CINCO ERRORES ELÉCTRICOS EN LA A U T O M A T I Z A C I Ó N I N D U S T R I A L
En casi 40 años de experiencia profesional en el campo de la instrumentación, control y automatización industrial, coleccionamos anécdotas, en mayoría didácticas, muchas divertidas y otras preocupantes porque se tornan riesgosas para personas, infraestructuras e inversiones y crean profunda desconfianza en torno a la especialidad.
En defensa de la meritocracia e idoneidad, muchos experto dedican tiempo y esfuerzo en formar nuevos tecnólogos con profesionalismo ético, profundizan la base de conocimiento en puntos álgidos de la electricidad ele ctricidad como es el conexionado eléctrico, no obstante aún vemos “maestros” que que cometen recurrentemente errores tan serios que renombramos como aberraciones eléctricas, hoy identificamos las cinco principales que debemos alejar de todos proyecto basado en PLCs, controles, instrumentos y otros automatismos. Estos errores anotados en levantamientos para diagnóstico te las exponemos en una infografía descargable.
AB A BERRACIÓN ELÉCTRICA NRO. 1 REEMPLAZAR O ELIMINAR PROTECCIONES ELÉCTRICAS En ocasiones un determinado fusible se quema o un breaker se acciona de la misma manera, con ello apaga el proceso que estamos controlando. La aberración ocurre cuando se elimina ese fusible y se reemplaza con un trozo de alambre, porque presuntamente hará el mismo trabajo que el fusible.
En el caso del breaker del breaker es un grave error eliminarlo, o peor aún colocar uno de mayor amperaje sin analizar antes la razón por p or la que subió el consumo y justificarlo. El fabricante de fusibles como el de breakers ha probado su producto como dispositivo de seguridad, transitando normas internacionales, entonces ¿qué entonces ¿qué o quién nos hace más calificado que la empresa certificada y monitoreada por el mundo profesional, como para reemplazar sus elementos con un alambre o simplemente eliminarlos? Este fusible quemado repetitivamente debe ser un motivo de análisis, eliminarlo es una decisión que pone en riesgo todos los equipos que estamos energizando y la instalación eléctrica, y con ello acarrea riesgos de posibles accidentes o de iniciar un fuego Es la madre de las aberraciones, una negligencia mayor que no solo eliminaría las garantías de los equipos conexos en el área, sino que las suspicacias crecerán ante las aseguradoras que en un peritaje anotarían esta práctica como alarma mayor, señal de un cliente riesgoso.
AB A BERRACIÓN ELÉCTRICA NRO. 2 A L I M E N T A R I N A D E C U A D A M E N T E L O S E Q U I P O S Existe gran diversidad de posibles niveles y tipos de voltajes que se requieren para alimentar nuestros equipos (sensores, (sensores, elementos finales de control, PLC, HMI, etc.). Se manejan con estándares de diversos orígenes: Europa, USA, Japón, Canadá, etc., tienen sus propios valores que debemos tomar en consideración para especificarlos mucho antes de comprar estos equipos y evitar desagradables sorpresas.
Aquí atenderíamos la planificación del proyecto tomando en cuenta la supervisión estricta de estos detalles neurales, profundizando en las esp ecificaciones técnicas de los equipos y sistemas, con énfasis en el conexionado, dimensiones y requerimientos de instalación. Al implementar un proyecto en otro país hay que investigar también sus estándares y normativa de procedimientos idóneos y sus instituciones reguladoras. (Ver también el post sobre Gerencia de Cumplimiento →)
Los estándares pueden ser para voltajes en Corriente Continua o Direct Current (DC) y otros equipos en voltaje alterno (AC) o Altern Current. Ciertamente el mundo industrial ya lleva más de una década tratando de estandarizar la alimentación ideal de la automatización industrial en los 24 VDC, pero aún falta bastante para que todo alcance ese estándar, que se persigue por seguridad.
Por otra parte, cada equipo tendrá un consumo en watts que debemos ir sumando a la fuente de alimentación que estemos usando, no existe tal cosa como una fuente de capacidad ilimitada.
Utilizar fuentes de poder DC “made in home” (transformador y puente de diodos) representaría tal vez para algunos un ahorro con respecto a las fuentes de poder del mercado profesional, no obstante, olvidan es que estos productos tienen estabilizadores de voltaje de entrada y filtros , poseen certificaciones y garantías que su fuente casera no tiene, que de usarse arriesga la totalidad del equipo de control y la producción que controlan. A la larga el ahorro podría revertirse en un daño mayor o en otra aberración.
Lo que puede ser considerado como un “acto criminal” y aberración es alimentar en AC un equipo que se especifica esp ecifica para par a ser alimentado exclusivamente en DC , pues el crimen será terminar con la vida de ese e se equipo en milisegundos, por supuesto dejando una huella imposible de ocultar, o sea que no podrá ejercer la garantía porque será detectable nuestro error, con lo que indican las cláusulas como uso inadecuado. inadecuado . Cerciórate al usar AC en vez de DC cuando corresponda
AB A BERRACIÓN ELÉCTRICA NRO. 3 CONFUNDIR CONTROL
CABLEADO
DE
POTENCIA
CON
CABLEADO
DE
Nuestros sistemas de control y automatización se usan generalmente para manejar procesos donde hay maquinaria que requiere de mayores cantidades de energía eléctrica que nuestro tablero en DC.
Generalmente en nuestras industrias vamos a tener equipos como motores, resistencias y otros que usaran alimentaciones en AC en niveles que van desde los 208 a 480 VAC. Estos son elementos que manejan potencia y a la vez existen dispositivos que hacen la interfaz entre esos elementos de potencia y nuestro mundo de control, como lo son los contactores, arrancadores suaves, variadores o inverter, etc.
Esta aberración consistiría en tratar de usar un PLC como como reemplazo de un contactor , empleando sus salidas a relé monofásicas como reemplazo de las salidas de los elementos de potencia. Aunque no lo crean, en varias oportunidades hemos encontrado cable calibre #8 AWG con reducción de cables, lograda a través de la aberración de cortar los filamentos sobrantes, sobrantes , para poderlo conectar a la salida a relé de un PLC. Debemos ser muy cuidadosos leyendo y analizando previamente las especificaciones eléctricas que trae cada equipo, así como sus esquemas de cableado, como primer paso a cualquier actividad de instalación.
AB A BERRACIÓN ELÉCTRICA NRO. 4 USAR EL TIPO DE CABLE INADECUADO El mundo del cableado es tan extenso como el mundo de la instrumentación, existen cables desarrollados para cada uso en potencia, comunicaciones, sistemas digitales y automatización.
Debemos respetar los requerimientos de cada tipo de señal de nuestros equipos. Un ejemplo de aberración eléctrica que generalmente trae como resultado mala lectura de la variable y ruido en la señal, es usar cable de control o cable telefónico, para reemplazar al cable de instrumentación que necesitará una señal de 4-20 mA que viene recorriendo 300 mts desde el instrumento hasta el tablero que lo recibe. No podemos usar cable telefónico en estas aplicaciones.
AB A BERRACIÓN ELÉCTRICA NRO. 5 TENDIDO DE CABLES DE POTENCIA Y CONTROL EN UNA MISMA RUTA Los cables de potencia de los sistemas trifásicos en 480 VAC o 220 VAC, generan un campo magnético alrededor de ellos a lo largo de todo su recorrido.
Ese campo magnético puede inducir pequeñas pero mortíferas tensiones en AC inducidas en nuestro cable de señales de termopares, termorresistencias y transmisores, que trabajan exclusivamente en DC. En el mejor de los casos, si estas inducciones no dañan los equipos, con seguridad causarán ruido en la señal haciendo casi imposible la operación óptima de nuestro sistema, sin importar que tengamos el cable de instrumentación adecuado, debemos evitar el recorriendo en paralelo de nuestras señales de control de la ruta del cableado de potencia y de transformadores de alta tensión.
CINCO BUENAS PRÁCTICAS EN PROYECTOS D E A AU U T O M AT ATII Z A C I Ó N 12 septiembre, 2017
De nuestros mejores consejos en buenas prácticas para todo proyecto de automatización industrial, traemos las cinco primeras que pueden apoyar proyectos exitosos para elevar tu productividad, no sin antes agradecer la avalancha de emails pro yecto respondiendo al post anterior de “Cinco errores eléctricos a evitar en todo proyecto de automatización industrial”.
Todos hemos visto alguno, sigue enviando anécdotas a nuestro correo, y llévate de vuelta nuestro e-book de “Buenas prácticas para tableros eléctricos de control”. A continuación vamos con los cinco primeros pasos que aseguran el éxito de todo proyecto de I y A.
La primera buena práctica es la completa definición del alcance del proyecto. La raíz de todos los males o de todas las bondades, del éxito o del fracaso del proyecto. Como en cualquier tarea a completar en la vida, también en los proyectos de automatización, todas las partes que buscan soluciones deben tener claro: cuál es nuestra situación actual cuáles son los problemas y los costos que dicha situación nos acarrea, dónde queremos llegar al solucionar estos problemas desarrollando tal proyecto de automatización. e xtenso y puede tener muchas interpretaciones Automatizar es un concepto muy extenso dependiendo con quien hablemos del tema y en cual gremio, el caso es que como en todo proyecto, tendremos: una lista de equipos por adquirir, una serie de tareas a desarrollar y un presupuesto que vigilar para hacer factible este proyecto. Se puede pensar a veces que adquiriendo un sistema de supervisión y control vamos a resolver todos los problemas de planta, pero la verdad es que si los problemas de fondo están en los sistemas de medición, o en los procedimientos de producción o en la transmisión de señales o en la capacitación del personal, lamentablemente el sistema no logrará mas que desperdiciar tiempo y dinero invertido sin mejoramiento de la situación existente. Es esencial conversar con diferentes interlocutores del lugar donde se desarrollará el proyecto, colectar información para conocer a fondo en qué y cómo trabajan, cuáles creen son sus necesidades prioritarias, con ello estableceremos una visión global.
Es clave validar directa y presencialmente la situación real y los problemas planteados. Anécdota: Un cliente nos planteó la necesidad de un sistema de pesaje para llevar Anécdota: inventario a 10 tanques de almacenaje de productos terminados, no obstante que su idea era correcta, su sistema de pesaje era complejo de implementar y los costos asociados muy altos para su presupuesto, por ello al cambiar el concepto de pesaje a medición de nivel , se logró plenamente el objetivo y el inventario pudo ser supervisado con exactitud, con éxito y a un costo factible para este cliente y milagrosamente con una puesta en marcha en menor tempo y pronto retorno. Esta primera fase también se conoce como Ingeniería Conceptual. La definición del alcance del proyecto, claro y específico es el primer el primer documento del proyecto,, constituye la Memoria Descriptiva del Alcance del Proyecto, donde se proyecto establecen sin lugar a dudas qué es lo que queremos y cómo lo queremos, allí están: todos los problemas planteados, las soluciones a implementar, un estimado del presupuesto requerido para lograr ésto, y un plazo factible para su desarrollo. Este documento debe ser aprobado por la cabeza que administrará a dministrará el proyecto. De aquí en adelante, el alcance es el documento base y los cambios deberán ser justificados, autorizados y documentados.
La definición sin lugar a dudas de las expectativas del cliente deben quedar plenamente identificadas y comprendidas por ambas partes, así como la concertación de cada paso necesario para alcanzar las metas.
Lo$ cambio$ cue$tan… el cambio de alcance supone cambios en la ingeniería del proyecto, “re-trabajo”, cuando va marchando el proyecto acarrean costos a$ociados… El cliente debe anticipar que cada cambio supone mover toda la estructura, añadir horas de trabajo y personal para retrabajo, mover tareas que estaban preordenadas en cronograma, por ende las entregas se retrasan y suben los costos en porcentajes mayores a los previamente proyectados en conjunto.
La segunda buena práctica es Desarrollar la Ingeniería Básica de Automatización. Con el alcance y los problemas a resolver ya definidos debemos hacer la Ingeniería Básica, la cual pretende diseñar en planos, precisar instrumentos, sistemas, recorrido o flujograma, software principal , etc., que serán adquiridos para el logro del proyecto. Después de plasmar en los planos o P&IDs pasamos a especificar equipos cuyas características obedecen los datos de proceso, pueden indicarse equipos detallando marcas o solo sus atributos, ajustando los procesos de compras de acuerdo a dichas especificaciones técnicas donde no queda duda del requerimiento, por ende los proveedores tendrían que cumplir con las requisiciones descritas, según los procedimientos de registro, selección y aprobación que cada empresa establezca en sus
normativas
de
procura
de
materiales.
Un diagrama de tuberías e instrumentación “DTI” o citado en inglés como P&ID“Piping and Instrumentation Diagram“, muestra el flujo del proceso en las tuberías y sus cableados, así como los equipos instalados y la instrumentación. En este punto, los datos de proceso a recolectar son vitales, en particular a las variables de proceso y el rango requerido para los instrumentos y otros dispositivos de campo y sus dificultades para su óptimo desempeño. Aquí verificamos el máximo valor de un recurso, su forma de medirlo o controlarlo, amén del cumplimiento de normas de funcionamiento y calidad, tanto estándares universales como de fabricación deseado por el cliente.
En el ejemplo observarás un círculo con un símbolo PT, siglas de Pressure Transmitter, lo que significa que colocaremos un transmisor de presión.
Desarrollar P&IDs obedece estrictas normas universales ISA que ampliamente explicamos en nuestro nuestro curso Instrumentación para la Industria . Lee nuestro post ¿Qué son los Diagramas de Tuberías e Instrumentación? . Es muy importante comprender que la calidad del desempeño desemp eño de un lazo de control es el que corresponda a la calidad del elemento de menor desempeño de ese lazo. Para decir un ejemplo, no hacemos mucho con tener un buen sensor o un excelente controlador, si la válvula del lazo no fue bien seleccionada.
La tercera buena práctica es Crear Esquemas y Planos de Instalación bien claros y
detallados. Con los equipos definidos en la etapa de Ingeniería Básica ahora pasamos a la Ingeniería de Detalle, el siguiente paso es establecer cómo deben ser instalados los elementos en cuanto a normas, su ubicación, conexión de proceso y tendido de señales, para luego hacer los esquemas eléctricos de cableado. Siempre atendiendo a normas locales y universales, clasificaciones de área, etc. En consecuencia, tendremos un listado de materiales de instalación y de cablesadecuados que debemos adquirir previamente al proceso de instalación y proceder a planificar con los involucrados cubriendo todos los imponderables. Con frecuencia el cronograma de entrega de los equipos principales viaja en paralelo con la adquisición de estos materiales, pero lo cierto es que la etapa de instalación puede iniciarse antes, teniendo los materiales que suelen ser de adquisición rápida, preparando las zonas, luego los equipos llegaran incorporándose al proceso de instalación. Esta fase número tres destaca las destrezas de procura y orden coordinado de las organizaciones involucradas.
La cuarta buena práctica es una máxima, trabajar con empresas y personas
experimentadas y altamente calificadas para cada tarea y en cada área. Puede lucir obvio, pero la realidad es que en muchos casos los problemas mas graves en proyectos de automatización se presentan por desconocimiento, falta de experiencia en lo que están acometiendo. A veces por bajo presupuesto, otras porque la información que se posee es desactualizada o solo teoría. Y otras veces por una grave desestimación de este oficio, donde sufrimos el plagio o la osadía de quien pretende, teóricamente con una guía, desarrollar un proyecto como si fuese una “receta para experimentar a ver como queda”. ¿Cómo resumir en una guía las miles de variantes que un especialista instrumentista industrial aborda a la medida de cada proyecto cumpliendo normas internacionales?
El extenso mundo de la automatización sufre los embates de personas ajenas a la disciplina, toderos irresponsables que no ponderan el peligro que acarrean no dominar de manera actualizada para hacer instalación, configuración, documentación y calibración de instrumentos, conocer las herramientas especializadas necesarias para hacer el trabajo con calidad. Ignorarlo es peligroso y hay tragedias que así lo narran. Es relevante al contratar “expertos” solicitar referencias verificables de tres o mas proyectos anteriores y similares, directamente a clientes satisfechos para ponderar la trayectoria y confirmar si en verdad son especialistas. Años de experiencia no es lo mismo que años de experticia exper ticia. Pueden trascurrir décadas haciéndose tareas en la forma errónea, por lo que los años de experiencia no son aval como los de experticia en que el especialista ha intentado, errado mil veces, probado, comprobado y certificado la mejor forma de hacer lo propio. Actualizarse es también prioridad para el especialista especialista, esta disciplina exige estar al día, varios cambios nos ocurren en un mismo año, la solución de hace 20 años puede hoy confirmarse como un error o un gasto excesivo o fuera de normativas vigentes. Insistir en implementar viejas técnicas hoy puede ser mas costoso que las innovaciones tecnológicas. (Ver artículo sobre “Obsolencia en control de procesos.”) de procesos.”) “Obsolencia en Contratar personal especializado no solo aplica al personal externo a la empresa, debe considerarse asignar un supervisor interno del proyecto con la capacidad ideal , una eventual mala decisión u opinión puede echar por tierra los avances cuando el proyecto supera los conocimientos del encargado de supervisarlo.
La quinta buena práctica que rija el todo: Trabajemos con Calidad En oportunidades, la buena calidad de los equipos y servicios pareciera oponerse a las limitaciones presupuestarias de su proyecto. Sin embargo ésto es absolutamente falso, lo confirmamos en casi 40 años desarrollando proyectos de gran diversidad de industrias, distintos niveles de dificultad, tamaños y ubicaciones en América. La calidad está en cada detalle y elemento sin importar su precio. Comprar equipos de calidad reconocida no significa necesariamente adquirir los mas caros, ni tampoco solo comprar los mas famosos, debe hacerse tarea de investigación global. Hay una larga estela de fabricantes sin presupuesto para pagar equipos de futbol, solo se limitan a financiar su excelente calidad en soluciones que permanecen a la esp era de los profesionales mas investigativos que los identifiquen. ¿Cuántas veces has tenido que repetir el proceso porque el equipo inicialmente aplicado era el de menor costo? ¿Cuántas veces se ha perdido tiempo, dinero y H/H porque la persona contratada no era idónea para la tarea? Son incontables los casos donde el gasto resultó triplicado porque la primera decisión estuvo inclinada a lo barato, a lo “déjalo así”, “eso no se va a notar”, “es para nosotros mismos no te fajes mucho”, “eso no se nota”. ¡Si lo notamos nosotros mismos!
¿¡!? De qué sirve adquirir el mas sofisticado sistema de control si luego vamos a tener empates en cableados o mal dimensionamiento de equipos que van a comprometer lo invertido. Al trabajar con equipos de calidad obtenemos los resultados esperados, no tenemos que perder tiempo ejerciendo garantías y ejecutando re-trabajos de instalación, perdiendo horas de productividad irrecuperables. Contratar profesionales de buen nivel técnico resultará en mayor eficiencia, con resultados óptimos y a tiempo.
Generalmente las empresas y personas garantes de calidad entregarán siempre un extra que no estaba en el alcance, pero será su firma personal, que al fin y al cabo beneficia el cliente y al proyecto. Es nuestra opinión, si el presupuesto no permite trabajar con calidad, es mejor no ejecutar el proyecto hasta que el presupuesto p resupuesto permita trabajar de la manera correcta o comenzar a dividirlo en fases alcanzables. Todo lo valga la pena hacerse debe ser hecho con calidad.
EN RESUMEN PARA TODO PROYECTO EXITOSO DEBEMOS APLICAR ESTAS BUENAS PRÁCTICAS: 1. Definir el alcance del proyecto o Ingeniería Conceptual, planteando completa y claramente la situación que deseamos mejorar, dónde queremos llegar y los recursos para lograrlo. DAFO es una herramienta útil para la ingeniería conceptual. 2. Desarrollar la Ingeniería básica, diseñando en planos, el recorrido de las señales y los instrumentos, controladores, software, etc., que deban adquirirse para el logro del proyecto. 3. Ingeniería de detalle, creando esquemas y planos de instalación detallados,
estableciendo la ubicación exacta, instalación, conexión de proceso, entrada y salida de señales, control de variables, cableados, comunicaciones, esquemas eléctricos de cableado, etc. 4. Trabajar con personas y empresas altamente calificadas , revisar credenciales y destrezas, aplicar entrenamientos correctivos y capacitaciones, preparar manuales de operación y mantenimiento con el staff que operará los sistemas creados en el proyecto. 5. Trabajar con calidad. Apliquemos la calidad ante todo y se vea nuestra firma y prestigio personal como referencia en todo lo que hacemos.
