Diseño y planificación estratégica para actualizaciones de sistemas de control

Una vez que se ha tomado la decisión de reemplazar o modernizar el sistema de control de su planta o instalación, es hora de comenzar una parte crucial del proceso: el diseño y la planificación. Esta etapa debe completarse de manera diligente y metódica, ya que un sistema de control mal diseñado o planificado no durará ni funcionará bien. Antes de que el diseño y la planificación puedan comenzar, también es importante seleccionar el sistema de control adecuado. Puede obtener más información sobre ese proceso en un artículo anterior.

Cómo diseñar y planificar un sistema de control

Una vez que tenga su presupuesto y la elección del nuevo sistema de control, es hora de desarrollar un plan y comenzar a diseñar su sistema.

Diseñar un sistema de control de reemplazo puede ser más difícil que diseñar un sistema de control desde cero. Al diseñar un reemplazo para un sistema de control existente, es posible que deba tomar decisiones que normalmente no tendría que tomar si fuera una instalación completamente nueva. Su planta existente puede necesitar estar operativa durante la modernización, o el reemplazo puede necesitar ocurrir rápidamente durante una parada. También puede necesitar diseños alternativos o ser flexible con su diseño en caso de que algo no salga exactamente como espera.

El primer objetivo clave para planificar su reemplazo es documentar la instalación existente. Esto puede implicar recopilar dibujos existentes, documentos, bases de datos, lógica del sistema de control, configuraciones de pantallas HMI, etc. Muchas veces, la documentación existente puede ser sospechosa o totalmente incorrecta.

Es una buena idea revisar la documentación existente y verificar las partes clave de ella con la instalación existente. Si la documentación existente no está disponible, debe documentar el estado del sistema existente. Logre esto con notas, bocetos, fotografías, video, entrevistas al personal de la planta u otros medios. Incluso si la documentación existente parece precisa, las fotografías o videos son una forma fácil de asegurarse de que ha capturado la mayor parte posible de la instalación existente. Las fotografías y videos también pueden ayudar si está trabajando en el diseño lejos del sitio del sistema de control, ya que le dan una referencia fácil a la instalación sin estar físicamente allí.

Figura 1. Estas fotos no ganarán concursos de fotografía, pero pueden ser una referencia valiosa durante una modernización de sistema de control.

Al documentar con fotografías o video, asegúrese de que sus imágenes o video sean claras y completas. No olvide capturar cada área del sistema de control existente. Organizar sus fotos justo después de tomarlas es una buena manera de asegurarse de que tengan sentido días, semanas o incluso meses después mientras trabaja en el diseño del nuevo sistema. Los videos pueden ayudar a complementar las fotos. Puede barrer lentamente un área o gabinete de control completo con el video y volver más tarde para pausar el video y ver ciertas áreas que pudo haber perdido con las fotografías.

Obtener la configuración electrónica del sistema existente es tan importante como la documentación física. Supongamos que la configuración existente puede mantenerse electrónicamente en el hardware original mientras se implementa la configuración en el nuevo hardware. En ese caso, esta puede ser una forma útil de duplicar y probar la nueva configuración. Puede volver a la configuración original según sea necesario para completar la nueva configuración tantas veces como sea necesario.

Además de una copia electrónica, también se debe crear una copia impresa de la configuración y lógica completa como referencia. Esta documentación puede usarse meses, incluso años después de que el nuevo sistema de control se haya integrado para verificar una configuración sospechosa, rango o pieza de lógica que haya sido cuestionada una vez que el sistema ha estado en funcionamiento.

Implementación de nuevo equipo en sistemas de control existentes

Hay numerosas formas de abordar su modernización o reemplazo. Su plan puede implicar un enfoque por fases si necesita mantener las cosas en funcionamiento o tiene muy poco tiempo de inactividad disponible. También puede optar por el método "retirar y reemplazar", donde elimina completamente el sistema antiguo y lo reemplaza con uno nuevo. Cada uno de estos métodos puede tener opciones adicionales dentro de sí mismos. Puede estar reutilizando las terminaciones de campo existentes o utilizando un sistema de conversión del fabricante para terminaciones de campo.

Algunos enfoques por fases incluso pueden usar el hardware de E/S existente junto con las terminaciones de campo. Esto puede ser ventajoso por numerosas razones, pero no elimina el hardware obsoleto si esa es una de sus preocupaciones.

Figura 2. Sistema de conversión de cableado de E/S. Imagen cortesía de Allen-Bradley

Consideraciones lógicas para modernizaciones de sistemas de control

Al convertir la lógica existente, hay varios métodos disponibles para lograr esta parte del proceso. Muchos sistemas de control tienen herramientas de conversión automática disponibles para acelerar el proceso de conversión. Tenga cuidado con algunas de estas herramientas; hacen el trabajo rápidamente, pero pueden no hacerlo de la manera en que lo haría si estuviera programando manualmente. Muchas no son completas. Tiene que "leer la letra pequeña", por así decirlo, sobre las capacidades de algunas de estas herramientas.

A veces, las herramientas de conversión automática le impiden aprovechar funciones más nuevas o avanzadas en el nuevo sistema de control. El formato podría ser otra área donde las herramientas de conversión automática fallan. La herramienta de conversión automática ha sido programada para convertir la lógica de una manera establecida. Esta puede no ser la manera más ventajosa, y el formato puede no ajustarse a sus gustos o directrices de la planta.

Usar el programa actual como referencia, la programación manual puede ser más lenta que el proceso de conversión automática, pero puede ofrecerle los mejores resultados al comparar todas las alternativas. Con la programación manual, puede aprovechar funciones nuevas o más avanzadas del nuevo sistema de control mientras mantiene la tranquilidad de que está usando una lógica confiable que esperemos era totalmente funcional en el pasado. Tiene más control sobre el formato del programa y puede revisarlo en busca de errores, inconsistencias o lógica ineficiente. La lógica existente puede haber evolucionado a lo largo de los años y haber estado bajo el cuidado de múltiples personas que pueden haber añadido lógica y no seguido prácticas de programación consistentes. La programación manual ofrece las oportunidades perfectas para limpiar cosas como esta.

Si la lógica existente no está disponible o es un desastre y ha sido propensa a errores y ha causado a los usuarios nada más que dolores de cabeza en el pasado, entonces ninguno de los métodos anteriores parece ser una buena opción para la lógica del nuevo sistema de control. A veces, comenzar desde cero puede ayudar a lograr los mejores resultados de su nuevo sistema de control. Una planificación cuidadosa y la revisión de la documentación existente ayudarán a poner en marcha la reprogramación total de un sistema un poco más rápido que diseñar una instalación completamente nueva.

Figura 3. Equipo de sistema de control Allen-Bradley. Imagen cortesía de Allen-Bradley

Para resumir, a continuación se presentan algunas recomendaciones clave para una modernización o reemplazo exitoso de un sistema de control:

• Documentación: Como se indicó anteriormente, en la etapa de diseño y planificación, documente minuciosamente la instalación existente. Proporcione dibujos y documentos muy claros y detallados para la nueva instalación también.
• Pre-ensamblaje: Ensamble la mayor parte posible del nuevo sistema por adelantado mientras el sistema antiguo sigue operativo.
• Simulación: Si es posible, simule o pruebe el nuevo sistema fuera de línea antes de desconectar el sistema antiguo. Si puede operar ambos sistemas, el antiguo y el nuevo, lado a lado, puede eliminar muchos errores mediante la verificación previa de la implementación del nuevo sistema mientras referencia el sistema antiguo.
• Flexibilidad: Tenga soluciones alternativas disponibles para problemas que pueda predecir. Deberá estar preparado para proporcionar soluciones alternativas sobre la marcha para otros problemas que no vio venir.
• Educación: Visite otras instalaciones, lea artículos o hable con otros que hayan completado modernizaciones, especialmente del mismo tipo, y obtenga sus comentarios.
• Investigación: Investigue a fondo sus soluciones propuestas de conversión e integración, ya que los resultados anunciados por el fabricante no siempre son como parecen. Generalmente hay compensaciones al usar un sistema de conversión del fabricante en lugar de reemplazar completamente el hardware o las terminaciones.
• Gestión cercana: No confíe únicamente en dibujos y documentos para transmitir su diseño a los instaladores. Haga visitas frecuentes, revise el alcance de trabajo próximo con los instaladores y asegúrese de que todo esté claro.