CASO ARGENTINA
Inteligencia y automatización Con la puesta a punto del Alto Horno 2 de la Planta San Nicolás, de Ternium Siderar, la empresa líder en producción de aceros planos, eligió a Rockwell Automation como nueva plataforma para automatizar el sistema y tener un control inteligente
M
ás de un año de trabajo, una inversión cercana a los US$ 132 millones, el trabajo de 2.100 hombres durante los períodos picos y un total de 3.000.000 horas hombre hicieron posible que el relining del Alto Horno 2 de la Planta San Nicolás, Área Sur de la empresa Ternium Siderar, se convierta en un hito para la empresa. En este importante salto tecnológico, la tecnología de Rockwell Automation jugó un rol fundamental en la automatización y el control inteligente. Ternium, una empresa del Grupo Techint, es el principal productor de aceros planos y, con centros productivos localizados en Argentina, México, Venezuela, Estados Unidos y Guatemala. Líder en el mercado latinoamericano con procesos integrados para la fabricación de acero y sus derivados, tiene una capacidad de producción de 10,9 millones de toneladas, ventas netas por US$ 8.200 millones y 21.000 empleados. Consolida las operaciones de empresas siderúrgicas en México, Argentina y Venezuela y, desde febrero de 2006, cotiza en la Bolsa de Nueva York. En la Argentina, Ternium Siderar es la principal compañía productora de acero del país, tiene cinco centros de producción en la provincia de Buenos Aires (ubicados en las localidades de San Nicolás, Ensenada, Haedo, Florencio Varela y Canning), cuenta con su propia red de puntos de venta en toda la Argentina y también utiliza la red de Ternium. La Planta San Nicolás cuenta con dos Altos Hornos. “Toda la producción de la planta pasa por estos hornos. Son el equipamiento crítico para la empresa porque la producción depende de ellos. El flujo principal del producto pasa por ahí y, por este motivo su disponibilidad es fundamental para las operaciones de la compañía”, comenta Alejandro Sarjanovic, que en la actualidad es el jefe de Proyectos de aceración, de Ternium Siderar, y como jefe de Proyecto de Automatización del Alto Horno, estuvo a cargo de su imple-
mentación y puesta en marcha. El Alto Horno es el corazón de todo el proceso de la fabricación de acero. En él se transforma el mineral de hierro en arrabio, es decir, es en donde se modifica la materia prima. Los hornos están revestidos de un material refractario que tienen una vida útil promedio de 15 años. Cuando el tiempo de vida de este material llega a su fin es necesario hacer una parada total para cambiarlo. Durante este período es cuando hay que aprovechar para realizar cualquier cambio mayor en los sistemas. Este es el momento para pensar en el largo plazo. Por este motivo, cada cambio se analiza en detalle. La toma de decisión se hace más importante, además, si se tiene en cuenta que el Alto Horno es el cuello de botella de la fábrica por donde pasa toda la operatoria y una demora puede afectar seriamente la producción y las finanzas de la empresa.
La elección y el cambio Cuando el material refractario del Alto Horno 2, el más grande de la planta, comenzó a dar signos de que estaba por llegar al fin de su vida útil, se planteó la necesidad de realizar un cambio tecnológico considerable, que incluía modificar el sistema de control, dado que la tecnología utilizada anteriormente era obsoleta y la que se instalara tenía que durar por los próximos 15 años. “En este momento se nos planteo la necesidad de analizar el cambio: nuestras opciones eran cambiar a un sistema de control como el que disponemos en el otro horno o bien colocar una tecnología nueva. En otras palabras, optar por manejar las limitaciones y problemas existentes en el sistema de control actual o bien ir por mas pero arriesgarnos a un cambio total del sistema de control” , comenta Sarjanovic. Para la elección de la tecnología que utilizarían evaluaron las soluciones de
cinco fabricantes líderes del mercado. Detallaron los pros y contras de cada uno y luego de una evaluación detallada en donde pusieron una lista de prestaciones y de las funcionalidades deseadas, los sistemas de control de Allen Bradley fueron los elegidos. “Con bastante anticipación realizamos consultas de cada uno de los productos disponibles en el mercado porque eran líneas que no conocíamos. Como departamento de ingeniería, hicimos un benchmarking de cada equipamiento, resaltando cada aspecto que creímos necesario para el sistema de control del planta. Esta misma tarea la realizo el grupo de mantenimiento y obtuvimos las mismas conclusiones, por lo que la
“Entre los beneficios que podemos enumerar hay que destacar que el producto no ocasionó ningún problema en cuanto a la posibilidad de migrar de una tecnología diferente, ya sea en complejidad o a la capacitación del personal. Esto sumado a que no tuvimos problemas, a pesar del cambio mayor que realizamos en el sistema de control nunca nos convertimos en el camino crítico. Por otro lado, al funcionar el sistema correctamente, no hubo paradas y esto no afectó la producción” (Alejandro Sarjanovic, jefe de Proyectos de aceración, de Ternium Siderar)
revisión fue exhaustiva y la hicimos sobre los equipos propiamente dichos de cada fabricante. Los periodos de evaluación fueron extensos. Finalmente hicimos una homologación del equipamiento de Rockwell Automation”, agrega. El alto grado de Integración de la solución, la transparencia para manejar la redundancia de medios y procesadores, las capacidades de diagnostico, así como el soporte local y la voluntad de apoyar el cambio del estándar fueron AGOSTO 2008 | AUTOMATION TODAY
21
CASO ARGENTINA
algunos de los criterios que pesaron en la elección de Rockwell Automation. Con la elección del proveedor lista, quedaba ahora la necesidad de volcar esa decisión en la arquitectura definitiva. En un trabajo en conjunto entre el departamento de Ingeniería de Ternium Siderar, Rockwell Automation Argentina y el grupo de Ingeniería Comercial de Rockwell Automation en EE.UU., se trabajo en el diseño de la nueva arquitectura y los criterios de programación. Para el sistema de automatización se trabajó en cada uno de los niveles del piso de planta. La consigna principal era optimizar al máximo la arquitectura mientras se mantenía intacto el cableado de campo. Es así, que en el nivel compuesto por los procesadores de control (nivel 1) se dividió el proceso en 12 áreas, cada una controlada por un procesador ControlLogix L63, ocho de ellos en configuración redundante y cuatro en configuración simple. Además, se usaron un total de 578 tarjetas que conforman 9.850 entradas y salidas distribuidas en 107 drops en campo. La instrumentación está conformada por 736 termocuplas, 422 termoresistencias, 83 válvulas de control, 229 transmisores de caudal, 74 transmisores de nivel, 188 transmisores de presión y 49 transmisores de presión diferencial, entre otros. En cuanto a la estructura de redes, la misma incluye 205 tarjetas de comunicación, formadas por 21 redes ContolNet redundantes, 7 conversores de redes ControlNet a DeviceNet en los Centros de Control de Motores, 4
22
AUTOMATION TODAY | AGOSTO 2008
redes Modbus y 2 redes Modbus Plus de interconexión con equipos existentes. En la parte de potencia se actualizaron 7 Centros de Control de Motores los cuales se utilizaron el concepto de Control Inteligente de motor, donde todos los arranque motor se armaron con reles de protección electrónica E3 plus en DeviceNet. En cuanto al nivel de visualización (nivel 1), el mismo se implemento con tecnología PanelView Plus, resultando en 29 interfases de operación y mantenimiento. En un nivel superior de supervisión y control (nivel 2) se incluyeron dos adquisidores sobre sistema operativo QNX que relevan simultáneamente más de 12.000 variables reales (32 bits) cada 500 milisegundos a través de un redes EthernetIP que sirven 29 PCs cumplen las funciones de operación y aplicaciones especiales (modelado dinámico del horno). El control se completa con un sistema de visión que incluye 16 cámaras de video (5 de ellas controladas remotamente), con grabación digital y almacenamiento de imágenes durante un mes. Una vez definida la arquitectura, en un obrador ubicado en la Planta de San Nicolás se montó una oficina móvil en donde 22 programadores, coordinadores y supervisores diseñaron y probaron el sistema de automatización y control. La programación original del horno se encontraba en diagramas escalera y para cumplir con el estándar de programación actual en diagrama de bloques, todos los procesadores debían ser reprogramados completamente.
Durante un período de nueve meses todos los procesadores fueron reprogramados así como de manera de poder probar el nuevo sistema, se programo también un procesador ControlLogix que simulaba el proceso del Alto Horno. Con ello se pudo simular el proceso entero antes del cambio del equipamiento, así como tener la posibilidad de poder testear los nuevos modelos dinámicos de control de producción y las interfases de operador, al mismo tiempo que se entrenaban los operadores en el nuevo sistema. Luego de este tiempo, el sistema de control estaba completamente listo para poder ser instalado definitivamente. Luego de 90 días de parada de equipo, el 31 de enero de 2007 el Alto Horno 2 comenzó a operar nuevamente con un sistema de control automático de ultima generación, de manera poder garantizar una mayor vida útil del horno operando con una muy alta productividad y así, lograr los objetivos del proyecto que incluían incrementar la capacidad de producción de 6000 toneladas por día a 7.500 toneladas, incrementando la capacidad efectiva del Alto Horno en un 9%. El soporte brindado por la gente de Rockwell Automation tanto a escala local como de Estados Unidos y el trabajo en equipo entre las empresas fue crucial para el éxito de este proyecto. Durante todo el ciclo del proyecto, Rockwell Automation brindo soporte con visitas periódicas de especialistas e Ingenieros Comerciales, además de la presencia de un Ingeniero Residente por el termino de un año, incluyendo la puesta en marcha del sistema. “Ternium Siderar eligió hacer un cambio en su estándar de tecnología de control con lo más crucial que tienen en su planta. Se tomaron el tiempo necesario para hacer los análisis y de esta manera acotaron los riesgos durante el año de evaluación”, afi rma Fernando Sachi, North Argentina Branch Manager de Rockwell Automation Argentina. Para Rockwell Automation, la apuesta de acompañarlos y aceptar el desafío se tradujo en la continuidad para trabajar en la mayor obra que está por encarar la empresa: la colada continua, que demandará una inversión de US$ 160 millones.
ARGENTINA Fusión de experiencias El conocimiento del mercado de empaquetamiento de productos que tiene la empresa Seguridad & Empaque, junto a la experiencia de Rockwell Automation en automatización, permitió agregar valor a sus productos, reducir los tiempos de producción y lograr ventajas económicas para los clientes
C
uando comenzaron en el año 1990 a funcionar como empresa, lejos estaban en pensar que 18 años más tarde sus productos pudieran escalar a mercados internacionales. Para ese entonces, Seguridad & Empaque, una compañía argentina que nació fabricando gabinetes especiales para distintas aplicaciones e instalaciones contra incendio, se animó a dar un paso más y explorar nuevos mercados. En 1995, la experiencia de sus socios fundadores y el conocimiento de un nicho como el del embalaje de productos, los llevó a comercializar maquinaria para flejado o zunchado automático, semiautomático y manual. Sin embargo, la inquietud pudo más y decidieron seguir avanzando: ¿porqué representar a fabricantes del exterior cuando tenían la capacidad de hacer sus propias máquinas? De esta manera, para el año 2000 se lanzaron al mercado y desarrollaron sus propios modelos: Platino y Zafiro. El modelo Platino coloca flejes horizontalmente, mientras que el Zafiro, lo hace de forma vertical, siempre sobre los pallets. Si bien el cabezal es el mismo, cambia la orientación y la complejidad del modelo Platino es mayor. El flejado y paletizado forman parte de las etapas finales del proceso de embalaje de un producto y se utilizan en diferentes 19
industrias, desde la producción de bebidas, hasta los fabricantes de botellas de vidrio, pasando por empresas petroleras que tienen que transportar baldes y hasta tambores con distintos tipos de productos. Contar con tecnología de automatización en esta etapa es fundamental para reducir los costos y acelerar los procesos. “Una envasadora de gaseosas cuenta con tecnología de última generación en el control de calidad y un rendimiento de producción elevado, si al final de la línea no acompañamos esta tecnología con nuestros equipos, no se aprovecha al máximo el rendimiento”, explica Leonardo Laterza, jefe del departamento de Ingeniería de Seguridad & Empaque. Trabajar junto a Rockwell Automation les permitió maximizar el valor agregado de sus máquinas y lograr un diferencial frente a sus competidores, en donde la innovación tecnológica pasó a ser una prioridad para la empresa. La relación entre ambas compañías comenzó en el año 2003 y se fue afianzando con el tiempo. “Las primeras operaciones se dieron porque el cliente pedía tecnología Rockwell Automation en
los equipos y comenzamos con lo más elemental. Con el tiempo vimos el valor agregado que podíamos darle a nuestras máquinas y empezamos a migrar a alternativas más sofisticadas que permiten mayor automatización y herramientas de desarrollo”, resume Laterza.
Rapidez y seguridad A través de los años las máquinas fabricadas por Seguridad & Empaque pasaron por procesos de mejoras y el modelo Platino cambió de manera estructural y mecánicamente. “Las últimas mejoras que realizamos fueron relacionadas con el automatismo y la parte electrónica”, comenta Laterza. Luego de dos años de trabajo, a mediados de 2007, presentaron las nuevas funcionalidades del Sistema Platino, pensadas principalmente para que el cliente ahorre tiempo y dinero. “En busca de optimizar el equipo y reducir al mínimo los problemas, tanto eléctricos como mecánicos, y minimizar los tiempos de mantenimiento, encontramos que la tecnología On-Machine, de Rockwell Automation, era perfecta y la
“La tecnología Rockwell Automation es sencilla de implementar. Si bien no soy un especialista, tengo conocimiento de otras marcas y no hay punto de comparación” (Leonardo Laterza, jefe del departamento de Ingeniería de Seguridad & Empaque)
indicada para alcanzar este objetivo”, afirma Laterza. De esta manera, se reemplazaron los módulos de entradas y salidas que se montaban dentro del tablero principal, por la tecnología ArmorPoint de entradas y salidas remotas, que gracias a su grado de protección IP67, se pueden montar directamente sobre el cabezal móvil. Se incorporó además la red DeviceNet para vincular los ArmorPoint con el controlador, y de tener aproximadamente 30 pares de cables que conectaban el cabezal móvil con el controlador –uno por cada sensor- se pasó a uno solo que se conecta al tablero fijo, al pie de la máquina. Platino, que utilizaba un controlador lógico programable (PLC) básico, cambió por un controlador CompactLogix, basado en tecnología Logix de la Arquitectura Integrada de Rockwell Automation con características mejoradas. La interfaz que maneja el operador es un PanelView Plus que está habilitada para la información por FactoryTalk. “Fundamentalmente, lo que se reemplazó fue la cantidad de conductores que se tenían desde el control central de la máquina al cabezal móvil, por el cable de red DeviceNet. Toda la información viaja a través de esta red. Esto representa una gran ventaja, porque el armado del tablero del equipo es Marzo 2008
ARGENTINA
menos laborioso y se realiza más rápidamente. Asimismo, los puntos en donde pueden aparecer problemas o errores de conexión se disminuyen. Si un cable se suelta o se rompe, el operador puede localizarlo y reemplazarlo rápidamente”, explica Laterza. Esta innovación introducida por Seguridad & Empaque, abre también un enorme potencial a futuro. La cantidad de cables que viajan a través de una bandeja flexible, además de impactar en la confiabilidad de la máquina, está limitada técnicamente por el espacio disponible -de acuerdo al radio de giro y flexión-. Al utilizar la red DeviceNet, Seguridad & Empaque tiene la posibilidad de seguir equipando el cabezal con más y mejor funcionalidad, sin preocuparse por la complejidad del cableado.
El ahorro oculto En sintonía con el mensaje
“Gracias al trabajo en conjunto con la gente de Rockwell Automation y de su distribuidor, Racklatina, pudimos llegar a este resultado. Su aporte para instruirnos y la atención personalizada a la hora de hacer los primeros programas nos permitió familiarizarnos con los productos que hasta ahora no habíamos utilizado” (Leonardo Laterza) diferenciador de la empresa, existen otros beneficios visibles para el cliente que se traducen en una reducción en los costos de producción. La experiencia y conocimiento del mercado al que apuntan con estos productos permitió generar nuevas ventajas. Una de las principales es la estabilidad en el mismo pallet y por este motivo se pueden quitar elementos que antes ayudaban a este propósito. En el caso de la aplicación puntual para las bebidas gaseosas, que es en donde la empresa se posiciona con mayor fortaleza, entre cada camada de botellas es necesario utilizar cartones
separadores. El Sistema Platino, que proporciona escuadrado, encolumnado y flejado horizontal automático –único de estas máquinas– logra una estabilidad que se mantiene por la colocación del fleje de Polyester que sella térmicamente
el mismo cabezal. Así, se elimina por completo la utilización de cartones o placas separadoras entre camadas, se reduce en un 70% la utilización del Film stretch para contener y envolver las botellas, y se mejora la cosmética del packaging. Todo esto se traduce en ahorros en los costos directos de empaque así como de almacén; con el Sistema Platino, es posible estibar pallets en 3 niveles, aprovechando un 50% más el metro cuadrado de planta. En 2007, el Sistema Platino Beverage logró la homologación por parte de los principales embotelladores internacionales de Coca Cola Company. “Esto significa que este equipo es necesario para su producción a escala mundial de la compañía y nos abrió muchas puertas. Esta nueva posición de la empresa mundialmente nos hace pensar que vamos a tener un año muy bueno”, concluye Laterza.
CHILE Armat logra mayor confiabilidad y productividad de su laminador principal Hoy, la disponibilidad y confiabilidad del laminador aumentaron en casi 100%, mientras que el nivel de producción se incrementó en 50%
P
erteneciente al grupo de empresas Madeco, Armat ha logrado ubicarse entre los principales productores de cospeles (discos circulares para acuñación) de aleaciones especiales de cobre en el mundo, y cuenta entre sus principales clientes con varios países miembros de la Unión Europea, a quienes proveen de gran parte
Marzo 2008
de sus monedas nacionales. Papel fundamental en dicha labor cumple su laminador principal, el cual presentaba una serie de fallas, motivo por el cual la compañía decidió modernizar su sistema de control con equipos de automatización provistos por Rockwell Automation. La planta industrial, ubicada en Quilpué, V Región, dispone de
70 mil m2 de terreno con áreas de servicios, administración y construcciones industriales. Esta última comprende tres plantas productivas: fundición; laminación y tratamiento térmico; y fabricación de cospeles (monometálicos y bimetálicos). Elementos fundamentales en la elaboración de estos discos son los tres laminadores que posee
la empresa. Uno de ellos, el Loewy –sistema cuarto reversible que permite entregar la terminación final del producto-, tenía un control de potencia para operar tres motores de corriente continua, dos de 185 HP y uno de 400 HP, el cual constaba de múltiples tarjetas electrónicas analógicas y grandes bancos de tiristores, todo con tecnología 20
CASO CHILE
La solución antes del problema La adquisición del software Emonitor Enterprise de Rockwell Automation y de los dispositivos Enpac 2500 permite al departamento predictivo de la empresa Collahuasi detectar potenciales fallas en los equipos, anticiparse y aumentar su confiabilidad
A
De la isq. a la derecha, Jorge López, René Solaligue, Claudio Aguilera, José Diaz e Miguel Sánchez
“E
s como tener la bola de cristal pero con un importante sustento técnico”, resume Jorge Antonio Lopez Navarrete, ingeniero analista predictivo de Collahuasi, una empresa cuyo principal negocio es la transformación eficiente de los recursos minerales en productos finales entre los que se destacan el concentrado de cobre, cátodos de cobre y concentrado de molibdeno. La Compañía Minera Doña Inés de Collahuasi SCM está ubicada a 4.400 metros de altura sobre el nivel del mar, en la zona altiplánica de la Primera Región de Tarapacá, en el extremo norte de Chile. Los yacimientos están en la Primera Región de Tarapacá, en el norte de ese país, a 185 kilómetros al sureste de la ciudad de Iquique. Por su parte, la planta de fi ltrado y las instalaciones
portuarias desde donde se embarca el concentrado de cobre se encuentran en Punta Patache, a 60 kilómetros al sur de Iquique. Las condiciones de trabajo son extremas y contar con un sistema que permita prever fallas y anticiparse a ellas permite ahorrar dinero, pero al mismo tiempo, mejorar la seguridad de los trabajadores, una de las prioridades que busca la empresa. El año pasado y ante la necesidad de una actualización tecnológica de los equipos decidieron evaluar las soluciones de Rockwell Automation. El sistema que utilizaban necesitaba un upgrade y frente a este panorama decidieron incorporar tecnología de clase mundial. Rockwell Automation cumplía con los requerimientos gracias a su sistema Emonitor Enterprise, su experiencia y
su soporte técnico. “Lo que diferenció la elección fue que el software de Rockwell Automation es más amigable y flexible que el que utilizábamos y nos pareció una potente herramienta”, afirma Lopez Navarrete. “Asimismo, el respaldo y la asistencia técnica, a pesar de que no teníamos productos Rockwell Automation,
Some e fev
Las condiciones de trabajo son extremas y contar con un sistema que permita prever fallas y anticiparse a ellas permite ahorrar dinero, pero al mismo tiempo, mejorar la seguridad de los trabajadores, una de las prioridades que busca la empresa DICIEMBRE 2009 | AUTOMATION TODAY
25
CASO CHILE
Además de la actualización tecnológica, otros de los objetivos buscados con esta implementación era la disminución de tiempos de recolección de datos en terreno sin disminuir su calidad. el servicio y la atención al cliente fueron factores de peso respecto a la competencia”, agrega.
Trabajo de campo La implementación del sistema Emonitor Entreprise de Rockwell Automation está en línea con la estrategia de visión de la mantención predictiva impulsada por la Gerencia de Servicios Operacionales de Collahuasi y tiene como finalidad aumentar la confiabilidad de los equipos de la compañía. Desde el año pasado, en la empresa se conformó un equipo predictivo con personal altamente capacitado en análisis de vibraciones, termo grafía, ensayos no destructivo y tribología, y la incorporación de tecnología de punta en cada una de las especialidades era clave para brindar un servicio de excelencia a los clientes de las diferentes plantas así como también de la mina. Además de la actualización tecnológica, otro de los objetivos buscados con esta implementación era la disminución de tiempos de recolección de datos en terreno sin disminuir su calidad.
La estrategia para la implementación consideró diferentes etapas. La primera fue la adquisición del programa Emonitor Enterprise y su instalación en un servidor dedicado. El servidor se instaló en una sala especial de servidores, bien protegido y en un ambiente controlado para que su funcionamiento sea el mejor. En una segunda instancia se incorporaron cuatro recolectores Enpac 2500, también de Rockwell Automation, con los cuales se realiza la recolección de datos en terreno. Finalmente, se realizó una definición estratégica de los lugares en donde comenzar la implementación y se definieron áreas de acuerdo a prioridades: Rosario, Patache, la planta de sulfuros, la planta de lixiviación y la de aguas. Se controlarán un total de 500 equipos – que implica monitorear aproximadamente 1,500 componentes – que brindarán información transversal a toda la planta de Collahuasi. “El especialista técnico sale con su equipo con cierta frecuencia al terreno y va censando cada uno de estos equipos. Cuando termina su recorrido, en
su estación de trabajo descarga los datos recolectados y los analiza para hacer el diagnóstico de su condición”, especifica Lopez Navarrete. La ventaja de esta solución es que permite adelantarse a la ocurrencia de las fallas, seguir su evolución y prepararse de forma planificada tanto para conseguir los repuestos y programar los cambios necesarios. De esta manera se garantiza la confiabilidad de los equipos y hacer una planificación más adecuada del stock de repuestos, tenerlos a tiempo y evitar almacenarlos en la bodega. Asimismo, al disminuir los imprevistos y aumentar la confiabilidad de los equipos, estiman un importante ahorro de dinero por costo de mantención. Con esta tecnología, el departamento predictivo, que se consolidó con fuerza hace un año e incorporó un equipo de supervisores e ingenieros y especialistas con alta experiencia, cuenta con herramientas para anticiparse a las fallas. “Antes existía pero tenía menor fuerza, había ciertos controles que no estaban en todos los equipos, y era menos sistemático”, comenta Lopez Navarrete. Es como conocer el futuro, sin necesidad de una bola de cristal.
“Elegimos la solución de Emonitor Enterprise de Rockwell porque el software es más amigable que el que utilizábamos y nos pareció una buena herramienta. Asimismo, el respaldo, la asistencia técnica y la atención al cliente fue un factor diferenciador en relación a la competencia” Antonio Lopez Navarrete, ingeniero analista predictivo de Collahuasi 26
AUTOMATION TODAY | DICIEMBRE 2009