por lo que sepueden correr dos programas de saneadosimultáneo sobre dos líneas diferentes.

Para los procesos que usan líquidos atemperatura mayor a la de ambiente, se

cuenta con dos intercambiadores líquidovapor, controlados por sendas válvulasmoduladoras.

El sistemas se diseñó con un funciona-miento automático y otro manual para lapreparación de las soluciones y los progra-mas de saneado sobre las líneas . En formamanual se pueden operar desde la pantallade la PC todas las válvulas, las bombas, losintercambiadores y en forma automáticase pueden correr programas diseñados es-pecialmente para cada producto o necesi-dad (pepsi, seven up, etc) con todas las se-guridades .

El sistema SCADA aplicado en este caso,brindó todas sus herramientas, que son:

-Acceso de usuarios por responsabili-dad y con claves

- Alarmas de todos los componentes decampo: sensores de nivel, de flujo, depH, motores, variadores de velocidad,etc.

- Gráficos históricos de todos los proce-sos, con identificación de día, hora, lí-nea, usuario, tipo de saneado, tiem-pos, etc.

- Exportación a Excel de las temperatu-

ras de tanque, de retornos de líneas,de valores de pH, cada minuto, duran-te cada mes, generando archivos parael uso de los departamentos de Mante-nimiento o Calidad para su posterioranálisis .

- Ajuste y visualización de los lazos decontrol de los intercambiadores.

El segundo de los proyectos, fue la crea-ción de una planta de servicios moderna,centralizando la generación de aire com-primido y frío para las líneas de embotella-do.

La planta de generación de frío es la quefue realizada por el integrador Systelec S.A.,siendo la provisión los tableros eléctricos,con sus aparatos de maniobra y protecciónSiemens, de sus líneas Sirius y Sentron, lascanalizaciones y cableados y la programa-ción del sistema de control con Simatic S7315 2DP (profibus) con unas 100 E/S y una PCcon un software SCADA Simatic WinCC 5.1

La planta cuenta con 4 compresores yuno a incorporarse en un futuro. El prime-ro de los compresores es de 478 kW, el se-gundo 331 kW, el tercero 221 kW, el cuarto263 kW (Futuro) y el quinto 253 kW. Todos

Vista de un compresor deamoníaco y equipos de la

Planta de Frío

Panorámica de la plantade CIP. Se observantanques de soluciones

Simatic S7, Simatic C7,Profibus, Simatic WinCC

Contacto:[email protected]@siemens.com

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ellos usan arranques estrella-triángulo conprotección térmica electrónica y proteccióncon Pt100 (4 en cada motor eléctrico).

El control de los cuatro compresores selleva a cabo con un PC-PLC Simatic C7-633P,comunicado en red con el sistema de man-do. En un futuro se estiman todos con con-trol Simatic

El principio de funcionamiento resumidoes la producción de frío, mediante la trans-ferencia de calor entre el amoníaco, fluidoque comprimen las máquinas citadas y elglicol, a partir de intercambiadores.

El glicol circula hasta cada una de las lí-neas y enfría los productos embotelladosgracias a los respectivos intercambiadoresalojados en las mezcladoras.

El proceso se completa con un tanque re-ceptor de amoniaco, con 2 enfriadores, un in-

con claves, alarmas de todos los componen-tes de campo, gráficos históricos de todos losprocesos, exportación a Excel de parámetros,ajuste y visualización de los lazos de control ypantallas de seteos de funcionamiento.

De esta manera se avanza en la mejoracontinua de los procesos, la calidad de losproductos fabricados, la reducción de costosy desperdicios y la seguridad para los equiposy las personas involucradas en el proceso pro-ductivo.

Ambos proyectos fueron diseñados y di-rigidos por el Grupo Técnico de CMQ, inte-grado por los Ing O. Castreje, H. Violante,J.Bertoldi y Lic G. Salvatti. Este grupo a suvez contrató y confió en el personal técnicode Systelec SA, integrador de Siemens, paratrabajar en conjunto con ellos y el personalde planta (Ricardo Morales y MartínPisano) ■

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Tablero decontrol de laplanta de CIP

Vista de los tableros de arranques estrellatriángulo de los compresores deamoníaco

Vista de la sala decontrol de la

planta de CIP endonde el proceso

es reflejado enlas pantallas de

WinCC

Vista de la sala de control de laplanta de frío. Otra PC con WinCC y una segunda de back-up

tercambiador de calor, bombas de glicol yamoníaco. La instalación lleva además \con-densadores de vapor, válvulas, indicadores,transmisores de temperatura, presión, nivel,caudal y demás equipos necesarios en estetipo de plantas .

En este caso, el sistema de control permitemanejar los compresores y la circulación delglicol y amoníaco, desde la PC de la sala decontrol, indicando que compresor debe fun-cionar, indicando velocidades de las bombasen función de la temperatura y presión de losfluidos, y además poder llevar el glicol frío alas 7 líneas de embotellado, a la línea de ju-gos, de concentrado y a futuras líneas. Tam-bién se controla el funcionamiento de losventiladores y bombas de los condensadoresde vapor.

El SCADA Simatic WinCC 5.1 de 1024 tags,despliega nuevamente todas sus posibilida-des, como en el primer proyecto menciona-do: acceso de usuarios por responsabilidad y

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Tritec Motors,Campo Largo, PR

las actividades que no están relaciona-das directamente con sus competenciascentrales.

Gracias al nuevo modelo de presta-ción de servicios, Siemens asumió todala operación y el mantenimiento de losservicios electromecánicos de la plantaparanaense, HVAC, la planta de trata-miento de efluentes, los compresores deaire y las instalaciones de baja y mediatensión, además de la responsabilidadpor la operación y el mantenimiento delcircuito cerrado de aceite lubricante, quesuministra este fluido en todos los pun-tos que lo requieran en la planta, proyec-tada para producir 300.000 motores poraño. La asociación con Tritec Motors,implica para Siemens ampliar significati-vamente su abanico de competencias enel mercado automotriz brasileño y con-solida su posición como importante pro-veedor de servicios de asistencia técnicay soluciones en electromecánica de pro-cesos y de servicios, que la acreditaronrecientemente como proveedora bajo elsistema de “turn-key” (“llave en mano”)de todos los servicios electromecánicosdel proyecto Amazon de la empresa Forden Camaçari y de toda la línea de monta-je final del nuevo automóvil Polo de laempresa Volkswagen. ■

cada día mayor de dispositivos de manteni-miento preventivo, así como herramientas decontrol y de puesta a disposición de informa-ciones, proporcionan beneficios a nuestrosclientes en plazos menores y por períodos detiempo mayores.

3. Las competencias multidisciplina-rias de Siemens en las áreas de genera-ción y distribución de energía, automati-zación, control de procesos y control demáquinas herramienta -cuya utilizaciónes la “core competence” (competenciacentral) de la empresa Tritec-, son im-portantes factores de diferenciación paraun prestador de servicios en el segmentoindustrial.

4. Una asociación a largo plazo conuna empresa de gran tradición en elmercado brasileño, presente en este paíspor más de un siglo, también es un fac-tor importante de diferenciación percibi-do y valorizado por nuestros clientes.

La empresa Tritec, fabricante de cali-dad internacional, reconocida por dife-rentes premios internacionales que lefueron conferidos, por ejemplo, el “topten” en el reciente Salón de Detroit por laperformance y la confiabilidad del motorque equipa el compacto Mini de BMW,ratifica la marcada tendencia actual delsegmento automotriz de tercerizar todas

La empresa Tritec Motors, un joint

venture entre BMW y DaimlerChrysler

que se constituyó en Campo Largo

(PR), Brasil con el objetivo de fabricar

motores para los vehículos de ambas

compañías, transfirió a Siemens la

responsabilidad integral de la

operación y el mantenimiento de

todos sus sistemas de servicios

técnicos de planta

Este contrato consolida un hito impor-tante en el crecimiento de Siemens en laprestación de servicios, en este caso par-ticular, en el segmento automotriz. Ade-más, contribuye a reforzar las estrate-gias internas destinadas a la consolida-ción de este negocio por medio delfortalecimiento continuo de las compe-tencias de la empresa – descritas breve-mente a continuación – que contribui-rán a crear los valores percibidos por elcliente final en el momento de la deci-sión de compra.

1. Transformación de costos fijos envariables a través de la posibilidad deutilizar mano de obra especializada com-partida con otras empresas. Este siste-ma de trabajo también reduce el así de-nominado MTTR (Mean Time to Restore otiempo medio de restablecimiento, esdecir, el promedio de los tiempos quemedian entre la detección de las fallas yel momento en que el equipamientoqueda nuevamente disponible para elservicio). En otras palabras, recursoshumanos entrenados continuamente enlas situaciones de emergencia multidis-ciplinarias de las diferentes áreas decompetencia de Siemens que demostra-ron ser más capacitados y eficaces en lasolución de problemas debidos a emer-gencias del quehacer diario de nuestrosclientes.

2. Actualización continua y, por lotanto, también optimizada de todas lasherramientas disponibles en el mercadopara la gestión de las actividades demantenimiento. El análisis de la eficaciay la familiaridad en el uso de una gama

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Servicios “llave en mano”La asociación con Tritec Motors refuerza la posición de Siemens en el segmento automotriz. iServicios completos a

plantas


Micromaster en eltratamiento del agua

Links relacionados con el tema:www.siemens.de/micromaster


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Líquido fresco de la mejor calidadMicromaster 420 y 440 en planta de tratamiento de agua potable

La Municipalidad de Weingarten

(Baden, Alemania) opera una planta

de tratamiento de agua potable

según el procedimiento Carix para

mejorar la calidad de ese líquido

esencial. Para el control, la

supervisión y el manejo de la planta,

la empresa Büra-Tec GmbH,

encargada de la automatización,

escogió los accionamientos

Micromaster, controladores del tipo

Simatic S7-400, como así también los

sistemas de operación y observación

WinCC SCADA.

El agua de la comunidad de Weingarten tieneun grado de dureza 4. Como consecuencia, ennumerosos hogares debieron instalarse siste-mas ablandadores de agua. Sin embargo, lanecesaria regeneración de estos equipos reali-zada con sal de cocina, introdujo más sales enel agua residual de los que antes le fueron ex-traídos al agua cruda. Para reducir la carga delas plantas depuradoras y evitar la contamina-ción del medio ambiente, se decidió la cons-trucción de una planta de depuración parcial

de sal según el procedimiento Carix. La depu-ración de sal realizada mediante el intercam-bio de iones condujo a una reducción controla-da del nitrato y simultáneamente a la reduc-ción de la dureza del agua hasta alcanzar elgrado 2. Ahora, en la regeneración de los inter-cambiadores con dióxido de carbono sólo se li-bera la cantidad de sales que antes se extrajodel agua cruda.

Para cada función el accionamientoadecuado

Para la automatización de la planta se contratóa la empresa Büra-Tec GmbH, especialista enautomatización de plantas y técnica de proce-sos. Para poder controlar en forma precisa elcaudal del agua y los procesos de dosificaciónde la planta de tratamiento de agua potable,Büra-Tec eligió, sobre la base de las buenasexperiencias anteriores, a los convertidoresde frecuencia de Siemens. Los convertidoresMicromaster de las series 420 y 440 satisfa-cen ampliamente los requerimientos, ya quepor un lado, disponen de los filtros integra-dos clase A exigidos por las directivas decompatibilidad electromagnética y por elotro, ofrecen la posibilidad de ajuste de pará-metros a distancia por medio del teleservice.

La herramienta de software “Drive Monitor”

sirvió para la puesta en servicio y ajuste de losparámetros. La conexión de los accionamien-tos Micromaster al bus Profibus posibilita el ac-ceso centralizado a la evaluación de los infor-mes durante el funcionamiento. El caudal delagua de la planta se regula mediante un totalde cuatro Micromaster 440, accionando lasbombas de agua en la cañería o las de agua po-table, cuyas potencias varían entre 11 y 30 kW.De esta manera la planta puede regularse con-tinuamente entre el 30 y el 100% de su capaci-dad. Los tres Micromaster 420, en cambio, tie-nen a su cargo la dosificación exacta de la in-yección de oxígeno y con ello, del valor de pHdel agua. Para estas funciones se requierenpotencias de 2 a 4 kW.

La planta se opera de manera totalmenteautomática. Un PLC Simatic S7-400 con unaCPU 414-2 DP asume el control de todos losprocesos de la planta de tratamiento deagua. Para la visualización se instalarondos puestos de trabajo con PC que utilizanel sistema SCADA WinCC y trabajan de formaautárquica. Estos puestos de trabajo supervi-san la composición del agua y permiten el ar-chivado de los datos como así también la pro-tocolización. Los dos sistemas de operación yobservación se conectan con el controladormediante el bus Profibus DP. Resulta posibleintervenir localmente en forma manual, comoasí también operar los sistemas mediantetelecomunicación desde la sala de controltécnico de la municipalidad o desde Büra-Tec.Desde allí se pueden identificar fallas oimplementar las medidas correctivasnecesarias, así como realizar modificacionesde los parámetros de funcionamiento ■

Büra

-Tec

ET 200 X

ET 200 B

ISDN

Micromaster 440

Micromaster 420

E/S descentralizadas

ISDN

ISDN

ISDN

S7 414-2 DP

Prof

ibu

s D

P

Estación 1WinCC

MPI

E/S centrales

CP 5611 CP 5611

Estación 2WinCC

Módem

Módem

PC deserviciostécnicos

Módem

Módem

Administración Municipalde Weingarten

Büra-Tec

PC Service

O&O (operar y observar) por mediode telecomunicación

MPIPC de administraciónmunicipal, técnica

-

La empresa Büra-Tec GmbH se ocupadesde 1994 de la automatización deplantas y de procesos. Aquí, el gerenteLudwig Barabas (izq.) y Ralf Bühlerconfían en los componentes de Siemens,empleados reiteradamente con éxito.

Configuración de la planta de tratamiento de agua potable de la Municipalidad deWeingarten con supervisión remota y opción de tele-servicio

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tos Ponga la tapa

La automatización descentralizada confiere elevadaflexibilidad a la industria de pinturas

En la actualidad la industria necesita

contar con una producción altamente

automatizada y, sin embargo, mantener

flexibles sus procesos. Para una planta

de llenado, etiquetado y colocación de

tapas para envases de esmaltes y

pinturas perteneciente a la empresa

STO AG, esto significa de forma concreta,

etiquetar y colocar las tapas de manera

pulcra hasta en lotes de tamaño 1

La empresa STO AG, un fabricante destacadode revoques, pinturas y sistemas de pisos in-dustriales, con sede en Stühlingen, Alemania,se encuentra abocada a implementar un am-plio proyecto de modernización. En el marcode este proyecto otorgó a Langguth GmbH,empresa especializada en la construcción demáquinas etiquetadoras para la industria depinturas y esmaltes, de la localidad de Senden-Bösensell, Westfalia, Alemania, el pedido deconstruir varias máquinas especiales para eldesapilado, etiquetado y colocación de tapasen los baldes de pintura, e integrar a estas má-quinas en una línea completa de produccióncon el empleo de técnica descentralizada.

Elevadas exigencias del cliente

La empresa STO necesitaba una instalaciónque permitiera desapilar, etiquetar y colocar latapa a por lo menos cuatro diferentes tamaños

de baldes con dos diferentes colores de enva-ses hasta el tamaño 1 del lote. En los envasesse debían poder colocar ocho diferentes tapas.En cada tapa se tenía que aplicar además, unaetiqueta y tener en cuenta tres diferentes mo-delos. Otros criterios importantes eran: aplicaruna solución de impresión sobre demanda(“print-on-demand”) como así también la colo-cación de etiquetas adhesivas y otras con ad-hesivo húmedo en cada envase.

Desde el dispositivo apilador de baldeshasta el robot de embalado

Todo el proceso productivo comienza en estecaso con el desapilado de los baldes. Para esto,Langguth desarrolló módulos especiales queseparan los baldes y los colocan sobre una cin-ta transportadora. Allí, en primer lugar, se po-sicionan las asas en el lado posterior de los bal-des. Esto garantiza la colocación segura de unaetiqueta adhesiva con código de barras en laparte delantera. Esta etiqueta provee una iden-tificación inequívoca durante el proceso com-pleto de producción. En el siguiente paso sevuelven a levantar las asas y los envases setransportan a la máquina etiquetadora con ad-hesivo húmedo. Aquí se imprimen las etique-tas y se las pega sobre los envases (para dos di-ferentes tamaños se dispone de una impresoraláser color). Dos almohadillas de apriete seocupan de aplicar la etiqueta de forma precisay pulcra. Después de esto los baldes se llevanhacia la estación de llenado y a la máquinamezcladora. La próxima estación es la máqui-

na de cerrado de baldes donde, en una opera-ción continua, se coloca sobre los envases latapa correspondiente. Tres estaciones de eti-quetado colocan luego las etiquetas adhesivasen las tapas. Al final de la línea de producción,los envases se transportan por medio de undispositivo vibrador hasta el robot de embala-do. En resumen, la línea produce de dos a tresbaldes por minuto.

Accionamientos descentralizados para undiseño de planta flexible

Para que la maquinaria cumpla con los reque-rimientos antes detallados y también se puedaoperar la instalación de manera autárquica, laempresa Langguth, en conjunto con SiemensAG, filial Münster, Alemania, elaboraron y rea-lizaron un concepto de automatización des-centralizado. En el mismo, cinco CPU del tipoSimatic S7-315 2 DP controlan los diferentesmódulos de la planta. Las CPU operan en red através de una interfase multipunto (MPI). Latransmisión de datos se realizó con los módu-los funcionales del sistema SFB 12 y SFB 13(“send/receive”). Para esto se interconectan to-dos los módulos periféricos mediante ET200B,que transmite los datos a las CPU correspon-dientes a través del bus Profibus DP. Para laoperación y supervisión de los diferentes sec-ciones de la planta se tienen seis paneles deoperación Simatic Operator Panel OP17. Parala administración de los datos de pedidos ydel depósito se conectaron a los controlado-res S7-300 procesadores de comunicación

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El proceso productivoen la instalacióncomienza con la

separación de losbaldes almacenados

en pilas

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El accionamiento de posicionamiento descentralizado Posmo A

El sistema Simodrive Posmo A es un servomotor inteligente con un convertidor depotencia, control de posicionamiento e interfase para el bus Profibus DP integrados. Elmotor se puede equipar opcionalmente con engranajes planetarios o reductores sin fin apartir de numerosos módulos constructivos de cajas de engranajes escalonadas.Este servo se aplica típicamente para modificar el ajuste de formatos, de topes o deválvulas. El accionamiento Simodrive Posmo A se suministra en una versión de 75 W conun par nominal de 0,18 Nm a 3 000 rpm. A través de los engranajes correspondientespuede llegarse a 44 rpm con 3,4 Nm. La alimentación del motor se realiza a través de unafuente de 24 V CC. La versión de 300 W de Posmo A permite disponer de un par nominalde 0,48 Nm a 3 500 rpm. Con los engranajes correspondientes se pueden alcanzar los 71rpm con 20 Nm. La alimentación del motor se realiza a través de una fuente de 48 V CC.La memoria del sistema Posmo A permite almacenar hasta 27 grupos de datos dedesplazamiento que el control puede descargar a través del bus Profibus DP

CP 343-1, que transmiten los datos a través dela red Ethernet a una PC central. Para las dife-rentes tareas de posicionamiento se utilizanpor primera vez en este campo los acciona-mientos inteligentes de posicionamiento Simo-drive Posmo A. El sistema Posmo A reúne en sucompacta estructura un módulo convertidor depotencia, la regulación del motor, el módulosensor de desplazamiento, el control de posi-cionamiento, la memoria de programación, lainterfase del bus Profibus DP y el servomotor.Este concepto de accionamiento permite libe-rar el control central de las máquinas de las ta-reas de posicionamiento. De esta manera lasunidades o partes de la máquina completa pue-den ponerse en servicio en forma autárquicasin que participe la central de control. En el proyecto actual se asignaron los paráme-tros a los accionamientos Posmo A a través delbus Profibus utilizando el software de para-metrización y diagnóstico Simocomp U. Es-te software se abre directamente desde eladministrador de programas del SimaticStep 7. Con esto se garantiza que la admi-nistración de datos completa del proyectose realiza en Step 7. Las principales ventajasde este sistema son: la administración ge-neral de datos y la sencilla puesta enservicio de los ejes, posibilidades que soloofrece Siemens en el marco de “TotallyIntegrated Automation”. ■

iAutomatizacióndescentralizada con Posmo A

Link relacionados con el tema:www.siemens.de/simodrive


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tos 3200 m sobre el nivel del mar

Técnica de accionamientos para minas de cobre chilenas

La extracción de cobre en los Andes

chilenos implica minería bajo

condiciones extremas: duras heladas

y metros de nieve en invierno,

grandes variaciones de temperatura

y de la humedad ambiente en todas

las estaciones del año. A esto se

agregan calor, polvo y fuertes

vibraciones en el interior de las

instalaciones trituradoras,

transportadoras y de concentración.

Desde hace muchos años que

Siemens AG provee a las empresas

mineras de Chile equipos técnicos

robustos y confiables. Para las minas

de Los Pelambres y El Teniente

Siemens no sólo suministra técnica

de accionamientos, sistemas de

automatización, de suministro de

energía eléctrica y de supervisión,

sino también provee la integración

de las instalaciones y la puesta en

servicio, así como servicios técnicos

tales como mantenimiento, incluso

años después de instalados los

equipos.

Chile es uno de los mayores productores de co-bre del mundo. Alrededor del 24 % de los yaci-mientos prospectados se encuentran aquí.“Los Pelambres”, ubicada a unos 200 kilóme-tros al norte de Santiago de Chile, es una de lasminas con extracción a cielo abierto más re-cientes. De esta mina, a 3200 metros sobre elnivel del mar, se extrae el mineral que contie-ne cobre, se lo muele y traslada por medio de13 kilómetros de cintas transportadoras cuestaabajo hacia el valle a 1 600 m de altura sobre elnivel del mar para su concentración. La explo-tación alcanza las 740 000 toneladas de con-centrado de cobre por año.

En la mina de Los Pelambres se utilizarondesde el comienzo tanto técnica de automa-tización como accionamientos de Siemens.Siemens suministró e instaló recientemen-te sistemas de accionamiento para las bom-bas de la instalación de concentración. Losmotores sin engranajes funcionan con unatensión de 4,16 kV y suministran una potenciade 2 000 kW. La regulación de la velocidad serealiza por medio de convertidores de frecuen-cia de media tensión Simovert MV, que son losprimeros convertidores de su clase equipadoscon semiconductores de potencia HV–IGBT*.Estos semiconductores simplifican considera-blemente la conformación del convertidor demedia tensión. Por este motivo es que son es-pecialmente confiables, compactos, modula-res y ofrecen considerables facilidades al man-tenimiento. En el volumen del suministro seincluyen asimismo los transformadores paralos convertidores, la adaptación de la climati-

zación de las casetas de distribución y mando,así como la integración de la técnica en la ins-talación completa.

Esquemas de accionamientos confiables,con reducido mantenimiento y ahorro deenergía

El concepto sin engranajes evita las pérdidashabituales en los mismos, los costos de sumantenimiento, el uso del aceite de la caja asícomo las paradas de la planta debidas a dañosen estos engranajes. El funcionamiento convelocidad variable también incrementa la dis-ponibilidad. Los arranques y las paradas sua-ves preservan toda la cadena mecánica del ac-cionamiento y evitan un desgaste prematuro.Los procesos de transporte se pueden contro-lar con mucha mayor exactitud. Mientras queen un control mecánico del caudal bombeadoel motor siempre trabaja a plena velocidad, enlos sistemas de accionamientos con velocidadvariable el número de revoluciones del motorse adapta a los requerimientos momentáneosdel servicio. Además, el sistema sólo consumela energía que necesita en ese instante. De es-ta manera se ahorra energía eléctrica: en lasbombas de la instalación de concentración elahorro es del orden del 20%, en las bombas deotras aplicaciones puede alcanzarse un ahorrode hasta el 50%.

Los sistemas de accionamiento para lascintas transportadoras con una longitud de12,7 kilómetros se suministraron a fines dela década del noventa. Hasta 8 700 toneladasde mineral en bruto se transportan con 6 me-

En el interior de una estación deaccionamiento de cintas transportadoras. Elaccionamiento con velocidad variable de losmotores reduce aquí el consumo de energíaeléctrica en un 20 % y preserva loscomponentes mecánicos y la cinta.

Los motores de anillo sin engranajes paralos molinos de mineral se destacan por suseguridad ante averías y elevadorendimiento con reducido mantenimiento.

Los Pelambres: Mina de cobre a cielo abiertoen los Andes chilenos a 3 200 metros sobre elnivel del mar

Las cintas transportadoras cuesta abajo generan energía eléctrica.En Los Pelambres el desnivel para una distancia de 12,7 km es deunos 1 600 m, la energía generada llega a 25 MW. La robusta técnica de accionamientos y un contrato demantenimiento por especialistas de Siemens aseguran unfuncionamiento confiable del sistema de cintas transportadoras.

* High Voltage Insulated Gate Bipolar Transistoral

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Accionamientos en latécnica del transporte demateriales

Links relacionados con el tema:www.siemens.de/grossantriebewww.siemens.com/mining

Contactos:[email protected]@siemens.com

tros por segundo al valle superando un desni-vel cuesta abajo de 1 600 metros. Los diez mo-tores de accionamiento de la cinta transporta-dora tienen una potencia de 2,5 MW y fuerondiseñados para soportar óptimamente las du-ras condiciones ambientales locales. Robustosconvertidores del tipo Simovert ML regulan lavelocidad. La considerable pendiente deltransporte cuesta abajo del mineral permiteque los motores trabajen como generadores ysuministren a la red hasta 25 MW, reduciendonotablemente los costos del servicio. Ademásde los sistemas de accionamiento para la insta-lación de cintas transportadoras, Siemenstambién suministró los dos motores de anillosin engranajes de 13 MW para los molinosde mineral. Estos molinos se utilizan paratriturar los grandes bloques de piedra afin de poder transportarlos sin inconve-nientes. A todo esto se agrega el sistemade control y comunicación de nivel supe-rior que, gracias a un sistema de supervi-sión múltiple se garantiza la máxima se-guridad en todas las clases de operación.

Mantenimiento y conservación planificadas

En el marco de un contrato de servicio técnico,Siemens asumió la responsabilidad del mante-nimiento y la conservación de todo el sistemade cintas transportadoras entre la trituracióndel mineral y la instalación de concentración,incluyendo la administración de los repuestos.En toda esta operatoria deben mantenerse“Key Performance Indicators” (Indicadores Cla-ve de Rendimiento) prefijados de disponibili-dad y confiabilidad. Esto se logra con un siste-ma de mantenimiento asistido por procesa-miento electrónico de datos. Todas las partesde la instalación están vinculadas por una red

de fibra óptica que permite controlarla y super-visarla en forma centralizada. Numerosos sen-sores registran los parámetros de estado másimportantes de todos los componentes. De es-ta manera se tiene una supervisión durante las24 horas del día sin depender de la ubicaciónmomentánea del personal de servicios técni-cos. Las posibles averías se reconocen a tiem-po y así se evitan daños mayores y paradas pro-longadas de la instalación. Por medio de Inter-net los expertos ubicados en cualquier puntodel mundo pueden examinar el sistema de cin-tas transportadoras y sus periféricos, así comoanalizar deficiencias e incluso volver a poneren servicio la instalación. A fines del año 2002se prolongó el contrato de servicios técnicospor otros tres años.

Técnica de accionamientos y automatiza-ción para la mina de explotación subterrá-nea El Teniente

En Chile también se extrae cobre en explo-tación subterránea. La mina El Teniente,ubicada a 80 kilómetros de Santiago de Chi-le en dirección sudeste y 2 400 metros de al-tura sobre el nivel del mar constituye la ma-yor explotación subterránea de mineral decobre del mundo. Para esta mina Siemenssuministró tres motores de anillo sin engra-najes para los molinos de mineral con po-tencias de 20 MW a 9,26 rpm y 11,2 MW a11,7 rpm, respectivamente, y cinco siste-mas de accionamiento de velocidad variablecon una potencia de 1 MW cada uno para lasinstalaciones de cintas transportadoras. En laoperación con velocidad variable el consumoen el arranque se reduce en un 20 %. La varia-ción suave y sin sacudidas de la velocidad de lacinta preserva a todas las partes mecánicas de

las cintas transportadoras tales como engrana-jes, tambores, rodillos y cintas. De esta mane-ra se eliminan, por ejemplo, oscilaciones de lascintas. Los rodamientos también se preservany ya no se producen cortes de las cintas. El fre-nado eléctrico suave reduce el desgaste de laszapatas de los frenos. Una de las cintas trans-portadoras presenta una pendiente considera-ble y, al igual que en Los Pelambres, los moto-res de accionamiento pueden operar como ge-neradores y así, en el transporte cuesta abajo,generan energía eléctrica. Además, Siemenssuministró para la instalación de concentra-ción 30 sistemas de accionamientos de bajatensión con potencias entre 4 y 150 kW ade-cuados para impulsar instalaciones de cintastransportadoras con velocidad fija o regulada.Todos los accionamientos se controlan por me-dio de controladores Simatic S7 y todos loscomponentes utilizados poseen capacidad pa-ra conexión a Profibus que facilita la integra-ción en la automatización de la instalación. In-cluso los grandes motores de anillo sin engra-najes para los molinos de mineral se integranen el panorama de la automatización por me-dio de controladores S7. La operación y obser-vación se realiza por medio del sistema de vi-sualización WinCC. El concepto sin engrana-jes asegura confiabilidad y disponibilidadelevadas con reducido consumo energéticoy mantenimiento. Si sólo se considera elcampo de la industria minera, Siemens yasuministró e instaló 20 sistemas de accio-namiento sin engranajes con mega–poten-cias de dos dígitos, de los cuales 10 se en-cuentran en América del Sur .■

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En la implementación de un sistema de

comando para una nueva planta de

tratamiento de aguas servidas en el

oeste de los Estados Unidos, los

ingenieros responsables tuvieron que,

literalmente, dominar algunos escollos

serios, ya que una parte de la zona

abarcada estaba ubicada en el otro lado

de uno de los brazos del Puget Sonds.

En vista de las grandes distancias, la red

completa de agua residual, incluyendo

todas las estaciones de bombeo, sin

embargo, debía estar integrada en un

sistema de comando conjunto, porque

una supervisión local hubiera sido

demasiado costosa. El sistema Sinaut

operado a distancia convenció al equipo

de trabajo del proyecto por su robustez y

confiabilidad. Por ese motivo también es

la primera elección para la siguiente

ampliación de la red de aguas residuales.

Hasta hace poco este área escasamente po-blado, con unos 500 hogares localizados enuna gran dispersión geográfica al oeste de laciudad de Olimpia, Estado de Washington,EE.UU., no estaba conectado a un sistema pú-blico de aguas residuales, sino que las casasposeían instalaciones depuradoras propias.Sin embargo, la construcción de un campo degolf y la urbanización de nuevos terrenos re-quirieron un tratamiento de aguas servidascentral para cumplir con las disposiciones sa-nitarias vigentes.

Un sistema extenso

No fue una tarea sencilla, ya que la zona abar-cada se extiende sobre una superficie de mu-chos kilómetros cuadrados y, además, estácortada por un brazo lateral del estuario delPuget Sound. Por este motivo es que en larealización del concepto de aguas residualesfue importante hallar un sistema de mando ysupervisión, que podía salvar grandes distan-cias sin dificultades y, por otra parte, fuesesuficientemente robusto como para poderoperar de manera confiable con un mínimode mantenimiento.

Un total de cinco estaciones de bombeocaptan el agua residual de los hogares, parabombearla luego a la planta depuradora devarias etapas. Allí se depura el agua tantomecánica como biológicamente y, por últi-mo, se lo esteriliza con luz UV (ultravioleta).Una vez tratado el agua se vierte en dos piletasdecantadoras para volver al ciclo natural delagua. El agua purificada también puede distri-buirse mediante un sistema de riego automáti-co (sprinkler) en un área boscosa cercana.

El extenso área que debía cubrir el sistemano permitió emplear un sistema de mandoconvencional para supervisar las estacionesde bombeo. Por eso el equipo de trabajo delproyecto buscó una alternativa y la halló en elsistema telecontrolado Sinaut.

Múltiples posibilidades de comunicación

Cada una de las cinco estaciones debombeo está equipada con un controla-dor Simatic S7-300, un panel táctil SimaticHMI Touch Panel y un módulo de transmi-sión Sinaut TIM como unidad esclava. En tresde las estaciones de bombeo, el módulo TIMtransmite los datos a la unidad maestra TIM

26 advance 4-2003

Relaciones clarasSinaut controla un sistema de tratamientode aguas residuales en EE.UU.

Zefa

ST7 - Monitoreo remoto con Simatic S7

Sinaut ST7 es un sistema polifacético e innovador de telecontrol para la supervisión y el control total-mente automatizados de las estaciones de procesos, que intercambian datos con la sala de mandocentral o entre ellas a través de una red WAN (Wide Area Network). Aplicación típicas para Sinaut seencuentran en numerosos ramos, pero en especial, en campos tales como el tratamiento de agua ydepuración de aguas residuales, el aceite y gas, la calefacción a distancia, la técnica del tránsito y laminería.Sinaut ST7 se basa en el sistema de automatización Simatic S7 y se destaca por una organiza-ción modular y gran escalabilidad. Todas las funciones de diagnóstico y de programación, queSimatic y Sinaut ponen a disposición de la automatización de la estación y para la comunica-ción por medio de redes WAN, pueden utilizarse a través de WAN, incluso mientras se realiza latransferencia de los datos del proceso.Las funciones inteligentes de la comunicación WAN aseguran el uso óptimo de las rutas disponiblesde transmisión. Para la comunicación, Sinaut puede utilizar tanto las líneas dedicadas (conductoresde cobre y de fibra de vidrio) como también redes radiales privadas (opcional con el método de seg-mentación del tiempo), redes telefónicas analógicas y RDSI, así como también redes móviles de radioy, cuando se requiere una disponibilidad muy elevada del sistema, se la puede estructurar también demanera redundante. Como los datos solo se transmiten a demanda, la carga de la red es reducida.Otras funciones son: la sincronización horaria de toda la red, por ejemplo, con las señales horariastransmitidas por radio (En Alemania DCF77) o GPS y el almacenamiento local de los datos (con sellohorario) ante perturbaciones en la red de comunicaciones WAN. En las herramientas Simatic estándarse encuentran incluidas herramientas de uso amigable para el usuario con análisis automático de lared que facilitan la realización del proyecto.El espectro de Sinaut ST7 se redondea con un sistema de puestos de mando ST7cc sobre la base deWinCC y que opcionalmente se puede estructurar redundante. Con este sistema podrán implemen-tarse de manera sencilla las típicas funciones telecontroladas como, por ejemplo, el archivado enbase al sellado horario, supervisión y visualización de las conexiones WAN y el reajuste delsistema después de subsanarse las fallas de la conexión.

PC de visualizaciónSinaut ST7cc

Simatic S7-300Módulo Sinaut TIM

Planta depuradora Instalación de riego

Estación de bombeo Lakeland

Estación de bombeo Tacoma Public Utility

Estación debombeo AllynSimatic S7-300Sinaut TIM-Modul

Estación de bombeo Victor

MPI


Par trenzado



Enlace radialSimatic S7-300Módulo Sinaut TIM

Estación de bombeoLakeshoreSimatic S7-300Módulo Sinaut TIM

Par trenzado

Par trenzado

Twisted Pair

Módulo Sinaut TIM

Módem

Módem

Conexión de datos Conexión de datos

Enlace radial

iEl sistema de telecontrolcontrola un sistemadepurador de aguasresiduales

Links relacionados con el tema:www.siemens.de/sinaut


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mediante una línea de telefonía fija. Este mó-dulo retransmite de manera totalmente trans-parente los datos a la computadora central enla sala de control. Otra estación de bombeose comunica mediante un cable de parestrenzados (twisted pair). La quinta estaciónde bombeo, ubicada al otro lado de la ensena-da del Puget Sound está comunicada por ra-dio con una de las unidades esclavas TIM,que retransmite los datos a la unidad maes-tra. Otro módulo Sinaut TIM comunica elcontrolador S7-300 del sistema de riego conla central.

De esta manera las diferentes estacionesquedan integradas de manera confortable enel sistema de mando de la planta de trata-miento de aguas residuales. La implementa-ción sencilla con Sinaut impresionó especial-mente al grupo de trabajo del proyecto, por-que Sinaut utiliza un protocolo acreditado ytransmite todos los datos sin programacióncostosa y de manera transparente hacia lacomputadora de mando. Esto reduce en granmedida el tiempo necesario para el proyecto ylas posibles fuentes de errores.

El sistema de puntos de mando SinautST7cc, basado en WinCC, visualiza en formaclara los datos en la planta depuradora cen-tral. El personal puede supervisar y controlartodos los procesos desde el ST7cc. Además,como todos los datos de Sinaut se proveencon la indicación de la hora, se posibilita tam-bién que desde la sala de mando se planifi-quen y activen de manera sencilla los proce-sos paralelos y críticos en el tiempo.

Otras estaciones de bombeo enconstrucción

El sistema demostró ser muy robusto en elservicio continuo. Aún cuando unaconexión se interrumpe abruptamente nose pierden datos, ya que el sistema depositalas informaciones en una memoriaintermedia y los transmite cuando la líneafunciona nuevamente. En el ínterin seestán construyendo otras dos estaciones debombeo, que también serán equipadas conSinaut. ■

Configuración de la planta ▼

Todas las informaciones importantes decada estación – aquí las de la instalaciónde riego – se representan en una ventana.

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Editor Siemens AGAutomation & Drives Group (A&D)Nürnberg MoorenbrunnAlemania

Comité de dirección H. Gierse, A. S. Huber, A. Ötsch

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ConceptoChristian. Leifels

Editorial en AlemaniaPublicis Kommunikations Agentur GmbH,GWA, Corporate PublishingErlangen, Alemania

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EditorSiemens S.A.Calle 122 (Ex. Gral. Roca) 4785Ruta 8 Km. 18 - RA-1B1653JXASan Martín - Prov. Bs. As. - Argentinae-mail: [email protected].: (005411) 4738-7165

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Coordinador:L. Rojas

Producción gráfica integral:Arcuri & Asociados

Traductor: J. Horwitz

Corrector:

M. Grashof

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ArgentinaSiemens S.A.Planta Ruta 8,Calle 122 (ex Gral. Roca)4785Ruta 8 km. 18 Casilla de Correo 32(B1653JXA) San MartínProvincia de Buenos AiresTel.: 0054-11-4738-7172Fax: [email protected] de Asistencia al ClienteTel.: 0 800-444-0127Hotline TécnicaTel.: 0054-11-4738-7164 /7181 / [email protected]

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El SalvadorEl SalvadorSiemens S.A.Calle Siemens No.43 ParqueIndustrial Santa Elena Apdo.1525 San Salvador, El SalvadorTel.: (503) 278 3333Fax: (503) 278 3334

GuatemalaSiemens S.A.2ª Calle 6-76, zona 10 Apdo.Postal 1959 Ciudad deGuatemalaTel.: (502) 360 7080Fax: (502) 334 3669

HondurasRelectro S de R. L.Col. Quezada Calle la SaludContiguo a gasolinera ShellMiramontes, TegucigalpaTel.: (504) 239 0367Fax: 00504-232-4111

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