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Gestin de activos a nivel de plantaProductos para el mantenimiento inteligente en la industria de procesos

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Maintenance_PI-spa.fm Seite 1 Dienstag, 29. Januar 2008 12:26 12

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2 Introduccin

Cmo se puede aumentar ms la productividad de una planta con un elevado grado de automatizacin? Las encuestas han dado como resultado que los opera-dores de las plantas de todos los sectores consideran que el motor ms eficaz para aumentar la productividad es disfrutar de una mayor disponibilidad y de menores perodos de inactividad. Los estudios muestran que los perodos de inactividad a menudo estn motivados por un mantenimiento no ptimo, pese a que los costes de mante-nimiento ya representan una parte significativa de los costes de ciclo de vida. Adems, pueden aparecer costes derivados, p. ej., por defectos de calidad o prdida de imagen, que no se suelen tener en cuenta en este contexto.

Unas inteligentes estrategias de mantenimiento pueden con-tribuir de forma significativa a un aumento de la productivi-dad.

Estrategias de mantenimiento

Para el mantenimiento existen diferentes estrategias segn si se reacciona a averas o si se acta preventivamente. En el caso del mantenimiento correctivo, las medidas no se introducen hasta que se ha producido un fallo, es decir, se corre el riesgo de que se produzcan fallos o bien se minimizan sus efectos por medio de una configuracin redundante de equipos o instala-ciones.

El objetivo de las estrategias preventivas es lanzar actividades de mantenimiento antes de que se produzcan fallos, a fin de evitar las paradas que stos provocan.

Esta estrategia se puede desempear con actividades peridi-cas o funcin de la condicin, que se inician segn el desgaste.

De forma complementaria, con las actividades predictivas se pueden detectar precozmente problemas incipientes y propor-cionar al usuario indicaciones sobre la vida til restante.

Mantenimiento inteligente con SIMATIC PCS 7

Interaccionando con los componentes de automatizacin y de accionamiento de la gama Totally Integrated Automa-tion, el sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7 ofrece unas caractersticas de sistema integradas que hacen posible la implantacin de estrategias de manteni-miento eficaces.

Ventajas para el cliente: Registro y evaluacin del estado de la planta

y de sus componentes, p. ej., dispositivos de campo.

Lanzamiento de las actividades oportunas para eliminar problemas o evitar su aparicin.

Asistencia al ejecutar estas actividades.

En el marco del Business Based Maintenance, le ayudamos a encontrar la estrategia de mantenimiento ptima. Los paquetes de prestacin de servicios para el mantenimiento preventivo y predictivo van desde el asesoramiento y la implementacin hasta la completa aplicacin de procesos de mantenimiento.

Estrategias de mantenimiento

IntroduccinMantenimiento inteligente: mayor productividad


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Introduccin 3

Introduccin

Mantenimiento inteligente:mayor productividad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

Gestin de activos a nivel de planta . . . . . . . . . . . . . . 4

Mantenimiento inteligente en la industria de procesos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Implementacin con SIMATIC PCS 7

Sistema de control de procesos para . . . . . . . . . . . . . 8Totally Integrated Automation

Visualizacin de informacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10para el mantenimiento

Estacin de mantenimiento: . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11interfaz grfica de usuario para el mantenimiento

Componentes monitorizados y diagnosticados con ayuda de la estacin de mantenimiento

Vigilancia y diagnstico de PC industriales . . . . . . . 13

Diagnstico de dispositivos de comunicacin . . . . . 14

Diagnstico de la instrumentacin de proceso

Sensores y analtica de procesos . . . . . . . . . . . . . 16

Posicionadores y vlvulas . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Diagnstico de componentes de proteccin, maniobra y accionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Contenido


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4 Introduccin

Gestin de activos a nivel de planta

Operacin de una planta y disponibilidad

En la fase de explotacin u operacin de una planta se presen-tan diferentes tareas. La operacin propiamente dicha de la planta es tarea del personal operador. Manejan y supervisan la planta y aseguran que los productos deseados se fabriquen con la correspondiente calidad, en la cantidad especificada, en un momento definido y con los mnimos recursos relativos a personal, materias primas, energa, costes, etc.

Los operarios de mantenimiento o los ingenieros de control de procesos son los encargados de garantizar una alta disponibi-lidad de la planta a lo largo de un determinado perodo de tiempo.

Las actividades de mantenimiento tambin se deben llevar a cabo con la mnima utilizacin de recursos de personal, mate-rial, energa, costes, etc.

Como desarrollan diferentes tareas, los dos grupos de perso-nas tienen necesidades distintas de informacin. El operador de la planta est interesado principalmente en informacin sobre el proceso, mientras que el operario de mantenimiento necesita informacin sobre el estado de las unidades de pro-duccin.

Distintas necesidades de informacin en la planta

Usuario de la plantaInformacin sobre el proceso, p. ej.: Parmetros de recetas

Curva de temperatura

Valores de presin

Aprovisionamiento de materias primas

Rendimiento

Personal de mantenimientoInformacin sobre el estado de la unidad de produccin , p. ej.: Componentes en buen estado

Mantenimiento necesario

Fallo

Control de funciones

El operador de la planta dispone de informacin sobre las variables de proceso medidas. Adems del propio valor medido y de su estado, la informacin puede ser, por ejemplo, de si el valor medido an es vlido.

El punto de inters esencial del operario de mantenimiento es el estado de la unidad de produccin que se refleja en los esta-dos de los equipos y componentes utilizados (es decir, espe-cialmente en los estados de los dispositivos de campo). En este caso, los estados tpicos son "Componente correcto", "Necesi-dad de mantenimiento", "Avera" o "Control de funciona-miento".

SIMATIC PCS 7 permite una divisin clara de la informacin en funcin de si es para operadores de planta o para operarios de mantenimiento.

Esta gestin de activos a nivel de planta reduce a la cantidad necesaria el volumen de informacin para cada uno de estos grupos de personas, ofreciendo exactamente la informacin necesaria para la correspondiente tarea.

Al mismo tiempo, aumenta la disponibilidad y la seguridad de la informacin para el operador de la planta y la calidad de sus intervenciones de manejo. De esta manera aumenta la disponibilidad de la unidad de produccin.


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Introduccin 5

Gestin de activos a nivel de planta

GeneralidadesEl trmino gestin de activos procede del mbito econmico-financiero y designa la gestin del activo fijo y circulante de una empresa. Aqu se encuentran las unidades de produccin con sus componentes tales como aparatos, mquinas, tube-ras, etc., y los dispositivos y equipos para su automatizacin. Reciben el nombre de activos. En un contexto de produccin, la gestin de activos comprende todas las actividades y medi-das que sirven para conservar o aumentar el valor de una planta.

Adems de las operaciones o la optimizacin de mtodos, una actividad esencial es la denominada gestin de activos a nivel de planta, trmino por el que se entiende el "mantenimiento que conserva el valor y que lo aumenta" (recomendacin de la Agrupacin de Automatizacin de la Industria de procesos ale-mana, NAMUR, NE 91).

Con esto se recalca que si bien las actividades de manteni-miento son necesarias para mantener a alto nivel la disponibi-lidad de la unidad de produccin, dichas operaciones debern poder superar en todo momento un examen de rentabilidad. Actividades de mantenimiento concretas son el manteni-miento preventivo, la inspeccin, las reparaciones y la elimina-cin de puntos dbiles.

Las actividades y los trminos mencionados estn descritos en la norma DIN 31051 (borrador de 2001). La optimizacin de las actividades a efectos del examen de costes y beneficios es parte integral de la gestin de activos a nivel de planta.

Beneficios de la gestin de activos a nivel de plantaLa gestin de activos a nivel de planta permite que el operario de mantenimiento identifique y evale de forma unvoca los activos, es decir, la unidad de produccin y sus componentes, para tomar las medidas adecuadas en caso de que se produz-can desviaciones del estado o condicin deseado o esperado.

Con la supervisin, es decir, el registro y la evaluacin de valo-res de proceso y magnitudes de estado, se puede determinar la condicin de un componente o de un equipo, por ejemplo, de un dispositivo de campo.

En este caso se detecta, por ejemplo, que no se dispone de seales del sensor, lo que provoca el diagnstico "Rotura de cable". Este diagnstico activa una demanda de manteni-miento que tiene como consecuencia una reparacin, es decir, la sustitucin del cable roto.

Esta actividad, en este ejemplo la sustitucin del cable defec-tuoso, hace que el componente vuelva al estado deseado y cierra el circuito de mantenimiento.

Circuito de mantenimiento


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6 Introduccin

Mantenimiento inteligente en la industria de procesos

Para describir la automatizacin de una planta, desde hace tiempo ha probado su eficacia un modelo que distribuye, en niveles de gestin en forma de pirmide, las funciones que deben ejecutarse y los sistemas y componentes necesarios para ello. En funcin del mbito en el que se aplica el modelo, existe una cantidad distinta de niveles. Un modelo corriente parte de una divisin triple en los niveles ERP (Enterprise Resource Planning), MES (Manufacturing Execution Systems) y controles (nivel de procesos y de campo).

Al igual que la automatizacin, el mantenimiento y, con ello, la gestin de activos, tambin se pueden clasificar en niveles de control. En la pirmide de mantenimiento, en el nivel de controles se capturan y se preprocesan los datos relevantes para el estado de un componente, de manera que se pueda determinar la condicin de los componentes. En funcin de ello, se pueden transferir demandas de mantenimiento a los niveles superiores. En los niveles superiores estn establecidas las funciones con las cuales se planifica y se coordina la reali-zacin de las actividades lanzadas.

Automatizacin de plantas y mantenimiento en un mismo sistema

Pese a las diferentes tareas, es conveniente y necesario repro-ducir las funciones de estas dos pirmides dentro de un mismo sistema de control de procesos y no con distintos sistemas.

Para ello existen diferentes motivos:

Visualizacin homognea de todos los componentes y equipos.

Ninguna limitacin al seleccionar los dispositivos de campo.

Tanto para la automatizacin como para el mantenimiento son relevantes las mismas fuentes de informacin (disposi-tivos de campo).

Existe una estrecha interaccin entre las funciones de automatizacin y las de gestin de activos, por ejemplo, porque la forma de operar la planta en un momento dado desempea un papel importante para evaluar el estado de un componente.

Los datos de ingeniera para la automatizacin pueden utilizarse tambin para el mantenimiento.

Simplificacin de la operacin del sistema, puesto que el usuario slo debe dominar las herramientas de ingeniera, manejo y supervisin de un nico sistema.


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Introduccin 7

La Agrupacin Sistemas de Control de Procesos de la Industria Qumica y Farmacutica Alemana (NAMUR) ha formulado los requisitos esenciales (NE 91) desde el punto de vista del usuario. Ella concede una gran importancia a la integracin de la gestin de activos a nivel de planta en el sistema de control de procesos.

La gestin de activos a nivel de planta es parte integrante del sistema de control de procesos.

Registro y evaluacin del estado de los activos.

Integracin de todos los activos (equipos de control de procesos y componentes de la planta).

Separacin de la informacin relevante para el mantenimiento y de la informacin de proceso.

Visualizacin homognea de todos los activos.

Ninguna limitacin al seleccionar los dispositivos de campo.

Adems se desea (NE 107) que todos los dispositivos de campo entreguen mensajes uniformes sobre su estado; a saber:

CorrectoNo se conocen limitaciones funcionales.

InseguroFuncionamiento fuera del rango especificado.

Fallo del equipoEs necesario un mantenimiento.

Necesidad de mantenimientoControl de funcionamiento (valor de proceso manipulado).

Control de funcionamiento, manejo localFallo (valor de proceso no vlido).

Gestin de activos a nivel de planta con PCS 7

Las unidades de planta de procesos controladas con SIMATIC PCS 7 y los componentes de la gama Totally Integrated Automation satisfacen los requisitos de NAMUR.

La automatizacin y la gestin de activos a nivel de planta se ejecutan en el mismo sistema.

La informacin para los operadores de la planta y los operarios de mantenimiento se dividen entre la estacin de operador y la estacin de mantenimiento.

Una configuracin comn y unas interfaces unificadas minimizan el trabajo para conseguir una gestin de activos a nivel de planta eficaz.

Separacin de la informacin relevante para el mantenimiento y de la informacin de proceso


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8 Implementacin con SIMATIC PCS 7

Implementacin con SIMATIC PCS 7Sistema de control de procesos para Totally Integrated Automation

El sistema de control de procesos y los niveles de produccin y gestin estn conectados entre s

SIMATIC PCS 7 ofrece la solucin de automatizacin integrada y homognea para todos los sectores, ya se trata de industrias de procesos, manufactureras o hbridas con pasos tanto de fabricacin como de procesos. Su diseo y arquitectura permi-ten que la planta funcione de una forma econmica y rentable durante todo su ciclo de vida, empezando por el estudio, inge-niera, puesta en marcha y formacin, hasta el manteni-miento, pasando por la operacin. SIMATIC PCS 7 no se encarga solamente de las tareas de control de procesos en el proceso de produccin principal, sino tambin de la automati-zacin completa de todos los procesos paralelos, aguas arriba y aguas abajo como, por ejemplo, el tratamiento de aguas resi-duales o la distribucin de energa en un centro de produc-cin.

El sistema de ingeniera cmodo y flexible es una herra-mienta universal para todas las tareas de configuracin y todos los componentes del sistema de control de procesos.

El sistema de interfaz hombre-mquina es la ventana al proceso: Tanto el personal operador como el personal de la planta pueden realizar un seguimiento del proceso, modificar recetas o procesos por lotes y cambiar los valores actuales.

Los controladores de SIMATIC PCS 7 ofrecen todas las funciones para solucionar tareas de automatizacin y de control, en diferentes niveles de seguridad y de presta-ciones.

Los procesos por lotes controlados por receta se pueden materializar de una forma rpida y sencilla con SIMATIC BATCH. As se pueden solucionar con flexibilidad desde sencillos procesos monolnea/monoproducto hasta complejos procesos multilnea/multiproducto.

En la comunicacin, SIMATIC PCS 7 apuesta por los estn-dares Industrial Ethernet y PROFIBUS.

Diagnstico de los controladores

Todas las funciones de diagnstico disponibles en el sistema de control de procesos y en sus componentes estn disponi-bles en la estacin de mantenimiento, donde se visualizan.


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Implementacin con SIMATIC PCS 7 9

Gestin de activos a nivel de planta con la estacin de mantenimiento

Las unidades de planta de procesos controladas y reguladas con SIMATIC PCS 7 y componentes de la gama Totally Integra-ted Automation satisfacen los requisitos de los usuarios for-muladas por NAMUR. La automatizacin y la gestin de acti-vos a nivel de planta se ejecutan en el mismo sistema. Para evitar que se produzca un exceso de informacin para los dis-tintos grupos de usuarios, es decir, operadores de planta y operarios de mantenimiento, la informacin generada se divide.

Para ello, la estacin de operador (OS) se ve complementada con una estacin de mantenimiento (MS). Desde su estacin el operador de la planta tiene acceso a toda la informacin relevante para el proceso y puede intervenir manualmente en el mismo. La informacin relevante para el mantenimiento no aparece en la estacin de operador. sta se presenta al opera-rio de mantenimiento agrupada en la estacin al efecto.

En la estacin de operador y en la de mantenimiento, se utili-zan las mismas herramientas de interfaz hombre-mquina, y su filosofa es completamente idntica. La diferencia reside nicamente en los contenidos de informacin para satisfacer las tareas de ambos grupos de usuarios: los operadores de planta y los operarios de mantenimiento.

Al configurar el PCS 7, se obtiene automticamente un rea de mantenimiento propia partiendo de la vista tecnolgica de la planta

Gestin de activos con PCS 7

Las ventajas de la gestin de activos a nivel de planta son aplicables a dispositivos de campo, aparamenta de maniobra, equipos de proteccin y mando, y accionamientos que se pueden integrar en el sistema de control de procesos SIMATIC PCS 7, y tambin son aplicables al propio sistema de control de procesos. Con la multi-tud de componentes y equipos de una planta, es muy importante mantener lo ms reducido posible el coste de la configuracin de la gestin de activos a nivel de planta.

Configuracin

Al configurar el PCS 7, junto a la vista tecnolgica de la planta aparece un rea de mantenimiento en la que la planta est reproducida desde el punto de vista del mantenimiento.

Esta rea se crea automticamente a partir de la configuracin del hardware existente, de manera que no es necesario ejecu-tar pasos manuales para la configuracin de esta rea. En caso necesario, el operario de mantenimiento puede adaptar la interfaz a sus necesidades de una forma muy sencilla.

Las dos reas se transfieren a las dos estaciones de usuario de acuerdo con la divisin de la informacin para los diferentes grupos de usuarios, estando asignadas la vista tecnolgica a la estacin del operador (OS) y el rea de mantenimiento, a la estacin de mantenimiento (MS).


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Visualizacin de informacin para el mantenimiento

Para poder evaluar de forma clara los estados de equipos y componentes individuales, se ha usado una represen-tacin uniforme de smbolos.

Por eso, se dispone de smbolos para el propio estado del equipo y para el grado de importancia de una demanda de mantenimiento. Asimismo, se representa el estado de una actividad de mantenimiento. La representacin uniforme de smbolos permite reproducir el estado de todos los equipos y dispositivos de automatizacin y de los componentes de la planta.

Smbolos unificados del estado de componentes y equipos

Adems de la representacin homognea de smbolos, para el sinptico general es esencial estructurar jerrquicamente la informacin con la que el operario de mantenimiento tiene acceso tambin, en caso necesario, a todos los detalles de los componentes y equipos partiendo de una representacin general (vista de planta).

Extracto de una visualizacin estructurada jerrquicamente de la informacin de mantenimiento

En el sinptico general aparece con smbolos unificados el estado de un componente propiamente dicho s y, como infor-macin agrupada, los estados de todos los dispositivos de las jerarquas subordinadas.

El aviso de estado agrupado muestra el estado correcto o bien la gravedad de un posible problema con los colores rojo, mbar y verde, de forma anloga a un semforo. Mediante un botn, se puede acceder paso a paso a todos los niveles de jerarqua subordinados hasta llegar al nivel ms bajo de dispo-sitivos.

Tambin existen otras vistas de la informacin de manteni-miento para que el operario de mantenimiento tenga una visin de conjunto completa sobre toda la informacin actual relevante para el mantenimiento del activo. Esto permite eva-luar de un vistazo el estado de una planta.

La informacin se estructura de forma coherente y se divide jerrquicamente. El operario de mantenimiento siempre tiene visible la informacin representada en cada una de las vistas de pantalla, aunque en todo momento tiene un acceso senci-llo a toda la informacin.

!

Vista detallada de un componente


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Implementacin con SIMATIC PCS 7 11

Estacin de mantenimiento: interfaz grfica de usuario para el mantenimiento

Para la implementacin de la gestin de activos a nivel de planta, se dispone del paquete de software SIMATIC PCS 7 Maintenance Station como opcin de SIMATIC PCS 7. Este software permite transformar una estacin de operador en una estacin de mantenimiento. En la estacin de mantenimiento se visualiza informacin relevante para el mantenimiento sobre los dispositivos de campo, apara-menta de maniobra, accionamientos y componentes del sistema de control conectados.

SIMATIC PCS 7 Maintenance Station tiene estructura modular. En plantas pequeas, la estacin de operador y la de manteni-miento pueden funcionar en el mismo PC. Al igual que la esta-cin de operador, la estacin de mantenimiento se puede ampliar a una aplicacin cliente/servidor que permite utilizar varios clientes.

En el servidor de la aplicacin cliente/servidor se recogen y archivan las seales y los avisos relevantes para el manteni-miento de los componentes y equipos. El cliente los visualiza.

SIMATIC PCS 7 Maintenance Station se basa en productos estndar SIMATIC:

SIMATIC PCS 7 ES/OS para la configuracin, el manejo y la supervisin.

SIMATIC PDM para la conexin de los dispositivos de campo.

Servidor OPC SNMP SIMATIC para la conexin de componentes de red.

Configuracin de una estacin de mantenimiento

Para la configuracin de una estacin de mantenimiento, el usuario slo debe asignar el correspondiente atributo una vez al realizar la configuracin. Con ello, se crea automtica-mente una jerarqua tecnolgica de las pantallas de diagns-tico. Las pantallas de diagnstico se pueden complementar posteriormente con contenidos especficos del proyecto.

Visualizacin en la estacin de mantenimiento

En el estado operativo, el cliente de la estacin de manteni-miento solicita cclicamente los datos del correspondiente ser-vidor. El cliente puede acceder adems de forma directa a los componentes de hardware y dispositivos de campo mediante una conexin en lnea, de manera que el operario de manteni-miento dispone de toda la informacin relevante en cualquier momento. Con SIMATIC PCS 7 se utilizan componentes dife-rentes con capacidades de diagnstico muy distintas. No obs-tante, desde el punto de vista del mantenimiento, todos los componentes deben visualizarse de la misma manera. Por eso, los estados de mantenimiento y diagnstico de los componen-tes se visualizan mediante smbolos homogneos.

Con los smbolos se sealiza el estado de mantenimiento:

de un componente (Maintenance State Display),

de los equipos subordinados (Maintenance Group Display),

y, en caso necesario, el estado de los trabajos de mantenimiento (Operator State Display).

Sinptico general de componentes en una lnea PROFIBUS con smbolos

Sinptico general de la planta con iconos de componentes


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Estacin de mantenimiento: interfaz grfica de usuario para el mantenimiento

Smbolos y mdulos grficos de componentes

En las pantallas de diagnstico, el estado de los componentes o de los componentes subordinados se visualiza con smbolos estandarizados.

Smbolo e iconos un componente

Los smbolos de los componentes incluyen:

Mapa de bits del componente.

Tag del componente.

Indicador de estado de mantenimiento.

Indicador agrupado de avisos de mantenimiento de los componentes subordinados.

Haciendo clic sobre un elemento del smbolo, o bien se abre el nivel de la jerarqua subordinada, o bien se abre un bloque gr-fico de componentes. Este bloque grfico contiene diferentes vistas del correspondiente componente, en las que se muestra informacin adicional especfica de los dispositivos. Se dis-pone de tres vistas estndar.

Identificacin:En la vista Identificacin se visualiza toda la informacin dispo-nible de la configuracin del hardware o sobre SIMATIC PDM en la descripcin de dispositivos electrnicos (Electronic Device Description, EDD), en funcin del componente. Asi-mismo, se visualiza el estado de mantenimiento y, en caso de que se disponga de l, el estado de un componente redun-dante.

Avisos:En la vista Avisos se muestran los mensajes de error de diag-nstico, las operaciones y las demandas de mantenimiento.

Mantenimiento:En la vista de mantenimiento tiene lugar la reaccin del opera-dor/usuario a una demanda de mantenimiento del compo-nente. Se pueden exigir trabajos de mantenimiento. Adems, tambin se puede indicar el estado del trabajo. Esta accin se guarda en un registro y se sealiza en los smbolos. Para cada demanda de trabajo se puede introducir un nmero de ins-truccin de trabajo y un comentario. El nmero de instruccin de trabajo no tiene ningn efecto en la estacin de manteni-miento y se aplica solamente al registro. Puede utilizarse para la transmisin a la planificacin del mantenimiento.

Process Device Management

En funcin de la capacidad de diagnstico de un dispositivo se dispone de ms vistas. As pues, en la pantalla de manejo de com-ponentes para dispositivos de campo inteligentes (DP, PA, HART) se muestra informacin adicional que proporciona el gestin de dispositivos de procesos (Process Device Management, PDM). Las modificaciones en la parametrizacin se gestionan en un libro de registro de modificaciones y pueden consultarse desde la esta-cin de mantenimiento. Al hacerlo, se muestran el momento y el usuario responsable.

Tambin se pueden mostrar modificaciones de configuracin. Con la gestin de dispositivos de procesos, la informacin de diagnstico de dispositivos de campo inteligentes se determina conforme a la EDD de un dispositivo de campo. En la EDD, el fabri-cante del dispositivo, entre otros, describe adicionalmente la informacin complementaria que se proporciona en caso de que se produzcan fallos. En este caso se puede indicar la causa, la ten-dencia e instrucciones para eliminar el fallo. Adems, se puede acceder a PDM directamente desde el bloque grfico. Mediante este acceso, para los dispositivos de campo inteligentes se dis-pone de toda la informacin especfica del fabricante y de toda la documentacin que ha integrado el fabricante.

Bloque grfico, vista de mantenimiento

Bloque grfico de la vista detallada de un componente


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Componentes monitorizados y diagnosticados con ayuda de la estacin de mantenimiento 13

Componentes monitorizados y diagnosticados con ayuda de la estacin de mantenimiento

Vigilancia y diagnstico de PC industriales

Los PC SIMATIC son PC industriales robustos para soluciones de automatizacin profesionales que funcionan las 24 h. Gracias a su alta disponibilidad, entre otros, se utilizan en las plantas PCS 7 como estaciones de operador o mantenimiento, pero tambin como estaciones de ingeniera o servidores OPC.

El software de vigilancia y sealizacin SIMATIC PC Diag-Monitor detecta a tiempo posibles fallos de hardware y soft-ware, y prepara los mensajes correspondientes para la esta-cin de mantenimiento. En combinacin con varios PC SIMATIC es posible disear arquitecturas de red cliente/servi-dor a travs de LAN y, as, vigilar con DiagMonitor todos los PC SIMATIC de una planta de fabricacin. El servidor web inte-grado permite consultar y gestionar los datos a travs de un navegador de Internet. Al integrar vas de comunicacin auto-matizadas, p. ej., a travs de Ethernet, correo electrnico o SMS (telfono), es posible construir estructuras de servicio efi-caces.

Con DiagMonitor, los datos de funcionamiento de los PC vigi-lados se amplan con mensajes de texto, se transmiten a travs del servidor SNMP-OPC y se muestran en la pantalla de manejo de activos correspondiente:

La vista "Monitoring 1" muestra las horas de funciona-miento del PC SIMATIC, as como las temperaturas internas del equipo en distintos puntos de medicin, como el proce-sador y la placa base.

En otras dos vistas se muestran las velocidades de los venti-ladores o datos de diagnstico e informacin sobre el estado de las unidades. De esta forma, el usuario tiene la posibilidad, por ejemplo, de cambiar los discos duros de forma preventiva sin que se produzca una prdida de datos (mantenimiento preventivo). Adems, se le advertir oportunamente de fallos de los ventiladores o discos duros (mantenimiento predictivo).

En caso de alarma, DiagMonitor tambin puede iniciar progra-mas de forma independiente, como herramientas de PC espe-ciales o aplicaciones especficas de usuario para reaccionar individualmente a los avisos de alarma.

Horas de funcionamiento y temperaturas internas de dispositivos en la vista Monitoring 1

Prevencin de potenciales fallos

Funciones de diagnstico y sealizacin para temperatura en el PC, ventilador, discos duros (SMART), estado del sistema (watchdog).

Contador de horas de funcionamiento para mantenimiento preventivo.

Registro de datos de funcionamiento y posibilidad de evaluacin.

Funcin de registro integrada, detallados avisos textuales y ayuda en pantalla en alemn e ingls.

Otras posibilidades para minimizar los tiempos de parada de los PC:

Product Equipment Data: herramienta de servicio en lnea para obtener informacin de forma rpida y sencilla sobre el equipamiento de los equipos en el estado de suministro. La informacin permite, entre otros, la adquisicin de nuevos componentes (www.siemens.com/ped).

El sistema de informacin postventa para SIMATIC PC/PG ofrece informacin de productos y contacto en un punto central en Internet (www.siemens.com/asis).

SIMATIC PC DiagMonitor permite detectar rpidamente y evitar de forma eficaz posibles fallos en los sistemas

PC hardware functions

Internal device temperature

Fan

Disk status

System status

Operating hours counter meter

Violation of permissible operating temperature

Fan failure/fault

Hard disk problems

Program interruption in case of watchdog timeout

Maintenance intervals(user-selectable)

LAN

SMS on mobile phone

E-mail to relevant person

OPC and/or SNMP to user software

Activates reset (Watchdog)

Executes programs automatically (batch/executable files)

Records events (log file)

Monitoring Reporting

Diagnostic LEDs on each device

Locally on the monitor of the device

Via LAN on central server

Graphic measured data display

Web server

VisualizingAlarmingResponding and recording


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14 Componentes monitorizados y diagnosticados con ayuda de la estacin de mantenimiento

Diagnstico de dispositivos de comunicacin

SIMATIC PCS 7 se comunica con los componentes Totally Integrated Automation subordinados mediante Industrial Ethernet y PROFIBUS y, al hacerlo, utiliza los componentes de red de la gama SIMATIC NET. Adems de una comuni-cacin fiable, estos componentes ofrecen la posibilidad de emitir diagnsticos sobre la red durante el funciona-miento.

De esta manera se pueden detectar oportunamente puntos dbiles y, en caso de error, localizarlos con rapidez. SCALANCE X es la nueva familia de switches Industrial Ethernet de SIMATIC NET. Los switches son componentes activos de red que distribuyen de forma controlada datos a los correspon-dientes destinatarios. La gama SCALANCE X se compone de varias lneas de productos coordinadas entre s y adaptadas a la correspondiente tarea de automatizacin.

SCALANCE X-100 unmanaged: switches Industrial Ethernet para su uso en aplicaciones a pie de mquina con diagnstico in situ.

SCALANCE X-200 managed: uso universal desde aplica-ciones a pie de mquina hasta unidades de planta interconectadas.

SCALANCE X-400 modular: para el uso en redes de planta de alto rendimiento que respondan tambin a las necesi-dades futuras (p. ej.: High Speed Redundancy).

La gestin de redes integrada con el estndar SNMP (Simple Network Management Protocol) en los productos SCALANCE X (excepto X-100) proporciona informacin para el diagnstico.

Componentes de red SCALANCE

Industrial Mobile Communication

Los equipos mviles, interconectados a travs de redes de datos inalmbricas rpidas (Wireless LAN), permiten configu-rar unas medidas de mantenimiento considerablemente ms eficientes.

Con Industrial Mobile Communication (IMC), SIMATIC NET ofrece productos de comunicacin mviles industriales con comunicacin inalmbrica:

SCALANCE WSCALANCE W es un grupo de productos para la construccin de redes inalmbricas segn el estndar WLAN IEEE 802.11.Adems, los productos ofrecen ampliaciones para determi-nismo y redundancia. Destacan por la fiabilidad del canal de radio y por la forma constructiva estanca al polvo y al agua. Unos mecanismos estndar de ID de usuario y codificacin de datos protegen frente a un acceso no permitido. Los sistemas de seguridad existentes se pueden integrar sin el ms mnimo problema.

MOBIC T8El pad de Internet mvil, idneo para la industria, permite un acceso a informacin central en cualquier lugar. En este caso, se accede a los datos de la estacin de mantenimiento PCS 7 mediante un thin client en una conexin denominada 1:1. Con MOBIC se pueden consultar datos de diagnstico in situ y modificar parmetros al realizar el mantenimiento de mqui-nas. Como consecuencia, la duracin de los trabajos de man-tenimiento se acorta de forma sustancial.

Servidor OPC SNMPCon ayuda del servidor OPC SNMP incluido en la estacin de mantenimiento o en PCS se puede acceder desde la estacin de mantenimiento a informacin de diagnstico proporcio-nada mediante SNMP (p. ej.: con componentes de red SCALANCE, OSM y ESM o con SIMATIC PC DiagMonitor).

El servidor OPC SNMP ofrece las siguientes funciones:

Monitorizacin de estado, identificacin de equipos y gestin de redes de equipos compatibles con SNMP.

Posibilidad de monitorizar tambin equipos sin agentes SNMP.

Integracin automtica de equipos compatibles con SNMP mediante un asignador (mapper) de SNMP dentro de PCS 7 ES; es decir, creacin de tags OPC, mensajes de alarma y faceplates para dispositivos SNMP.

Utilizacin paralela de SNMP con otros protocolos de comunicacin.

Mediante el servidor OPC SNMP, se puede monitorizar la red y el proceso y emitir diagnsticos en un solo sistema. La confi-guracin y el diseo estn integrados en el entorno de inge-niera PCS 7.


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C-PLUG para la fcil sustitucin de componentes de red

Como contribucin adicional a la minimizacin de los perodos de parada en el sistema de control PCS 7, se puede utilizar opcionalmente C-PLUG con los componentes de red SCALANCE X400, X200 y SCALANCE W. C-PLUG es un cartucho intercambiable para hacer copias de seguridad de datos de configuracin y diseo. Se utiliza donde la sustitucin de com-ponentes de red SCALANCE debe poderse realizar, en caso de error, de forma rpida y sencilla, sin necesidad de reconfigura-cin del nuevo componente ni intervencin de personal espe-cializado.

Diagnstico en lnea del cable de bus con el repetidor de diagnstico PROFIBUS

Durante el funcionamiento de la planta, los cables de bus tam-bin estn sujetos a efectos exteriores que pueden provocar daos. En concreto, en caso de una solicitacin especial, p. ej., con cables mviles o bajo fuertes vibraciones, se recomienda comprobar continuamente los cables a fin de reducir los fallos al mnimo.

Para el diagnstico de los cables durante el funcionamiento se dispone del repetidor de diagnstico. Se integra en la red PRO-FIBUS como un repetidor RS 485 y dispone adicionalmente de potentes funciones para el diagnstico de los siguientes fallos de cable:

Rotura del hilo A o B del cable.

Cortocircuito de los cables de seal con la pantalla.

Ausencia o exceso de resistencias terminales de bus.

Funcionalidad de diagnstico El repetidor de diagnstico determina la topologa del sistema de bus. Cuando se produce un fallo, el repetidor transmite automticamente, como esclavo PROFIBUS, un aviso de diag-nstico normalizado al maestro.

El aviso incluye indicaciones sobre:

El segmento de bus afectado.

El lugar del error (p. ej.: entre la estacin X e Y), es decir, la distancia en metros entre el punto de avera y el repetidor o las estaciones.

La causa posible del fallo, p. ej., el cortocircuito del cable de seal A con la pantalla.

De esta manera, se pueden detectar tambin fallos espordi-cos de cable, los cuales se sealizan como diagnstico. Las funciones de diagnstico mencionadas permiten tambin que los operarios de mantenimiento que no tienen experiencia con PROFIBUS localicen fallos en el cable de bus con rapidez y seguridad.

Integracin en SIMATIC PCS 7 Para el repetidor de diagnstico se dispone de bloques

driver SIMATIC PCS 7.

Se puede obtener informacin detallada desde la estacin de mantenimiento PCS 7 entrando en el sistema de ingeniera.

Registro de la topologa y deteccin de errores con el repetidor de diagnstico PROFIBUS


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Diagnstico de la instrumentacin de procesoSensores y analtica de procesos

Medicin de presin, presin absoluta, presin diferencial, caudal y medicin hidroesttica de nivel de llenado

SITRANS P es una familia de equipos de medicin de presin. Los transmisores digitales SITRANS P DS III y P300 son instru-mentos universales ideales para medir presiones relativas, absolutas y diferenciales y, adems, caudales y niveles de lle-nado (mtodo hidrosttico).

Disponen de una serie de funciones de diagnstico y de simu-lacin integradas que permiten que el usuario evale de forma selectiva el estado del dispositivo o de todo el punto de medi-cin al realizar la puesta en marcha, el servicio tcnico o al eje-cutar medidas de mantenimiento.

El mantenimiento preventivo est asistido por funciones como:

Contador de horas de funcionamiento de la clula sensora y el sistema electrnico.

Contador de eventos de rebasamiento por exceso o por defecto de lmites.

Puntero de arrastre para presin, temperatura del sensor y temperatura de la electrnica.

Dos temporizadores libremente parametrizables que pueden emitir una advertencia al alcanzar un valor umbral ajustado o bien transmitir una alarma.

El diagnstico del dispositivo constituye una ayuda efectiva para la eliminacin de fallos en el contexto del mantenimiento correctivo. Para ello se monitorizan cclicamente los siguientes elementos:

Integridad de memoria de RAM, ROM y EEPROM mediante el mtodo de la suma de verificacin.

Correcta ejecucin de programa en microcontrolador mediante la activacin selectiva de puntos de verificacin (watchdog).

Posible rotura de sensores y funcionamiento del clculo de linealizacin.

Adicionalmente, se dispone de funciones de simulacin para comprobar la configuracin del transmisor y de la entrada al sistema de control conectada a l. Ellos tambin contribuyen a una bsqueda rpida y selectiva de errores y, con ello, a un aumento de la eficiencia al ejecutar medidas de manteni-miento.

De la combinacin de las funciones mencionadas se pueden obtener medidas que contribuyen al mantenimiento predic-tivo y, en consecuencia, aumentan la disponibilidad de la instalacin y ayudan a incrementar la productividad.

SITRANS P DS III

SITRANS P 300, indicador digital


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Medicin de temperatura

SITRANS T son los instrumentos de medicin de la tempera-tura en plantas de procesos. Mediante una tcnica inteligente, estos equipos permiten una puesta en marcha y manteni-miento ptimos. Sus distintas formas constructivas, p. ej., como punto de medicin completo, convertidor de montaje en cabeza, aparato para riel de soporte o dispositivo de campo, otorgan al usuario una gran libertad. Para el manteni-miento preventivo, todos los equipos disponen, entre otras, de las siguientes funciones:

Conexin universal de termorresistencias, termopares, emisores de resistencia y seales de tensin continua.

Vigilancia de cortocircuitos y roturas de cable en el punto de medicin.

Puntero de arrastre para la vigilancia de la temperatura de la electrnica y los sensores.

Los siguientes equipos estn disponibles como convertidores de montaje en cabeza o integrados en un punto de medicin completo:

SITRANS TH300, el dispositivo HART: El contador de horas de funcionamiento evala los valores

de temperatura del sensor y del sistema electrnico, los prepara y los representa en ocho clases de temperatura. Los valores medidos se pueden archivar. De la carga de temperatura del sensor se puede deducir, siempre y cuando se conozcan los procesos de envejecimiento, una estra-tegia para el mantenimiento predictivo.

Simulacin de la intensidad de salida como valor fijo o funcin rampa.

Para el diagnstico del equipo y la eliminacin de fallos a efec-tos del mantenimiento correctivo, se monitorizan cclicamente los siguientes elementos:

Funcin de memoria de RAM, ROM y EEPROM segn el mtodo de la suma de verificacin.

Ejecucin de programa mediante la activacin selectiva de puntos de verificacin (watchdog).

SITRANS TH400 para PROFIBUS PA Con la posibilidad de conectar dos sensores en redundancia. El aparato de perfil 3.0 garantiza una fcil sustitucin.

Con el certificado FISCO, el uso en atmsferas potencialmente explosivas resulta sencillo.

SITRANS TW para montaje sobre riel de soporteSITRANS TW es el transmisor de medida de temperatura de 4 conductores universal de montaje en armario para la instalacin en el riel de soporte con fuente de alimentacin integrada:

Vigilancia de valores lmite y resultado a travs de HART o rel de sealizacin.

Contador de horas de funcionamiento para la electrnica.

SITRANS TW

SITRANS TH 400


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Medicin de caudal

Para la medicin de caudal, Siemens ofrece diferentes mto-dos de medicin sin contacto:

SITRANS F M MAGFLO, caudalmetros electromagnticos

SITRANS F C MASSFLO Coriolis, caudalmetros msicos

Los instrumentos se pueden utilizar de forma flexible y se pue-den instalar en cualquier punto.

Los caudalmetros MAGFLO se emplean en aplicaciones con lquidos conductores; los caudalmetros MASSFLO, p. ej., para lquidos no conductores, estrictos requisitos de exactitud o en procesos en los cuales los parmetros de proceso estn some-tidos a grandes fluctuaciones.

Los caudalmetros MAGFLO son insensibles a fluctuaciones de presin, temperatura, viscosidad y conductividad electrnica (mn. garantizado: 5 S/cm).

El dispositivo est provisto de varias funciones de diagnstico que se visualizan en texto explcito y que se guardan en un libro de registro. En consecuencia, se pueden localizar tam-bin fallos peridicos. Estos errores se pueden clasificar en las siguientes categoras: errores de funcionamiento, alarma, errores permanentes y fatales.

Se vigila el transmisor de medida y sus salidas. El sensor se comprueba continuamente y se ejecuta una deteccin de tubo vaco. Adems, con los caudalmetros MAGFLO existe la posi-bilidad de comprobar todo el sistema de medicin con un veri-ficador externo.

SITRANS F M MAGFLO

Los caudalmetros MASSFLO son insensibles a las fluctua-ciones de presin, temperatura, densidad, conductividad elctrica y viscosidad. Un ASIC garantiza una mejor capacidad de reaccin frente a discontinuidades. Los dispositivos son prcticamente insensibles al efecto del ruido exterior, lo que constituye un requisito esencial para aumentar el margen dinmico.

MASS 6000 monitoriza tanto los errores que dependen de la aplicacin como los ajustes del dispositivo seleccio-nados por el usuario:

Exceso de aire en el tubo de medicin.

Deteccin de tubo vaco.

Seal de flujo inestable.

Error de cero.

Densidad del lquido y lmites de temperatura.

Lmites del rango de medida.

Los ajustes especficos del usuario se comparan con los valores reales a fin de conseguir un ajuste ptimo. Los errores causa-dos por vibraciones mecnicas, cavitacin o ruidos de la bomba pueden influir en la medicin.

Las funciones de diagnstico avanzadas del transmisor MASS 6000, que usan frecuencia de resonancia propia del sensor, amplitudes de captacin y la fase de seal, pueden identificar estas influencias.

Adems, el dispositivo posee un sistema de libro de registro de errores y estados con 4 grupos de informacin.

Informacin general: No hay error

Advertencias en caso de errores que pueden disparar un fallo de funcionamiento en la aplicacin

Errores permanentes que pueden disparar un fallo de funcionamiento en la aplicacin

Error fatal y de gran importancia para el funcionamiento del caudalmetro

Estas amplias funciones de diagnstico facilitan la bsqueda y la eliminacin de errores. De esta informacin (tipo y frecuen-cia de los avisos), el usuario puede extraer conclusiones que indican la aparicin inminente de una avera. As, se pueden tomar las medidas oportunas para aumentar la calidad de la medicin o para impedir que se produzca un fallo en la produc-cin.

SITRANS F C MASSFLO


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Medicin del nivel de llenado

Para medir el nivel de llenado se dispone de tres tecnologa diferentes: radar, capacitiva y ultrasonidos.

Medicin sin contacto del nivel de llenado usando radar :

SITRANS LR400/LR460 con radar OCFM (onda continua de frecuencia modulada)

SITRANS LR200, radar de impulsos

SITRANS LR300, radar de impulsos

SITRANS Probe LR, radar de impulsos

Medicin sin contacto del nivel de llenado usando ultrasoni-dos:

SITRANS Probe LU con sonda ecoica compacta por ultra-sonido

Medicin capacitiva del nivel de llenado y deteccin de punto de nivel:

POINTEK CLS 200/300/500

SITRANS LC 300/500

Los instrumentos de medicin del nivel de llenado Siemens disponen de una serie de funciones de monitorizacin inter-nas y externas. Por eso, los detectores de punto de nivel Poin-tek CLS 200/300/500 ofrecen la posibilidad de detectar influencias externas como sedimentaciones o suciedad y deducir de ellas las demandas de mantenimiento.

Adems de los tpicos componentes elctricos y electrnicos, el diagnstico del dispositivo tambin contempla la evalua-cin de la calidad de medicin de la seal en cuanto a fiabili-dad e intensidad. La estacin de mantenimiento seala la necesidad de mantenimiento al alcanzar un valor lmite.

SITRANS LR400/LR460 suma datos de funcionamiento y cal-cula la vida til restante a efectos del mantenimiento preven-tivo.

SITRANS LR, LC y LU para vigilancia del nivel de llenado

POINTEK CLS200/300 detecta el grado de incrustaciones. El correspondiente estado actual del equipo es la base de los pronsticos sobre la vida til restante. Con ello se puede realizar un mantenimiento predictivo. Las medidas de mante-nimiento se pueden planificar de forma ptima. El resultado de los trabajos de mantenimiento ejecutados pasa a formar parte del clculo de la tendencia actual.

Gracias al diseo y a la tecnologa Active Shield patentada, los SITRANS LC300/LC500 son idneos para complejas aplicacio-nes en las que se depende de una medicin fiable, casi sin influencias, de las sedimentaciones de materiales o de la suciedad, y de una elevada exactitud de medicin. Tienen una disponibilidad mayor que los equipos comparables. Las nece-sidades de mantenimiento se reducen al mnimo.

Los valores lmite ajustablespara los diferentes niveles de

alarma permiten una adaptacinptima a las condiciones fsicas

SITRANS LR400


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Funciones de diagnstico para vigilar bombas volumtricas alternativas

SITRANS DA400 es un dispositivo de diagnstico para monito-rizar continuamente el estado de bombas volumtricas alter-nativas. El equipo detecta incluso las fugas ms pequeas en las vlvulas de alimentacin de las bombas volumtricas alter-nativas. Se prescinde de una bsqueda de fallos adicional.

El principio se basa en la medicin del sonido propagado por estructuras slidas que est causado por la aparicin de cavi-tacin al producirse fugas. Adicionalmente existe la opcin de monitorizar otras magnitudes como, p. ej., presiones o tempe-raturas en las bombas. Al alcanzar los lmites, stos se seali-zan mediante salidas digitales o mediante PROFIBUS PA a los sistemas de control superiores. Adems del ajuste del equipo in situ, la parametrizacin tambin se puede realizar mediante PROFIBUS.

SITRANS DA 400 aumenta la disponibilidad de la planta gracias:

a perodos de parada sensiblemente reducidos,

a mayores intervalos de mantenimiento, ya que no es necesario realizar el mantenimiento de las bombas hasta que lo exija su condicin,

a que se pueden evitar los daos derivados de averas, puesto que las piezas defectuosas se sustituyen o se reparan mucho antes de que deje de funcionar todo el componente. Adems, la deteccin temprana de las fugas permite una ptima planificacin previa de las actividades de mantenimiento. Incluso se puede adaptar el modo de operacin de una planta y, en consecuencia, mejorar tambin la disponibilidad.

El mantenimiento basado en la condicin contribuye tambin al ahorro de energa: Se detecta con antelacin una prdida prematura de rendimiento, que se puede subsanar sustitu-yendo o reparando las piezas afectadas.

As pues, SITRANS DA400 se encarga de contribuir de forma considerable a la reduccin del coste de propiedad y al aumento de la productividad.

Grandes amplitudes causadas por las fugas en la vlvula de aspiracin indican el defecto.

SITRANS DA400


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Anlisis de gases

Siemens ofrece una amplia gama de analizadores de gas:

CALOMAT 6/62Analizadores de gases con conductividad trmica para la determinacin cuantitativa de hidrgeno o helio en mezclas de gases binarias

FIDAMAT 6Medicin de las sumas de hidrocarburos segn el principio de ionizacin de llamas

OXYMAT 6/61Analizadores de gas para la medicin de oxgeno segn el principio paramagntico

OXYMAT 64 Analizadores de gas para la medicin de trazas de oxgeno mediante sensores de ZrO2

ULTRAMAT 6 Analizadores de gas de uno y dos canales para la medicin de alta selectividad de componentes absorbentes del infra-rrojo

ULTRAMAT/OXYMAT 6Combinacin de OXYMAT 6 y ULTRAMAT 6 en un aparato

ULTRAMAT 23Analizadores de gas para la medicin de hasta tres compo-nentes absorbentes del infrarrojo y del oxgeno.

Los analizadores de gas poseen amplias funciones para el diagnstico del equipo y, en consecuencia, para el manteni-miento correctivo. Asimismo, tienen la capacidad de detectar irregularidades funcionales. Aparecen como demandas de mantenimiento o como aviso de fallo en el indicador de la estacin de mantenimiento, estn aplicadas en la salida de sealizacin o bien se sealizan a los sistemas superiores mediante PROFIBUS PA/DP. Los avisos se envan a un libro de registro.

ULTRAMAT 6, unidad de 19"

Las posibles causas de que aparezcan demandas de manteni-miento son, p. ej.:

Tolerancia de ajuste sobrepasada por suciedad en la cmara de medicin, deriva o cambio del gas de ajuste.

El gas cero o de comparacin contiene demasiado oxgeno (OXYMAT 6).

Utilizacin del gas de comprobacin o de comparacin incorrecto.

Detector defectuoso o fallo del gas de comparacin.

Temperatura mxima de la cmara de medida o del cabezal de medida sobrepasada (OXYMAT 6) o calefaccin defec-tuosa.

Fallo de gas inflamable o extincin de la llama (FIDAMAT 6).

Las demandas de mantenimiento tambin pueden deberse a:

Vigilancia del motor del chopper (ULTRAMAT 6).

Vigilancia del campo magntico (OXYMAT 6).

Vigilancia de seales externas de fallo (preparacin de la sonda).

Monitorizacin de flujo (ULTRAMAT 23)

Vigilancia de seales externas de fallo (preparacin de la sonda).

Con estas funciones de vigilancia, los analizadores de gas ase-guran un funcionamiento fiable y sirven de ayuda para un efi-caz mantenimiento correctivo.

OXYMAT 6, dispositivo de campo


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Diagnstico de la instrumentacin de procesoDiagnstico de posicionadores y vlvulas

SIPART PS2 es un posicionador electroneumtico para vlvulas de control. El equipo es idneo para una regulacin de alta precisin de vlvulas en las ms diversas aplicaciones.

Adems de las numerosas funciones bsicas de autovigilancia, el regulador se caracteriza por las siguientes funciones de diagnstico en lnea, en relacin directa con las necesidades de mantenimiento actuales:

Prdida de suavidad de accionamiento de la vlvula y su actuador.

Fugas neumticas (p. ej.: rotura de membrana).

Taponamiento de una tubera o rotura del obturador de la vlvula.

Desgaste del asiento o del obturador de la vlvula.

Sedimentaciones o pegotes en el asiento o el obturador de la vlvula.

Rozamiento excesivo en prensaestopas.

Test de carrera parcial para vlvulas de apertura/cierre (p. ej.: vlvulas de seguridad).

Test de carrera parcial para vlvulas de control.

Posicionador SIPART PS2

En funcin de su gravedad y urgencia de mantenimiento, estos fallos se notifican segn la escala de evaluacin de tres etapas (smbolos de llave fija, ver pgina 10).

Estos fallos tambin se muestran gradualmente en la pantalla in situ. As, los errores pueden detectarse a tiempo, mucho antes de que provoquen fallos o paros de la instalacin.

Adems, con relacin a las medidas de mantenimiento pre-ventivo tambin se vigilarn las siguiente magnitudes y, en parte, se podr emitir un aviso gradual (ver arriba):

Horas de funcionamiento (tambin diferenciadas segn rangos de temperatura y rangos de ajuste).

Temperatura de servicio actual y mn./mx.

Velocmetro (integral de recorrido).

Nmero de cambios de direccin.

El beneficio de un mantenimiento predictivo consiste en que la vida til de los correspondientes componentes se puede agotar por completo sin correr el riesgo de que se produzcan averas o daos. As, del grado de carga pueden obtenerse indicaciones que pueden aprovecharse para optimizar la ope-racin de la planta y, en consecuencia, aumentar la disponibi-lidad.


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Diagnstico de componentes de proteccin, maniobra y accionamiento

Proteccin selectiva de derivaciones de carga

En la industria de procesos, los componentes de automatiza-cin normalmente se alimentan con tensin continua de 24 voltios. Con el mdulo de diagnstico electrnico SITOP select, cada carga de 24 V se comprueba de forma fiable en busca de sobrecargas y cortocircuitos, y se desconecta en caso de fallo.

Un mdulo de diagnstico vigila hasta 4 derivaciones de carga que pueden conectarse secuencialmente segn unos tiempos definidos para descargar la alimentacin.

Las corrientes de vigilancia pueden ajustarse entre 2 y 10 A. As, la electrnica de SITOP select permite picos de intensidad breves, como picos de corriente de conexin, mientras que desconecta sobrecargas ms prolongadas o cortocircuitos.

Si se desconecta una de las 4 salidas, se activa un contacto de sealizacin de suma que puede evaluarse con el sistema de automatizacin superior. El tcnico de servicio in situ detecta inmediatamente qu derivacin de 24 V es la afectada, ya que cada salida cuenta con un LED multicolor que muestra el estado de funcionamiento en ese momento. Adems de la rpida deteccin y localizacin de errores, as se reducen los tiempos de parada.

SITOP select

Contactor con sealizacin de vida til restante RLT (remaining life time)

Los contactos principales de contactor son piezas desgastables que se deben sustituir oportunamente al alcanzar el final de su vida til. La erosin de los materiales de contacto y, en conse-cuencia, de la vida til elctrica (= nmero de ciclos de manio-bra) es ms o menos grande en funcin de la carga, de la cate-gora de utilizacin, del modo de operacin, etc.

Las inspecciones rutinarias o los controles visuales realizados por el personal de mantenimiento aportan informacin sobre el estado de los contactos principales. La funcin "Sealizacin de vida til restante" de los contactores SIRIUS con RLT se encarga de esta tarea y hace que los controles pticos realiza-dos in situ sean innecesarios. No slo se cuentan los ciclos de maniobra, que no aportan informacin sobre el desgaste de los contactos, sino que el avance real de la erosin de cada uno de los tres contactos principales ms bien se registra electrni-camente, se evala, se guarda y, al alcanzar los lmites estable-cidos, se sealiza. Estos datos guardados no se pierden incluso si falla la alimentacin del circuito de mando.

El mantenimiento basado en la condicin permite un ptimo aprovechamiento del material de contacto. De esta manera se reducen los costes de explotacin, al mismo tiempo que se aumenta la disponibilidad de la planta.

La sealizacin se realiza, va contacto de rel o bus AS-Inter-face, al alcanzarse una vida til residual del 20%. Por ejemplo, por medio de una entrada digital de SIMOCODE pro y, en con-secuencia, mediante PROFIBUS, las sealizaciones llegan a SIMATIC PCS 7 Maintenance Station.

Contactor SIRIUS con RLT


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Sistema de gestin de motores SIRIUS SIMOCODE pro

SIMOCODE pro es el sistema de gestin de motores modular y flexible para motores de velocidad constante de la gama de baja tensin. Optimiza la conexin entre el sistema de control y la derivacin a motor y aumenta, por tanto, la disponibilidad de la planta. SIMOCODE pro est diseado especialmente para la utilizacin en centros de control de motores (MCC) de la industria de procesos y de generacin elctrica y se emplea para la proteccin y el control de motores o bombas, etc., p. ej., en atmsferas potencialmente explosivas, en aplicaciones con arranque difcil (industria del papel, del cemento y del metal) y en instalaciones de alta disponibilidad.

Caractersticas especiales:

Plena proteccin electrnica y multifuncional de los motores, independiente del sistema de automatizacin.

Software flexible en lugar de hardware para el control del motor.

Datos detallados de funcionamiento, servicio tcnico y diagnstico.

Capacidad de gestin de energa.

Comunicacin va PROFIBUS DP.

Para poder ofrecer el sistema ptimo para cada aplicacin, SIMOCODE pro se puede ampliar de una forma flexible a los siguientes mdulos de funcin: Mdulos digitales, analgicos, de defecto a tierra y de temperatura. La librera de bloques PCS 7 permite visualizar datos de diagnstico en la estacin de mantenimiento. As se pueden evitar fallos o, en caso necesa-rio, localizarlos y eliminarlos rpidamente. El aviso de diagns-tico no slo se produce con mucho detalle mediante PROFIBUS sino tambin directamente en el armario elctrico mediante el bloque grfico con pantalla. De esta forma es posible visualizar directamente en la pantalla multilinge valores de medicin, informacin de estado y avisos de fallo en texto explcito.

Si se debe sustituir un equipo o todo el mdulo de armario elctrico en los centros de control de motores (MCC), el conec-tor de direccionamiento permite la rpida y fcil asignacin de la nueva direccin PROFIBUS al equipo de sustitucin. Utili-zando un mdulo de memoria tambin se puede transferir directamente al nuevo SIMOCODE pro la parametrizacin del equipo que se sustituye: slo hay que enchufarlo a la interfaz de sistema.

SIMOCODE pro, registro de valores analgicos en SIMATIC PDM

Otra caracterstica esencial de SIMOCODE pro es la ejecucin autnoma de todas las funciones de proteccin y control incluso si la comunicacin con el sistema de control est inte-rrumpida. Cuando falle el sistema de bus o de automatizacin, se seguir garantizando tambin la plena capacidad funcional de la derivacin. Para el fallo, se puede parametrizar un com-portamiento definido, p. ej., la desconexin selectiva de la derivacin o la ejecucin de determinados mecanismos de control parametrizados (por ejemplo, la inversin del sentido de giro).

Datos de funcionamiento y estadsticos que permiten un man-tenimiento basado en la condicin:

Horas de funcionamiento del motor, perodos de inacti-vidad del motor, horas de funcionamiento del aparato.

Nmero de arranques del motor y disparos por sobrecarga.

Comentarios internos almacenados en el equipo.

Datos de diagnstico sobre el mantenimiento correctivo:

Numerosos mensajes detallados de preaviso y de fallo para su procesamiento en el aparato o en el sistema de control.

Registro de errores interno del dispositivo.

Etiqueta de fecha y hora de avisos de estado, advertencia y error seleccionables para una visin de los datos de proceso con precisin en el tiempo.

Valor de la ltima corriente de disparo.

Fallos de respuesta (p. ej.: no circula corriente en el circuito principal despus del comando Marcha), etc.

Gestin de motores SIRIUS SIMOCODE pro


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Diagnstico de accionamientos

Casi ningn grupo de productos influye tanto en la disponibi-lidad de la planta como los accionamientos: Si falla, la planta se detiene. Estas detenciones no planificadas de la planta aca-rrean costosos fallos de produccin, reparaciones extraordina-rias y, a menudo, los consiguientes daos.

Por eso, todos los sistemas de accionamiento y convertidores de frecuencia de las familias SINAMICS, MASTERDRIVES y MICROMASTER con los motores instalados aguas abajo estn integrados en SIMATIC PCS 7 Maintenance Station. De ello se obtiene como resultado una representacin comn y homo-gnea de informacin relevante para el mantenimiento que permite estrategias de mantenimiento preventivo y predictivo.

Los componentes inician sesin automticamente si es nece-sario el mantenimiento. Un ejemplo son los convertidores de media tensin como SINAMICS GM150. En tal caso, un mtodo de presin diferencial determina el grado de suciedad de los filtros para el polvo.

En la ejecucin con refrigeracin por agua, la medicin anal-gica de conductividad comprueba continuamente el funciona-miento del intercambiador inico y avisa a tiempo si se reduce su capacidad de intercambio. Los ventiladores, en el caso de refrigeracin por aire, y las bombas, en el caso de la refrigera-cin por agua, cuentan con contadores de horas de funciona-miento que recomiendan comprobar los componentes al alcanzar un nmero determinado de horas de funciona-miento.

Los sistemas de accionamiento se integran en la estacin de mantenimiento mediante el sistema Drive ES PCS 7, un paquete adicional para SIMATIC PCS 7. Con Drive ES PCS 7, los accionamientos Siemens se pueden controlar mediante SIMATIC PCS 7 con bloques de funcin y pueden manejarse y supervisarse en la estacin del operador mediante faceplates.

La familia SINAMICS

Evaluacin de estado de mquinas de alta tensin

El diagnstico de descargas parciales, que puede ejecutarse como medicin en lnea o fuera de lnea segn la aplicacin, es un mtodo establecido para evaluar el estado de mquinas de alta tensin. Es una importante medida en las estrategias de mantenimiento orientadas a la fiabilidad en grandes accionamientos.

Para medir las seales de descargas parciales, los motores de alta tensin pueden incorporar opcionalmente de fbrica las "SIEMENS Insulator Integrated Coupling Units" patentadas.

As, slo habr que sustituir los aisladores rgidos de las cajas de bornes por las Insulator Integrated Coupling Units. De esta forma se obtienen las siguientes ventajas:

Instalacin simple y econmica

Sin necesidad de cambiar la caja de bornes

Robusta construccin mecnica

Mxima seguridad probada de las distancias de aisla-miento

Interfaz directa con el diagnstico de estado

Motores IEC


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Ejemplo de mantenimiento con Drive ES PCS 7 para el acciona-miento de una mezcladora: con el tiempo, el material a mezclar se pega a las palas. Hasta el momento, las palas se limpiaban a intervalos peridicos planificados para garantizar su disponibilidad. Con la ayuda de las nuevas funciones de la estacin de mantenimiento, la limpieza se podr realizar en el futuro segn las necesidades.

El convertidor de frecuencia ofrece la posibilidad de vigilar el par resistente utilizando lmites al efecto ajustables y de selec-cionar el tipo de reaccin en caso de que se rebasen. La mez-cladora funciona sin problemas dentro de los lmites de carga. Para la mezcladora se sabe que el grado de suciedad repercute de forma indirecta en la curva de par del convertidor. Al supe-rar el lmite, se transmite un aviso al sistema de control.

Partiendo de esta alarma del convertidor, Drive ES PCS 7 genera la correspondiente indicacin de mantenimiento para la estacin de mantenimiento. Ahora se puede limpiar la mezcladora de acuerdo con las necesidades. Adems, existe la posibilidad de registrar la frecuencia de las demandas de limpieza y, de ah, deducir las optimizaciones del proceso o los escenarios de mantenimiento predictivo.En consecuencia, tambin se puede optimizar el manteni-miento de las piezas mviles de la instalacin e incrementar la disponibilidad y la productividad de la planta.

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Ejemplo de flujo esquemtico de informacin en un accionamiento de mezcladora


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Gestin de activos a nivel de planta con componentes de Totally Integrated Automation 27

Gestin de activos a nivel de planta con componentes de Totally Integrated Automation

Representacin homognea para toda la planta del estado de diagnstico y de mantenimiento.

Asistencia integrada del mantenimiento basado en la condicin.

Optimizacin de todo el flujo de trabajo desde el diagnstico hasta la conclusin de la actividad de manteni-miento.

Funcionalidad de mantenimiento integrada en el sistema, no hacen falta trabajos de ingeniera adicionales.

Ms informacin sobre el tema:

SIMATIC PCS 7:www.siemens.com/pcs7

SIMATIC PC DiagMonitor:www.siemens.com/diag-monitor

SIMATIC NET:www.siemens.com/simaticnet

Instrumentacin de proceso:www.siemens.com/processinstrumentation

Analtica de proceso:www.siemens.com/processanalytics

Sistema de gestin de motores:www.siemens.com/simocode

Arrancador de motor ET200pro:www.siemens.com/sirius-motorstarter

Aparatos de control y distribucin de baja tensin:www.siemens.com/lowvoltage

Accionamientos:www.siemens.com/drives

Oferta de prestaciones de servicio para el mantenimiento:www.siemens.com/simain

Encontrar informacin detallada en la documentacin tcnica de SIMATIC Guide: www.siemens.com/simatic-docu

Encontrar documentacin tcnica detallada en nuestro portal de asistencia y servicio tcnico:www.siemens.com/automation/support

Si prefiere mantener una conversacin personal, aqu encon-trar a los responsables ms prximos a su localidad: www.siemens.com/automation/partners

En el centro comercial virtual de A&D podr hacer directamente sus pedidos por va electrnica: www.siemens.com/automation/mall

Asset Management a nivel de planta con componentes de Totally Integrated Automation


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www.siemens.com/automation

Siemens AG

Automation and DrivesIndustrial Automation SystemsPostfach 48 4890327 NRNBERGALEMANIA

www.siemens.com/automation

Este folleto contiene descripciones o prestaciones que en el caso de aplicacin concreto pueden no coincidir exactamente con lo descrito, o bien haber sido modificadas como consecuencia de un ulterior desarrollo del pro-ducto. Por ello, la presencia de las prestaciones deseadas slo ser vinculante si se ha estipulado expresamente al concluir el contrato. Reservadas las posibilidades de suministro y modificaciones tcnicas.

Todas las designaciones de productos pueden ser marcas o nombres de productos de Siemens AG o de subcontratistas suyos, cuyo uso por terceros puede violar los derechos de sus titulares.

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Introduccin: Mantenimiento inteligente: mayor productividadContenidoGestin de activos a nivel de plantaMantenimiento inteligente en la industria de procesosImplementacin con SIMATIC PCS 7Visualizacin de informacin para el mantenimientoEstacin de mantenimiento: Interfaz grfica de usuario para el mantenimientoVigilancia y diagnstico de PC industrialesDiagnstico de dispositivos de comunicacinDiagnstico de la instrumentacin de procesoDiagnstico de componentes de proteccin, maniobra yAsset Management a nivel de planta

maintenance es

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