Blog

Sep 09, 2023

InTech APR23 Cómo la migración de DCS mejora la experiencia del operador

Compartir sus cookies nos ayuda a mejorar la funcionalidad del sitio y optimizar su experiencia. Haga clic aquí para leer nuestra política de cookies. Una migración proporciona muchos beneficios que ayudarán a mejorar la vida de

Compartir sus cookies nos ayuda a mejorar la funcionalidad del sitio y optimizar su experiencia. Haga clic aquí para leer nuestra política de cookies.

Una migración proporciona muchos beneficios que ayudarán a mejorar la vida de quienes participan en varias áreas de la planta. Los técnicos de mantenimiento no buscarán piezas de repuesto raras en el mercado gris. El gerente de la planta tendrá capacidades de acceso remoto para monitorear las operaciones de la planta desde la oficina (o condominio en la playa) en el nuevo sistema.

Con un proyecto de esta magnitud, el mayor impacto recae en las personas que utilizan el DCS para operar la planta: los operadores. Necesitan comprender los beneficios específicos de su área. Los operadores suelen resistirse al cambio y pueden ser detractores desde el principio, por lo que convencerlos puede resultar complicado. Si aún no ven los beneficios una vez completada la migración, la empresa, lamentablemente, no ha logrado sus objetivos comerciales. El éxito depende en gran medida de la planificación inicial y de la aceptación de los operadores y otras partes interesadas clave.

Considere cómo una migración de DCS puede mejorar la experiencia del operador al operar la planta de tres maneras principales. Para ilustrar, pensemos en el proceso de mejora en términos de vista, sonido y sensación.

La sensación está asociada con el control de procesos: la forma en que el DCS controla el sistema. La proporción del control automático versus la vista está asociada con los gráficos: qué ven los operadores en la pantalla y cómo obtienen la información que necesitan.

El sonido está asociado con las alarmas, lo que mejora las alarmas de los operadores y su conciencia situacional, así como también las reacciones de los operadores durante condiciones anormales y las acciones que deben tomar.

La sensación está asociada con el control de procesos: la forma en que el DCS controla el sistema. ¿Qué parte del control es automático versus?

Considere mejorar la vista: los gráficos. A estas alturas, la mayoría de la gente ha oído hablar del estándar ANSI/ISA-101.01-2015, Interfaces hombre-máquina para sistemas de automatización de procesos y de las mejores prácticas de interfaz hombre-máquina de alto rendimiento (HP-HMI), que equiparan los buenos gráficos modernos con la escala de grises. Esto es una parte importante para mejorar lo que los operadores pueden ver y responder fácilmente. Cambiar la paleta de colores a un fondo gris con un uso escaso de color llama la atención sobre situaciones anormales y es parte de la solución (Figura 1).

Sin embargo, HP-HMI es más que simples cambios de color. Se trata de planificación. Es una evaluación de lo que debe aparecer en las pantallas de descripción general del Nivel 2 (L2) que utiliza un operador para hacer funcionar la planta.

Al migrar gráficos DCS heredados, replicar las pantallas que usan los operadores suele ser ineficiente y no mejora su situación. Aunque el operador esté acostumbrado a la apariencia del sistema, eso no significa que la experiencia del usuario no pueda mejorarse. Aquí es donde entran en juego las nuevas prácticas recomendadas de HP-HMI: las pantallas L1, L2, L3 y L4 deben exponer los datos y controles correctos para reducir la carga cognitiva del operador y entregar la información necesaria, cuando sea necesaria.

A continuación se describen qué tipo de información se muestra en cada nivel:

L1: Siempre arriba, tendencias de pared o displays siempre visibles. L1 brinda a todos un estado rápido de la unidad o datos críticos del proceso y cómo está funcionando.

L2: Los que hacen dinero. Estas son las pantallas que utiliza un operador para monitorear el proceso y tomar medidas de rutina para fabricar el producto.

L3: Detalles. L3 proporciona más información sobre una unidad de proceso particular, que se requiere para diagnosticar, solucionar problemas o realizar operaciones no rutinarias.

L4: Ventanas emergentes. Estos son controles y placas frontales con los que los operadores interactúan hasta que se van.

Antes de pasar de un sistema DCS heredado, la mejor práctica es realizar un taller de guión gráfico de HP-HMI. Reúna a los ingenieros y operadores con un facilitador experimentado para que expongan la historia de cómo se debe operar la planta, no cómo se opera hoy, sino cómo se debe operar. El guión gráfico debe incluir qué información el operador necesita ver de un vistazo y qué se puede ocultar hasta que sea necesario.

Los beneficios de un taller de storyboard son dobles: el primero está asociado con el costo de la migración y el retorno de la inversión (ROI). Una sesión de guión gráfico puede reducir la cantidad de gráficos a migrar hasta en un 40%. El coste de la sesión se compensa rápidamente con el menor número de gráficos a migrar.

El segundo beneficio está en el funcionamiento de la planta después de la migración. Con un mejor acceso a la información, los operadores hacen un mejor trabajo al administrar las instalaciones. La mejora del conocimiento de la situación les permite reconocer formas de mejorar la operación y evitar problemas potencialmente costosos antes de que comiencen.

Incluso con gráficos HP-HMI eficaces, los operadores no pueden ver todo todo el tiempo. Para eso están las alarmas, por lo que también es importante mejorar el sonido de las alarmas del sistema de control. ANSI/ISA-18.2-2016, Gestión de sistemas de alarma para las industrias de procesos, proporciona orientación desde una perspectiva de estándares. Un DCS moderno tiene la capacidad de configurar al menos seis o siete alarmas en cada entrada: altas, bajas, mala señal, etc. Las opciones son infinitas, pero el ancho de banda del operador para filtrar y responder a estas alarmas no lo es.

El sistema de control sólo debe alarmar al operador cuando se requiere una acción. Esto requiere disciplina y trabajo. El remedio para esta situación es bien conocido. La racionalización de las alarmas es necesaria para evaluar y documentar todas las alarmas y decidir qué es necesario y qué se puede eliminar, consolidar o hacer inteligente.

Un método para generar alarmas inteligentes es archivar o desactivar la alarma según otras condiciones de la planta. Por ejemplo, una alarma de flujo bajo puede ser redundante si la bomba que proporciona ese flujo no está funcionando. La estantería de alarmas es la capacidad de ocultar o eliminar múltiples alarmas según una condición del proceso. Por ejemplo, si un compresor queda fuera de servicio, el operador no necesita responder a ninguna de sus alarmas. Dejar de lado esas alarmas hasta que el compresor vuelva a estar en servicio puede aliviar la carga del operador.

La rentabilidad de un sistema de alarma que solo suena cuando es necesario es doble: en primer lugar, brinda a los operadores la capacidad de reconocer situaciones anormales rápidamente y actuar para mitigarlas. Al fin y al cabo, este es el objetivo de un sistema de alarma. En segundo lugar, sin que se produzcan molestas alarmas constantemente, los operadores tienen tiempo para hacer su trabajo más importante: hacer funcionar la planta. Les da el tiempo y la concentración para mejorar el rendimiento y reducir los errores.

Una de las mejoras más comunes en la migración de un sistema de control es el ajuste y la mitigación de bucles. Dado que cada bucle debe ser reprogramado, es un excelente momento para mejorar sus condiciones de sintonización y control. Los problemas no diagnosticados o que se han ignorado durante años se pueden evaluar y corregir.

Otra mejora en la sensación de un sistema de control puede ser la diferencia entre operar un automóvil casi autónomo y una retroexcavadora. En un automóvil moderno con control de crucero, detección de carril y funciones de seguridad, podemos guiar el vehículo hacia donde queremos que vaya, pero no tenemos que controlar cada acción todo el tiempo. Una retroexcavadora, por ejemplo, requiere que el operador manipule directamente cada movimiento con una palanca de mando o perilla independiente. Este método funciona, pero requiere mucha habilidad y control manual. Muchas plantas heredadas funcionan de esa manera.

Incluso con gráficos HP-HMI eficaces, los operadores no pueden ver todo todo el tiempo; para eso están las alarmas.

Uno de los métodos más prometedores y cada vez más aceptado es el control estatal (SBC). En SBC, cada unidad o equipo tiene un conjunto de estados operativos (Figura 2).

Por ejemplo, una columna de destilación puede tener como conjunto de estados inactivo, llenado, calentamiento, funcionamiento y reflujo total. En lugar de manipular válvulas y controles derivativos proporcionales integrales (PID) directamente, los operadores pueden pasar la columna a través de los estados, o el sistema de control puede mover automáticamente la columna a un nuevo estado según las condiciones previamente definidas. Esto permite que el operador dedique más tiempo a establecer el rumbo, en lugar de conducir el autobús. Menos tiempo dedicado a tareas fácilmente automatizadas le da al operador más tiempo para operar la planta.

Los estados también se pueden utilizar para habilitar o deshabilitar alarmas inteligentes cuando las condiciones hacen que esa alarma no tenga sentido. Si la columna aún no se ha llenado de líquido, la alarma de nivel bajo no tiene sentido.

Otro método para aumentar el control de la planta implica un cambio gradual en la estrategia de control. La implementación experta de técnicas avanzadas de control regulatorio, como alimentación directa, control de proporciones y propiedades inferidas, puede tener un impacto en la capacidad de una planta para operar más cerca de las restricciones y, por lo tanto, aumentar el rendimiento. Una vez más, una migración de DCS reúne la experiencia adecuada y afecta a todas las estrategias de control del controlador. No hay mejor momento para al menos considerar la ejecución de estas estrategias.

La migración del sistema de control es una gran tarea y requiere la aceptación de las partes interesadas clave en toda la empresa. La recreación de gráficos y estrategias de control en un nuevo sistema es una tarea desafiante, pero también es una gran oportunidad para mejorar la experiencia del operador y los procesos de producción en general. Una planificación cuidadosa y algo de trabajo previo pueden mejorar el control del operador de una planta de tres maneras clave: vista (mejora el diseño gráfico para el operador), sonido (mejora el sistema de alarma) y sensación (mejora el control del proceso por parte del operador).

Todas estas mejoras eliminan distracciones y permiten al operador concentrarse en el trabajo real: mantener los procesos de producción y la planta en funcionamiento. El retorno de la inversión que proporcionan estas mejoras puede generar grandes beneficios y ayudar a las empresas a mantener su ventaja competitiva.

¡Queremos escuchar de ti! Envíenos sus comentarios y preguntas sobre este tema a [email protected].

Scott Hayes ([email protected]) es el administrador de cartera de DCSNext en Rockwell Automation. Hayes es un ingeniero de sistemas de control autorizado con más de 20 años de experiencia liderando proyectos y programas de automatización, así como en configuración práctica y conexión en red de DCS, PLC, HMI, historiador de procesos y soluciones de visualización.

Fekri Abdullah ([email protected]) es ingeniero senior en MAVERICK Technologies, una empresa de Rockwell Automation. Abdullah tiene una licenciatura en ingeniería eléctrica de la Universidad de Michigan Dearborn. Lleva más de 14 años trabajando con MAVERICK en el campo de la automatización, apoyando numerosos proyectos en diferentes procesos y plataformas.