Mario Atilio Granados Escobar. ...

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Mario Atilio Granados Escobar. Control de Procesos industriales . por Mind Map: Mario Atilio Granados Escobar.                                                                   Control de Procesos industriales          .

1. Mantenimiento y Ruido.

1.1. Fallos en sistemas.

1.1.1. Confiabilidad.

1.1.1.1. La probabilidad en que un producto realizará su función prevista sin incidentes por un período de tiempo especificado y bajo condiciones indicadas.

1.1.1.2. La probabilidad en que un productorealizará su función prevista sin incidentes por un período de tiempo especificado y bajocondiciones indicadas

1.1.2. MTTF (Mean Time to Failure).

1.1.2.1. Tiempo a esperar que un sistema tarde en recuperarse ante una falla.

1.1.3. MTBF (Mean Time Between Failure).

1.1.3.1. Intervalo de tiempo más probable entre un arranque y la aparición de un fallo.

1.1.4. Mantenimiento.

1.1.4.1. Capacidad de producir con calidad, seguridad y rentabilidad.

1.1.5. Razón de Fallo.

1.1.5.1. Incluye el análisis de factores que han podido intervenir para que se produzca el error.

1.1.6. Modelos de confiabilidad.

1.1.6.1. Confiabilidad en serie.

1.1.6.1.1. Depende del funcionamiento de cada ítem que lo compone, depende directamente del funcionamiento del componente que lo antecede y precede.

1.1.6.2. Confiabilidad en paralelo.

1.1.6.2.1. En un sistema en paralelo se busca la mayor fiabilidad, la característica del modelo paralelo se llama redundancia: Es decir existe más de un componente para desempeñar una función dada.

1.2. Filosofía de Mantenimiento.

1.2.1. Correctivo.

1.2.1.1. Es aquel mantenimiento que se realiza con el fin de corregir o reparar un fallo en el equipo.

1.2.2. Preventivo.

1.2.2.1. Este nos permite detectar fallos repetitivos, disminuir los puntos muertos por paradas, aumentar la vida útil de equipos, detectar puntos débiles en la instalación entre una larga lista de ventajas.

1.2.3. Predictivo.

1.2.3.1. Es una técnica para pronosticar el punto futuro de falla de un componente de una maquina, con base en un plan, justo antes de que falle.

1.2.4. Proactivo.

1.2.4.1. Está basado en los métodos predictivos, para identificar y corregir las causas de los fallos en las máquinas.

1.2.5. Mejora continua.

1.2.5.1. La base del modelo de mejora continua es la autoevaluación. En ella detectamos puntos fuertes, que hay que tratar de mantener y áreas de mejora, cuyo objetivo deberá ser un proyecto de mejora.

1.3. Ruido.

1.3.1. Ruido es todo sonido no deseado que interfiere en la comunicación entre las personas o en sus actividades.

1.3.2. Tipos de Ruido.

1.3.2.1. Ruido estacionario.

1.3.2.1.1. Ruido cuyo nivel de presión sonora permanece constante a lo largo del tiempo.

1.3.2.2. Ruido fluctuante.

1.3.2.2.1. Ruido cuyo nivel de presión sonora varía en función del tiempo.

1.3.2.3. Ruido intermitente.

1.3.2.3.1. Ruido que aparece solamente en determinados instantes.

1.3.2.4. Ruido impulsivo.

1.3.2.4.1. Ruido cuyo nivel de presión sonora aumenta.

1.3.2.5. Ruido de Baja Frecuencia.

1.3.2.5.1. Todo ruido que se encuentre entre 20 y 125 Hz.

1.3.3. Fuentes de Ruido.

1.3.3.1. El tráfico (terrestre y aéreo).

1.3.3.2. La construcción de edificios y obras públicas.

1.3.3.3. Algunas instalaciones industriales.

1.3.4. Solución.

1.3.4.1. Reducir la emisión de ruidos en las fuentes, amortiguando las vibraciones de las máquinas; evitando la producción de torbellinos o encapsulando equipos ruidosos.

1.3.4.2. Evitar la propagación de los ruidos mediante tratamientos acústicos de los ambientes, basándose en técnicas de aislamiento y absorción sonora.

1.3.4.3. Proteger al personal expuesto, mediante el uso de protectores auditivos personales o mediante la utilización de cabinas.

1.3.4.4. Aislamientos acústicos.

1.3.4.4.1. Barreras o pantallas.

1.3.4.4.2. Confinamiento de la fuente sonora.

1.3.4.4.3. Cabinas acústicas para el personal.

1.3.4.4.4. Aumento del aislamiento de paredes existentes.

1.3.4.5. Tratamientos con absorbentes.

1.3.4.5.1. Revestimiento de paredes.

1.3.4.5.2. Techos con paneles suspendidos o colocación de cielorrasos fonoabsorbentes.

1.3.5. Condiciones en las que se puede producir fallas o interferencias debido al ruido electromagnético.

1.3.5.1. Inestabilidad en dimmers y balastros.

1.3.5.2. Disturbios en la iluminación tales como parpadeo.

1.3.5.3. Radio recepción pobre.

1.3.5.4. Inestabilidad en sistemas de control.

1.3.5.5. Lazos comunes.

1.3.5.6. Fluctuación en mediciones de flujo.

1.3.5.7. Fallas en sistemas de cómputo.

1.3.5.8. I/O Remoto.

1.3.5.9. Retroalimentación de codificadores.

1.3.5.10. Molestas fallas de PLCs.

1.3.5.11. Rebote de medidores análogos.

1.3.5.12. Problemas con controles de termostatos.

1.3.6. Formas de solucionar el ruido electromagnético.

1.3.6.1. Puesta a tierra con baja impedancia.

1.3.6.1.1. El neutro se conecta a tierra a través de una conexión adecuada en la cual no se agrega intencionalmente ninguna impedancia.

1.3.6.1.2. Las corrientes de falla a tierra son normalmente altas pero los voltajes del sistema permanecen controlados bajo condiciones de falla.

1.3.6.1.3. Tipos de puesta a tierra.

1.3.6.2. Supresión de cargas inductivas.

1.3.6.2.1. Aparatos que engendran voltajes transitorios cuando se energiza con un contacto de relevador. Cuándo este contacto se cierra, rebota, y energiza y desenergiza la bobina hasta que para de rebotar.

1.3.6.2.2. Si el aparato inductivo tiene conectores enchufables, el aparato de supresión de sobretensión se puede instalar en el bloque terminal de la salida del relevador.

1.3.6.3. Amplificadores diferenciales (AD).

1.3.6.3.1. Circuito pensado para amplificar la diferencia de dos señales.

1.3.6.3.2. dos entradas, una de ellas definida como inversora y la otra como no inversora, y una salida.

1.3.6.3.3. Este circuito es la configuración óptima para las etapas de ganancia de los circuitos integrados lineales.

1.3.6.3.4. Esta configuración presenta excelentes propiedades de aislación entre salida y entrada simplificando la disposición de posibles elementos de realimentación.

1.3.6.4. Amplificador de Instrumentación (AI).

1.3.6.4.1. Todas las unidades de adquisición de datos cuentan por lo menos con uno.

1.3.6.4.2. el amplificador de instrumentación se arma conectando un amplificador acoplado con un amplificador diferencial.

1.3.6.5. Filtrado.

1.3.6.5.1. circuitos caracterizados por una entrada y una salida de forma que en la salida solo aparecen parte de las componentes de frecuencia de la señal de entrada.

1.3.6.5.2. Tipos de Filtros.

1.3.7. Compatibilidad electromagnética.

1.3.7.1. EMC (Compatibilidad Electromagnética).

1.3.7.1.1. Aptitud para funcionar en forma satisfactoria en su entorno electromagnético, sin introducir perturbaciones electromagnéticas intolerables para todo lo que se encuentra en dicho entorno.

1.3.7.1.2. Test EMC.

1.3.7.2. EMI (Interferencia Electromagnética).

1.4. Instrumentos para identificación de fallas.

1.4.1. Probador de Tierra.

1.4.1.1. Dispositivos que realizan medidas de resistencia de tierra de diferentes puntos.

1.4.2. Medidor de Resistencia de Aislamiento.

1.4.2.1. Se encargan de detectar el desgaste o fatiga en el aislamiento.

1.4.2.2. Megger: instrumento que sirve para medir la resistencia de aislamiento, cable, bobinados, puede ser respecto a tierra o entre fases, con el megeer se puede hallar el índice de polarización.

1.4.2.3. Tipos de medidores de resistencia de aislamiento:

1.4.2.3.1. Aislamiento clase B, temperatura máxima 130°C.

1.4.2.3.2. Aislamiento clase F, Temperatura máxima 155°C.

1.4.2.3.3. Aislamiento clase H, temperatura máxima 180°C.

1.4.3. Multitester.

1.4.3.1. Posee en un solo dispositivo la mayoría de los instrumentos necesarios para trabajar en el electrónica( voltímetro, resistencia y corriente).

1.4.3.2. Tipos de Multitester

1.4.3.2.1. Multitester digitales.

1.4.3.2.2. Multitester analógicos.

1.4.3.2.3. Multitester analógico y digitales.

1.4.3.2.4. Capacímetros.

1.4.3.2.5. Medidores de LCR.

1.4.3.2.6. Milióhmetros.

1.4.3.2.7. Watímetros o vatímetros.

1.4.4. Cámaras Termograficas.

1.4.4.1. Dispositivo que, a partir de las emisiones de infrarrojos medios del espectro electromagnético de los cuerpos detectados, forma imágenes luminosas.

1.4.4.2. Tipos de cámaras termográficas:

1.4.4.2.1. Cámaras termográficas refrigeradas y no refrigeradas.

1.4.4.2.2. Cámaras termográficas infrarrojas tipo móvil.

1.4.4.2.3. Cámaras termográficas infrarrojas de alta tensión.

1.4.4.2.4. Cámaras termográficas infrarrojas de baja tensión.

1.4.4.2.5. Cámaras termográficas infrarrojas para usos mecánicos.

1.4.4.2.6. Cámaras termográficas infrarrojas para edificios.

1.4.4.2.7. Cámaras termográficas infrarrojas para energía eólica.

1.4.4.2.8. Cámaras termográficas infrarrojas energía solar.

2. Nuevas Plantas.

2.1. Generalidades.

2.1.1. La modernización de una planta, requiere una planificación del proyecto de la nueva planta, ademas la instalación y puesta en marcha no debe depender del funcionamiento de una planta existente.

2.1.2. Formación del personal.

2.1.2.1. Cursos de formación en control de procesos enfocados a operadores de procesos.

2.1.2.2. Uso de simuladores de la planta que permiten trabajar en las condiciones los más próximas posible a la realidad.

2.1.2.3. Entrenamiento en fábricas asociadas con estancias variables de 1 a 3 semanas cada 6 meses ó 1 vez por año, según la importancia de la fabrica.

2.2. Ingeniería

2.2.1. Redacta las especificaciones que deben cumplir los instrumentos de medición y control.

2.2.2. Se realiza una cotización de materiales, que luego se envía a una lista de proveedores.

2.2.3. Se estudian las ofertas, y lo mas conveniente es que los instrumentos sean suministrados por un mismo fabricante.

2.2.4. Según cual sea la filosofía de la instrumentación que se elija para la planta, neumática, electrónica, digital, o se adopte el control distribuido, la selección de los instrumentos se hará mas fácil o mas crítica.

2.2.5. Seleccion de suministradores de los aparatos, se confeccionan las hojas y los planos de especificaciones de la instalacion, con cada uno de sus detalles.

2.2.6. Diseño y planos del panel de control, con cada una de sus especificaciones, con sus respectivos diagramas de tuberías de la planta.

2.3. Instalación.

2.3.1. La compañía seleccionada, es la encargada de instalar los instrumentos en el proceso.

2.3.2. La instalación es supervisada por el cliente y los cambios que puedan haberse introducido, deben de ser documentados en los planos diseñados.

2.4. Calibración.

2.4.1. Se debe comprobar el estado de calibración de los instrumentos, si es posible recalibrarlos, porque en el transporte algun error puede modificar sus características.

2.4.2. En la calibración se usan maletas de calibración neumáticas y electrónicas.

2.4.2.1. Maletas de calibración neumáticas.

2.4.2.1.1. Un pequeño compresor de aire, sin aceite con el fin de calibrar manómetros patrón o columnas de mercurio.

2.4.2.2. Maletas de calibración electrónicas.

2.4.2.2.1. Suministradas por los fabricantes de los aparatos, destinadas a sus propios instrumentos.

2.4.2.2.2. Simulan impedancias externas del circuito asociado al instrumento.

2.4.2.2.3. Esta revisión debe ser realizada antes de la puesta en marcha de la planta, para evitar fallas a mayor nivel.

2.5. Puesta en marcha.

2.5.1. Se realiza un primer arranque de la fábrica alimentando los tanques y tuberías con agua y trabajando durante un tiempo de 24 horas a una semana.

2.5.1.1. De este modo se detectan fallas, que evitan perdida de materia prima real.

2.5.1.2. Limpieza de tuberías.

2.5.1.3. Sirve para un primer ajuste de los elementos de control (fijación de valores de los instrumentos).

2.5.2. Puesta en marcha real, con materias primas y productos reales.

2.5.2.1. En esta prueba los instrumentistas ajustan los instrumentos, por lo general a prueba y error.

2.5.2.2. Método de ganancia limite, permite calcular las acciones PID a ajustar en el controlador.

2.5.2.3. Método de lazo abierto o de Ziegler and nichols.

2.5.2.3.1. Basado en el registro de la respuesta del lazo de control en lazo abierto, y formulas donde intervienen la pendiente de la curva, el retardo ante la señal en escalón y la variación de posición de la válvula realizada.

2.5.2.4. Métodos de rebasamiento.

2.5.2.4.1. Se basa en la obtención de una oscilación automantenida, anotando el período en minutos de la misma.

2.5.2.5. Sistemas expertos.

2.5.2.5.1. Permiten un ajuste automático o autoajuste a las características del proceso.

2.6. Mantenimiento.

2.6.1. Programas de mantenimiento, que facilitan, los trabajos correctivos, preventivos y extraordinarios.

2.6.2. Mantenimiento en stock.

2.6.3. En la gestión del mantenimiento intervienen los siguientes conceptos:

2.6.3.1. Fiabilidad.

2.6.3.2. Mantenibilidad.

2.6.3.2.1. Probabilidad de que un fallo sea reparado antes del tiempo previsto, desde que se detecto el fallo.

2.6.3.3. Indice de fallo.

2.6.3.3.1. Relación entre el número de fallos y el número de instrumentos que funcionaban correctamente(en un intervalo de tiempo.

2.6.3.4. Tiempo medio entre fallos.

2.6.3.4.1. Número total de horas trabajadas por los instrumentos, dividido entre el número de averías, presentadas en ese periodo.

2.6.3.5. Disponibilidad.

2.6.3.5.1. Probabilidad que un instrumento o equipo esté disponible, dentro de un tiempo determinado.

2.6.4. Puede ser contratado o propio.

2.6.4.1. Si es propio, el personal de la empresa se encarga de dar mantenimiento, el cual de preferencia es preventivo.

2.6.4.2. Si es contratado, este puede ser programado para cada cierto tiempo, o en el caso de reparaciones de envergadura y obras nuevas.

3. Plantas Antiguas.

3.1. Modernización

3.1.1. La modernización viene forzada por factores como, el crecimiento de los costos de energía, producción mas barata, demanda de productos.

3.1.2. Sugiere una mejora, fabricacion rentable, mejores condiciones de fabricación.

3.1.3. Puntos a toma en cuenta para la modernización de la planta.

3.1.3.1. Instalacion de un panel de control que sustituya a los otros paneles locales.

3.1.3.2. Cambio de las características del proceso, modernizando la forma de fabricación del producto.

3.1.3.3. Realizar cambios locales de algunos instrumentos de lazos críticos.

3.1.4. Objetivos de la modernización.

3.1.4.1. Realizar la transformación en el mínimo tiempo posible, pero sin imponer límites a la calidad del equipo.

3.1.4.2. Que el número de interrupciones o de alteraciones de fabricación sea el mínimo posible.

3.1.4.3. Gastar el mínimo dinero posible.

3.1.5. Objetivos referentes a la instrumentación de la planta.

3.1.5.1. Normalización de los instrumentos, reduciendo el número de proveedores y de modelos.

3.1.5.2. Sustitución de los instrumentos que ya han dejado de fabricarse.

3.1.5.3. Incorporación de los sistemas de control avanzado.

3.1.5.4. Mejora de la seguridad de operación de la planta.

3.1.6. Puntos importantes a considerar en los instrumetos.

3.1.6.1. Normalización de los instrumentos.

3.1.6.2. Examen del estado actual de los instrumentos de la planta.

3.1.6.3. El cambio o la modificación del Cv de las válvulas de control.

3.1.6.4. La incorporación de analizadores en línea.

3.1.6.5. La valoración del paso del control clásico al control distribuido.

3.2. Planificación

3.2.1. Es importante dividir el proyecto en tareas, esta planificación puede hacerse por nudos o uniones de dos o más actividades.

3.2.2. Durante la planificación es necesario definir los siguientes elementos.

3.2.2.1. Objetivo de la modernización.

3.2.2.2. Equipo que sera afectado por la modernización, y el nuevo equipo necesario.

3.2.2.3. Disponibilidad del personal necesario para implementar el proyecto.

3.2.2.4. Beneficios y repercusiones de la modernización.

3.2.2.5. Sistemas de control.

3.3. Instrumentos de campo

3.3.1. Sustitución de los transmisores neumáticos por otros siempre neumático, pero de ultima generación, mas precisos, resistentes y con mayor duración.

3.3.2. Sustitución de los transmisores neumáticos por electrónicos digitales, considerando:

3.3.2.1. Los transmisores electrónicos convencionales.

3.3.2.1.1. Tienen un mantenimiento similar al de los instrumentos clásicos.

3.3.2.2. Los transmisores inteligentes.

3.3.2.2.1. Presentan una mayor facilidad de mantenimiento y pueden calibrarse directamente en campo, sin mas que conectarles un comunicador.

3.4. Válvulas de control

3.4.1. En el caso de pasar a control electrónico, habra que pasar de actuadores neumáticos a actuadores con posicionador.

3.4.2. Con señal electrónica de 4 a 20 mA c.c.

3.5. Instrumentos de panel

3.5.1. Sustitución de los instrumentos de panel por otros neumáticos electronicos o digitales.

3.5.1.1. Controladores neumáticos de última generación.

3.5.1.1.1. Son más precisos, más resistentes, de mayor duración, y facilidad de mantenimiento, debido a su construcción modular.

3.5.1.2. Los instrumentos electronicos de panel.

3.5.1.2.1. Presentan una mayor facilidad de mantenimiento, que se reduce al simple cambio de tarjetas, al detectarse la avería.

3.5.1.2.2. Su marcha viene indicada en el manual del fabricante.

3.5.1.3. Instrumentos digitales.

3.5.1.3.1. Están preparados para su conexión a ordenador, por lo que son muy convenientes si entre los criterios de modernización de la planta figura la necesidad de captar información.

3.5.1.3.2. Presentan la ventaja de disponer de circuitos de diagnóstico, que avisan e informan de las averías y localización.

3.6. Modernización total

3.6.1. Representará la sustitución de toda la instrumentación de la planta adoptando el control distribuido.

3.6.1.1. Si la planta es vieja, se plantea la modernización total de la planta.

3.6.1.2. Sustitución puntual de elementos.

3.6.1.2.1. Esta se realiza durante toda la vida de la planta, anotando sus registros de mantenimiento e incidencia.

3.6.1.2.2. Ejemplos de una mala instalación de instrumentos.