¿Qué diferencia podría significar la integración perfecta de los sistemas neumáticos y el control de procesos?

Los sistemas de control de procesos normalmente pueden acomodar sistemas neumáticos mediante la implementación de una red de bus de campo adicional, como Profibus-DP o Modbus TCP. Sin embargo, este enfoque agrega complejidad a través de una configuración adicional y mapeo de datos, y aunque es posible realizar diagnósticos adicionales, no es deseable un segundo entorno de programación, con sus costos asociados, y es posible que no admita fácilmente la comunicación y redundacia de potencia.

En 2016 Emerson introdujo la clasificación electrónica en los sistemas neumáticos. Esta solución permite a los usuarios integrar fácilmente las islas de válvulas Asco Numatics serie 580, con el sistema de control DeltaV de Emerson para una completa solución Emerson Automation E/S y sistema neumático para plantas de proceso.

Los ingenieros de control y los gerentes de proyecto que trabajan en plantas de procesamiento continuo o por lotes estarán familiarizados con los problemas asociados con la puesta en servicio de E/S en los sistemas de control distribuido. El método tradicional implica la conexión de dispositivos de campo a través de cableado de múltiples núcleos, conectado a bloques de terminales en armarios de control, con cada conexión luego coordinada a su tarjeta de E/S apropiada. A medida que aumenta la complejidad del sistema y se acumula la cantidad de conexiones (los cambios de E/S inevitables abundan), surgen dificultades para realizar un seguimiento de todas y cada una de las conexiones físicas en el panel de clasificación. Cada cambio agrega costos, demoras y, lo que es más importante, riesgo para el proyecto. Agregar redundancia causa aún más dolores de cabeza. Además, el mantenimiento futuro y la modificación del sistema a menudo se dificultan con los cambios de personal y la falta de conocimiento del sistema, lo que puede afectar negativamente el tiempo de inactividad.

Si bien la clasificación manual todavía se considera adecuada para proyectos pequeños, los procesos discontinuos a gran escala y continuos en áreas como química, farmacéutica y fabricación de alimentos (donde la pérdida de producción puede generar costos realmente excesivos) recurren cada vez más a un sistema de proceso más fiable y menos arriesgado en estrategias de diseño.

Electronic Marshalling suprime la práctica manual e intensiva del cross marshalling. Los cables del campo todavía están conectados al armario de clasificación, pero a partir de ahí las conexiones a los controladores se manejan electrónicamente. Es posible mapear cada canal de E/S a cualquier controlador. Emerson gestiona este mapeo con su Charms (Chracterisation Modules). Estas son esencialmente tarjetas de conversión de analógico a digital que pueden ser caracterizadas para realizar cualquier función (AI, AO, DI, DO, RTD etc.). Se hace ‘clic’ en las tarjetas de E/S Charm (Cioc), que a su vez están montadas en bloques terminales de rail DIN rail donde está organizado el cableado de campo; se identifica el dispositivo de campo y la tarjeta Charm adecuada se configura y se envía electrónicamente a través de un bus digital oculto a Cualquier controlador del sistema. Se incluye una conexión de alimentación y comunicación totalmente redundante y la detección automática de cada canal de E/S significa que el DCS puede realizar fácilmente los cambios de identificación, configuración, diagnóstico y diseño.

La tecnología proporciona muchos beneficios, desde las primeras etapas de diseño hasta la puesta en servicio y durante la vida útil de la fabricación orientada al procesamiento. Como las E/S digitales o analógicas de cualquier tipo pueden vincularse a controladores específicos en cualquier etapa del proyecto sin cableado manual, los costos de hardware y diseño pueden ser más predecibles desde el principio. Los cambios de diseño, como agregar nuevas E S o cambiar los tipos de E/S, se pueden atender sin una mano de obra intensiva y costos de reconexión disruptivos. Los proyectos se vuelven más fáciles de escalar, la seguridad está asegurada. La configuración y el diagnóstico están a cargo de una sola plataforma de software integrada: Emerson’s DeltaV Explorer. Es importante destacar que el costo total de propiedad se reduce significativamente, medido para una mayor seguridad operativa, la fiabilidad del proceso y una mayor disponibilidad de la máquina.

Los Charms de la serie 580 permiten a los ingenieros de control y gerentes de proyectos que trabajan en proyectos de fabricación continuos y por lotes un enfoque sencillo, económico y rápido en la integración de sistemas neumáticos dentro del entorno de control de procesos. El nodo facilita una única conexión desde el campo a DeltaV DCS de Emerson, que ofrece control electrónico, configuración y diagnóstico nativos, además de redundancia incorporada, para una arquitectura de sistema realmente integrada.

Con la introducción del nodo 580 Charms de Asco Numatics, la integración de los sistemas neumáticos con Electronic Marshalling es posible por primera vez en una plataforma de red única, un único envío y un único proveedor. El nodo 580 Charms se conecta directamente al sistema DeltaV a través de la placa base Charm y combina de forma nativa autosensing y Marshalling electrónico a través de alimentación redundante y conexión de comunicación, aprovechando todas las capacidades de diagnóstico nativas del DeltaV. Desde el DCS, cada válvula piloto se gestiona exactamente de la misma manera que las otras E/S del sistema. El DCS puede identificar y ordenar todas las conexiones neumáticas a través de una única conexión redundante con hasta 48 salidas de solenoide de válvula conectadas a cada nodo Charm.

El nodo 580 Charms se conecta con las islas de válvulas Asco Numatics serie 500. Estas válvulas de control direccional, ‘plug-in ofrecen la mayor capacidad de caudal para su tamaño, ayudando a mantener el tamaño compacto de la máquina y reduciendo los costos, mientras que una amplia gama de accesorios y opciones facilita la instalación, configuración y modificación.

Cuando se compara con un sistema de fabricación de procesos manual, cruzado, para escenarios de producción discontinua y continua, los beneficios de una solución basada en la tecnología Charm con Electronic Marshalling son evidentes y convincentes. Cuando la neumática requiere integración, y la solución se compara con la introducción de un bus de campo como Profibus-DP, los beneficios son aún más convincentes con el entorno de ingeniería fácil de usar y basado en tareas que DeltaV ofrece.

La eliminación de una red secundaria permite ahorros sustanciales en componentes, E/S asociadas, cableado y tiempo de puesta en marcha. La solución de red única de Emerson significa la responsabilidad de un solo punto para productos, documentación y soporte, con ahorros para el personal, recursos de programación y capacitación del sistema. El conteo reducido de componentes y la conexión directa equivalen a un riesgo reducido de fallo del sistema. Los cambios en el diseño durante el desarrollo del proyecto y la resolución de problemas futuros se hacen más fáciles con el control inteligente integrado con detección automática y el diagnóstico de la estación de trabajo de mensaje simple. El tiempo de parada se reduce significativamente gracias al diagnóstico integral directamente en la isla de la válvula o se muestra en la estación de trabajo de los sistemas DeltaV. La conexión redundante confiable garantiza la seguridad y reduce el tiempo de inactividad de mantenimiento. Otros beneficios convincentes incluyen flexibilidad en el control del proceso gracias a cada Charm E/S desde sensores de voltaje y corriente hasta alarmas y válvulas piloto que comparten la misma configuración de DeltaV Explorer, y estar disponibles en la 'nube' para cualquier controlador de la red.

Estos factores se combinan para una solución estrechamente integrada para E/S e islas de válvulas neumáticas que ofrece certidumbre operativa y de proyectos más completa, optimización integral de control y fiabilidad de procesamiento.