Mantenimiento de La Instrumentacion y Control en La Planta de Oxidos

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRÓNICA E.A.P. DE..INGENIERIA ELECTRÓNICA

Mantenimiento de la instrumentación y control en la Planta de Oxidos de Bhpbilliton Tintaya S.A. Capítulo 2. Gestión de mantenimiento

INFORME PROFESIONAL Para optar el Título de Ingeniero Electrónico

AUTOR Freddy Edgar Quiñónes Terreros LIMA – PERÚ 2004

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2.

GESTION DE MANTENIMIENTO

2.1. Estándares Internacionales El proceso de globalización económica exige que las empresas redefinan sus estratégias y sus procesos con la finalidad de lograr un uso eficiente de sus recursos y el aumento de su productividad, de modo que puedan competir con éxito en el mercado. ISO representa un intento mundial de establecer una cultura de calidad mínima en las empresas para atender las especificaciones de los clientes de una manera idónea. Dentro de los estándares internacionales voluntarios elaborados por dicha organización encontramos a los de la familia ISO 9000, referidos a la Gestión y Aseguramiento de la Calidad, e ISO 14000, sobre la Gestión Ambiental. Calidad. La familia ISO 9000, a través de la cual se propone la Implementación de Sistemas de Gestión y Aseguramiento de la Calidad, engloba varios Estándares Internacionales. Dentro de ellos destacan los Estándares ISO 9001, sobre diseño, producción, instalación y servicio post-venta; ISO 9002 referidos a la instalación y servicio post-venta; ISO 9003 inspecciones y ensayos finales, e ISO 9004-1, que se constituye en una guía para la gerencia en el desarrollo de un sis tema de calidad. Gestión Ambiental. ISO 14000, en cambio, es el término genérico utilizado para designar a la familia de Estándares Internacionales sobre Gestión Ambiental, que enfatiza la acción preventiva antes que correctiva y un desempeño de continua mejora de temas ambientales. En las áreas contenidas en dicha familia encontramos a los sistemas de gestión ambiental ( ISO 14001 y 14004 ); auditoria ambiental e investigación relacionada ( ISO 14010, 14011 y 14012 ); evaluación de desempeño ambiental ( 14031 ); etiquetado ambiental ( 14022, 14023 ); ciclo de vida ( 14040, 14041 ); términos y definiciones ( 14050 ) y estándares ambientales de productos ( 14060 ). Las Relaciones con las comunidades OSHA18001 juega un papel importante en la Gestión de Convivencia con los Pobladores y Comunidades de la zona llevando a cabo el cumplimiento de normas de respeto y ayuda mutua manteniendo la armonía de buenos vecinos. La obtención de certificados que garanticen ciertos estándares de calidad o de preservación del medio ambiente ocasiona a las empresas una serie de ventajas competitivas. Entre las más importantes tenemos: Reducción de costos, mayor rentabilidad, mejora en la productividad, motivación y compromiso por parte del personal en una cultura de calidad, mejor posicionamiento en el mercado. Es decir, Constituye una importante herramienta de marketing.

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2.2. ISO9000 El comité técnico ISO176 ( ISO9000 ) fue formado en 1979 para armonizar el incremento de la actividad internacional en materia de administración de la calidad y aseguramiento de estándares de calidad. Ahora la norma es ISO9000: 2000. ( ASQC publicó ANSI / ASQC A8402-1.994: Sistemas de Calidad, Terminología. Aún y cuando este documento no es una adopción de ISO8402, este contiene los mismos términos y definiciones de la ISO8402 ). Actualmente, la Norma ISO9000 - 2000 la reemplaza, con un resumen del vocabulario de la calidad actualizado. En términos generales, cuando las empresas desean demostrar que cuentan con un sistema que se ajusta a los requisitos establecidos en las normas ISO9000, deben presentar su solicitud ante los organismos acreditados para este propósito. Como primer paso se realizará una auditoria a través de la cual se obtendrá un diagnóstico de la empresa. Así mismo, se llevará a cabo una capacitación para el cumplimiento de los objetivos planeados. Se hará posteriormente, un seguimiento y revisión de los sistemas adoptados por la empresa, trás lo cuál se efectuará una auditoria interna que, de resultar satisfactoria, dará lugar a la certificación. Tendencia a la Estandarización. " El certificado ISO es una herramienta gerencial que ofrece grandes ventajas competitivas de marketing y posicionamiento en el mercado. No debe ser visto por los empresarios como un gasto sino como una Inversión ", así definió al certificado ISO el presidente del Comité Técnico ISO/176 sobre Gestión y Aseguramiento de la Calidad, John Davies. El costo de implementar un sistema de Gestión y Aseguramiento de la Calidad dependerá, sobre todo, del tipo de proceso que quiere certificar cada Empresa, así como el tamaño y las características de la compañía. El costo aproximado se encuentra entre 25 mil y 75 mil dólares. Ese monto sirve para contratar servicios de consultores, que efectúan labores de diagnóstico, capacitación, revisión de documentación y auditorias internas entre otras tareas. En relación con los mercados desarrollados, como el americano, donde las inversiones están entre 5 mil y 20 mil dólares, los costos en América Latina aún son muy elevados. El modelo escogido ISO 9001, 9002, 9003 debe considerar las características de la empresa: su estructura organizativa y operativa. Acerca de las exigencias al sistema de gestión de la calidad, el ente certificador considera que están definidas en la norma a emplear ( cliente, sector o naturaleza de la misma al interpretar la norma ). Todos los requisitos y procedimientos deben hallarse documentado e implementado. Cuando ambos aspectos sean fehacientemente confirmados mediante auditorias internas y la revisión de la dirección, el sistema de gestión de la calidad estará en condiciones de ser certificado. En su encarte informativo, De manera adicional puede aplicarse a todos los procesos que conforman el sistema, la metodología conocida como Planificar, Hacer, Verificar, Actuar ( PDCA ). Y se puede describir brevemente como: Planificar , Establecer los objetivos y procesos necesarios para conseguir resultados de acuerdo con los requisitos del cliente y las políticas de la organización

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Hacer, cambios en los procesos Verificar , Realizar el seguimiento y medir los procesos y los productos contra las políticas, los objetivos y los requisitos del producto e informar los resultados Actuar , Tomar acciones para mejorar continuamente el desempeño de los procesos Por tanto el objetivo es de certificar en la Gestión de Mantenimiento: Planificación, Programación, Ejecución, Análisis. Y para lo cual sé esta trabajando.

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2.3. Trabajo en Equipo: Operaciones y Mantenimiento De acuerdo a la lógica antigua, la gente de Operaciones opera y la gente de Mantenimiento mantiene o, Esto es lo que se ha cambiado en la Planta de Óxidos Tintaya. El Personal de Operaciones y Mantenimiento ha sido seleccionado para ser parte del equipo de Óxidos Tintaya por una razón, han demostrado que pueden y quieren trabajar en un ambiente de equipo de trabajo y creo que la mejor manera de alcanzar los objetivos del negocio es trabajar como un equipo. No se tiene que mirar muy lejos para ver los beneficios de trabajar en equipo. Todos los equipos de fútbol de renombre son exitosos, no porque ellos jueguen como individuos, sino porque ellos juegan como un equipo, ayudándose unos a otros para cumplir sus metas. Ellos saben lo que tienen que hacer, tienen ciertas habilidades y experiencia en sus posiciones pero también conocen las habilidades y responsabilidades de los otros miembros del equipo. Es en este último punto donde casi siempre las empresas fallan, no apreciamos completamente las responsabilidades de otros participantes en nuestro equipo y dónde ellos encajan en el equipo, de manera que no podemos hacer un buen uso de sus habilidades y experiencia. Se presenta aquí la opción de como se llevan a cabo la Gestión de Mantenimiento en el ámbito de los Sistemas de Control e Instrumentación con el apoyo del trabajo en equipo y las responsabilidades que tienen cada personal de mantenimiento, para juntos formar un equipo ganador conjuntamente con el personal de Operaciones. Mantenimiento, es cualquier acción que sea necesaria para permitir que el equipo continúe realizando su función diseñada. Cabe señalar que esto no está diciendo que dicha labor de mantenimiento debe ser realizada por la gente de mantenimiento. Todos tenemos responsabilidad en el mantenimiento. Mantenimiento en el ámbito de Instrumentación: Poner un parche en el cuerpo de una válvula de control Notificar al personal de mantenimiento que un flujómetro tiene oscilación en las mediciones y necesita ser chequeado Ver y escuchar las señales de anormalidad del instrumento Fuga de aire en el filtro regulador del dardo de control de lama del espesador Medir la temperatura y comparar con el equipo en campo y determinar algunos errores de medición Medición de pH con el equipo portátil y compararlo con el medidor de campo Entender el funcionamiento y los límites de trabajo de los instrumentos y equipos de protección Escribir una solicitud de trabajo Completar una orden de trabajo con la historia exacta

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Operar el equipo de acuerdo a los límites diseñados Contribuir con ideas de mejoramiento Asegurarse que el equipo esté disponible para que otros puedan repararlo Asegurarse que los repuestos correctos estén disponibles Asegurarse que todos tengan una capacitación adecuada para hacer su trabajo Tener un presupuesto adecuado para poder realizar el trabajo Contar con sistemas adecuados para administrar el mantenimiento en forma eficiente y ser capaz de extraer / encontrar fácilmente información sobre la historia del equipo. Mantenimiento consiste realmente en cuidar su equipo y/o instrumento operándolo correctamente y entendiendo la condición de éste. Si el instrumento falla, quiere decir por lo general que no se le ha sabido prestar la suficiente atención al equipo. En este caso, estamos en un modo de mantenimiento por falla algo que debemos evitar que vuelva a suceder. 2.4. ¿Cómo puede el Personal de Operaciones contribuir al Mantenimiento? Chequeando la condición de la planta y el equipo para asegurar que éstos cumplan con los requerimientos de calidad y seguridad. Escribiendo solicitudes de trabajo de manera que el departamento de planificación de mantenimiento pueda programar el mantenimiento y/o calibración del equipo. Compartir la responsabilidad por el trabajo de “ TLC ” ( Ajustar, Lubricar y Limpiar, en siglas en Español ) el que, de no hacerse, tiene el potencial de causar una falla que podría afectar directamente la producción, o causar daño a la planta y el personal. Aplicar nuestras habilidades y conocimiento de operadores para identificar los problemas potenciales, antes de que éstos causen otros problemas más graves en la línea de producción. puede que sólo se necesite un simple ajuste y/o limpieza del sensor. Contribuyendo a cualquier estudio de Análisis de Fallas del instrumento para poder determinar la solución correcta y apropiada. Los Operadores son una valiosa fuente de información ya que conocen el instrumento mejor que nadie, qué sucedió antes y después. Lo que siempre es una información valiosa para encontrar la causa origen del problema. Todo esto es parte de su vida diaria de un Operador en Óxidos Tintaya, y como se nota a partir de esta sección, también es parte de la Excelencia en Operación y el Mantenimiento de Clase Mundial. Para entender bien el trabajar como equipo, necesitamos tener un buen entendimiento del trabajo de mantenimiento y cómo está organizado.

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2.5. ¿Cómo está organizado el Mantenimiento? Es necesario asegurar que todas las actividades de mantenimiento incluyendo planes de mantenimiento, las personas correctas, los sistemas de soporte correctos y los repuestos correctos sean planificadas y consideradas con anticipación El equipo de mantenimiento tiene algunos temas importantes ( aparte de las consideraciones de Seguridad y Medio Ambiente ) objetivos de mantenimiento que el personal de operaciones deba saber: o TLC ( Ajustar, Lubricar y Limpiar, en siglas en Español ) Mantenimiento básico, pero muy importante. Las estadísticas sugieren que más del 80% del total de fallas podría haberse prevenido si se hubiera llevado a cabo este mantenimiento básico. o Todo el trabajo debe planificarse o Se ha demostrado que tomarse el tiempo para pensar y organizar los planes de trabajo mejora el rendimiento de seguridad, reduce el impacto ambiental, minimiza el tiempo de parada, optimiza los recursos, asegura el cumplimiento de los requerimientos operacionales, ahorra en términos de costos generales. Este objetivo no puede alcanzarse sin la ayuda del equipo de operaciones. o Es necesario desarrollar una estructura Organizacional como la que se muestra a continuación. Se desarrollarán descripciones detalladas de las posiciones para asegurar que las responsabilidades, interacciones con otros y filosofía de trabajo en equipo sean claramente entendidas. La estructura también está diseñada para integrarse con las operaciones existentes en Tintaya.

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Gerente Planta Óxidos

Superintendente Operaciones

Superintendente Mantenimiento

Planner Eléctrico

Ingeniero Sistemas Control

Planner mecánico

Ingeniero Confiabilidad

Equipo de Técnicos Eléctricos, Instrumentistas y Mecánicos

FIGURA 2.1: Organización del mntenimiento en la Planta de Oxidos

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A continuación se presenta un resumen de las responsabilidades del equipo de mantenimiento: 2.5.1.

Superintendente de Mantenimiento Establecimiento de metas de seguridad y medio ambiente generales. Administración del equipo de mantenimiento. Control de costos generales ( establecimiento y seguimiento del presupuesto ) y su administración. Establecimiento de metas y objetivos del equipo de mantenimientos y de cada miembro del equipo. Ideas de mejoramiento del negocio.

2.5.2.

Planificadores Eléctrico y Mecánico Asegurar que todos los trabajos tengan un plan detallado, información necesaria, procedimientos ( seguridad y trabajo ), herramientas necesarias, repuestos y componentes, planos o esquemas adicionales y los recursos más apropiados. Programar en forma eficiente el trabajo, asegurar que el programa refleje las prioridades acordadas, que el trabajo acordado comience a tiempo y en el día planificado, conocer la carga de trabajo y las decisiones de contratación externa si es necesario. Monitorear la función de planificación con KPIs (Índices de Rendimiento Claves) apropiados, por ejemplo, % de trabajo planificado, cumplimiento del programa, etc. Asegurar que la historia exacta del trabajo y equipo sea capturada en el CMMS, después de completado el trabajo.

2.5.3.

Ingeniero Sistemas de Control Asegurar el buen funcionamiento de los Sistemas de Control Industrial asimismo de las Redes de Comunicación de la Planta. Velar por el control del buen funcionamiento de la Instrumentación gestionando la intervenciones de Calibración y Mantenimiento. Asegurar que todos los trabajos tengan un plan detallado información necesaria, procedimientos ( seguridad y trabajo ), herramientas necesarias, repuestos y componentes, planos o esquemas adicionales y los recursos más apropiados. Además de documentar los reportes de calibración, configuración y/o cambios en la programación. Programar en forma eficiente el trabajo, asegurar que el programa refleje las prioridades acordadas, que el trabajo acordado comience a tiempo y en el día planificado, conocer la carga de trabajo y las decisiones de contratación externa si es necesario.

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Monitorear la función de planificación con KPIs (Índices de Rendimiento Claves) apropiados, por ejemplo, % de trabajo planificado, cumplimiento del programa, etc. Asegurar que la historia exacta del trabajo y equipo sea capturada en el CMMS, después de completado el trabajo. 2.5.4.

Ingeniero de Confiabilidad Obtener cero fallas durante el período de operación = 100% de confiabilidad del equipo. Liderar el mejoramiento continuo, no sólo relacionado con el equipo sino con los procesos y procedimientos.

Desarrollar y usar KPIs, analizar la información en el sistema de

administración de mantenimiento para mejorar nuestras estrategias de mantenimiento. Líder de las investigaciones de análisis de fallas. Institucionalizar la Ingeniería de Confiabilidad a través de todas las operaciones de Tintaya. Liderar la Estrategia de Monitoreo de Condiciones para Óxidos. 2.5.5.

Técnicos Eléctricos, Instrumentistas y Mecánicos Ejecutar los planes de mantenimiento, en forma segura y eficiente. Enfocarse en el mantenimiento preventivo y de predicción. Buscar activamente las oportunidades de mejoramiento en todos los aspectos del mantenimiento. Entregar retroalimentación precisa de todo el trabajo completado. Contribuir con cualquier esfuerzo relacionado con el análisis de fallas.

2.6. ¿Cómo se administra el Mantenimiento? Además de entender las responsabilidades del equipo de mantenimiento, los operadores deben entender el proceso de administrar el mantenimiento y cómo cada miembro y cargo del equipo de trabajo interactúa dentro del proceso. El proceso de mantenimiento se presenta más abajo. La herramienta principal para un Planificador es el Sistema Computarizado de Administración de Mantenimiento ( SCMM ), y se conoce como SAP en Tintaya. El SCMM es utilizado para planificar y programar el trabajo de mantenimiento, llevar un registro de la historia del equipo ( costos, rendimiento, información relevante, etc. ), hacer seguimiento y administrar los recursos del grupo y extraer informes y KPIs ( índices claves de performance ) Además, entrega al personal de Planificación y Mantenimiento la información necesaria para tomar decisiones de calidad e informadas. Si analizamos el diagrama de flujo de más abajo, puede seguir el flujo de trabajo y ver dónde están las principales interacciones entre los miembros de los equipos de Operaciones y Mantenimiento.

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La Planificación se ha mencionado previamente, bajo el título de Todo trabajo debe ser planificado. La función de planificación es clave para la ejecución segura y eficiente del trabajo, para retornar el equipo a servicio en forma oportuna y para reducir los costos generales de mantenimiento. Generalmente, Planificación y Programación se confunden y en la mayoría de los casos la programación es interpretada como planificación. La diferencia se explica en mayor detalle en la siguiente sección llamada el Modelo de Distribución. Planificación es la actividad para determinar cómo debe llevarse a cabo una tarea de mantenimiento ( Ej.: métodos de trabajo, instrucciones de aislamiento, tipo de conocimientos técnicos requeridos, herramientas y repuestos, etc. ). Programación es la actividad que determina cuándo debe realizarse una tarea de mantenimiento, revisando el trabajo pendiente ( volumen de trabajo acumulado o ‘backlog’ ), determinado la carga de trabajo para los períodos por venir, basándose en las prioridades, y desarrollando un programa de trabajo.

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Development and/or Modification of Maint Plans

Computer Maintenance Information System

( CMMS)

Data Analysis and Continuous Improvement

SAP

Planners & Operator Operators & Maintenanc e Personnel

Work Control

Work Execution

FIGURA 2.2: Administración del mantenimiento

Reliability Engineers & Operators & Maintenanc

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2.7. Preparación realizada para la Puesta en Marcha de la Planta Se preparo un Plan de Desarrollo de la Función de Mantenimiento para el Proyecto Óxidos de Tintaya. El plan fue desarrollado como un Mapa Carretero para lograr la Mejor Práctica del Mundo, y enfocarse en los 22 Elementos de Mantenimiento que en resumen, son aquellos puntos en el mundo del mantenimiento que necesitan tomarse en cuenta para cumplir con los estándares de Clase Mundial. Usando los elementos como guía, el enfoque deberá hacerse en las siguientes áreas. Los 22 elementos serán discutidos más adelante. Los 22 elementos están incluídos en los siguientes conceptos: Garantizar el Aseguramiento de Capacidad de la planta Personal capaz Sistemas de administración apropiados Planes de mantenimiento ( Preventivo, Predicción y Correctivo ) apropiados Filosofía de mejoramiento continuo de información KPIs ( Indice de rendimiento ) Toda la información relativa a equipos disponible en forma rápida para los planificadores ( Link One y carga previa de la información al Sistema de Administración de Mantenimiento ) Implementar las mejores prácticas de mantenimiento ( GMN y discusiones con vendedores ) Asegurar que todas las actividades de mantenimiento tengan un fuerte enfoque en la seguridad y medio ambiente Reducir los costos generales por desarrollo de la función de mantenimiento nivelando a otros Introducir las actividades de administración de mantenimiento que serán imperceptibles ( sin efectos ) en las operaciones de Tintaya existentes Contar con los procedimientos y estrategias necesarias antes de la puesta en marcha significará la contratación de una gran parte del trabajo. Nuestro equipo de mantenimiento se involucrará estrechamente con las compañías y consultores contratados.

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Tintaya Oxide Project - Maintenance Function Development Timeline

Review Information systems with Tintaya - develop/apply to Oxide

HAZOP Review

R e c r u i t & T r a i n O p e r a t i n g S t a f f - (Utilise e x i s t i n g H R s t a f f a t T i n t a y a)

Maintainability review VME Design Phase

P r o j e c t R e-s t a r t with Kvaerner @ 35% DE

Board Approval Mid February

Maintenance Training Manual preparation

Establish Reliability Engineering Concepts K P I s, F a i l u r e A n a l y s i s

VME Construction Ph

Commence Operations Mid April 2001 Commissioning

Construction 14 months

Detailed Engineering Apr

Jul

Oct

Jan

Apr

Jul

Oct

Jan

Apr

2000

2000

2000

2001

2001

2001

2001

2002

2002

Review Bidders response to RFQs Preliminary Vendor manual Assessment Finalise Mtce budgets, Spares, MFDP & HR

Definitive Feasibility Completed Aug 7th

Condition Monitoring Strategy Set Up

Spares Cataloguing b y Tintaya

Define Critical Equipt Using MPDS Review Spares C o -o r d i n a t e w i t h Tintaya for spares commonality RCM discussions with vendors

D e v e l o p Maint S t r a t e g y , P M s, P r e d i c t i v e Maint , O u t s o u r c i n g Req Develop equipment codes in SAP and Marcam and collect equipment data in MPDS

Condition Monitoring Set Up

Continuing Vendor Information review

Develop Job Procedures Isolation instructions, Lifting and Lubrication Procedures etc

Review Spares Requirements & budget Draft - Rev02 - P Vujic - 18/10/2000

FIGURA 2.3: Preparaci ó n de la puesta en marcha de la Planta de Oxidos

Ongoing Support for 12 months

Develop A P L s

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2.8. Planificación y Programación General Tal como se mencionó antes, el objetivo en Óxidos es que todo el trabajo debe ser planificado con anterioridad. Esto no puede cumplirse sin la ayuda de los operadores. Para planificar y programar con seguridad y eficiencia, los planificadores deben saber de antemano que todo trabajo debe planificarse. Las evaluaciones de mantenimiento realizadas por el grupo de la Red Global de Mantenimiento ( GMN ) de BHP Billiton han demostrado que una de las áreas que necesita mejoramiento es la planificación y programación. Como resultado, se desarrolló el modelo de distribución para ayudar en dicha área. La siguiente información le entrega un enfoque más aclarador de una planificación apropiada. 2.8.1.

El Modelo de Distribución El modelo de distribución es una simple representación del proceso para administrar la carga

de trabajo de mantenimiento. Está basado en la analogía de un fluído que pasa a través de una tubería de distribución. Es similar en principio al flujo de materiales a través del proceso de manufactura o minería. La administración de manufactura, minería y producción consiste, en su gran mayoría, en la administración de un flujo de materiales a través de los procesos de planta y equipo, a medida que éstos son transformados desde la materia prima, fluídos de reserva ( aceite y gas, etc.), o mineral extraído hasta transformarlos en los productos requeridos. Administrar el trabajo de mantenimiento es un proceso similar en cuanto a que el trabajo de mantenimiento nunca puede completarse hasta que la planta haya sido decomisionada. En la realidad, el mantenimiento consiste en hacer trabajos similares una y otra vez ( a lo largo del tiempo ) para mantener el equipo en la condición requerida. Hay un flujo continuo de trabajos de mantenimiento que van surgiendo a medida que avanza el proceso y, por lo tanto, un flujo continuo de trabajo para administrar.

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Plant Operation Raw Materials

Continuous Process Management

Products

Plant Maintenance Jobs To Do

Continuous Process Management

FIGURA 2.4.A: Metáfora del método de distribución

Jobs Complete

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En la analogía de la distribución, el fluido representa el flujo de las órdenes de trabajo a través de los pasos necesarios del proceso de identificación, planificación, programación, realización, registro y cierre del trabajo. En la vida real, este flujo puede no ser uniforme. Puede fluctuar, dependiendo de la condición del equipo, iniciativas de mejoramiento de equipos y seguridad, y de interrupciones de mantenimiento planificadas ( días de parada ) y reacondicionamientos, etc. El proceso de administración de trabajo debe ser capaz de manejar estas variaciones en el flujo.

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Unplanned Jobs

Work Flow

Review and Authorise Jobs

Planned Jobs (Preventive Maintenance)

Plan Jobs

Compile Total Workload

Prioritise & Select Jobs for next Period

Organise Resources and Assign Jobs

Accommodate Breakdowns

FIGURA 2.4.B: Método de distribución paso a paso

Do the Work

Collect Costs & Job Feedback

Continuous Improvement

Jobs Done

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La tubería representa los límites del sistema de control de trabajo. Las órdenes de trabajo deben pasar en forma lógica desde una etapa de administración del trabajo a la siguiente. Por ejemplo desde el estado planificado al estado programado. Las órdenes de trabajo no pueden escapar de este proceso (a menos que sean canceladas) y no deben saltarse ninguna etapa de administración del trabajo. La “pared” de la tubería previene que dichas órdenes se salten las etapas. 2.8.2.

¿Por qué debemos usar el Modelo de Distribución? Existen varios modelos diferentes publicados anteriormente en BHP Billiton para la

administración del mantenimiento. Por consiguiente, existe un gran debate sobre cuál es la forma correcta o incorrecta o la mejor, y sobre cuál no debería usarse. En la realidad, estos modelos son muy similares. Para muchos, la tubería es sólo otro modelo más para confundir aún más el tema. Entonces, antes de ir más adelante, consideremos esta pregunta: ¿Por qué debemos usar el modelo de distribución? Cabe señalar el uso de la palabra debemos. No hay nada obligatorio respecto a tener que usar este modelo sólo es una opción y, si existen mejores ideas, entonces deberíamos usarlas. Existen muchas buenas razones para usar el modelo de distribución. Estas incluyen: Simplicidad y facilidad para entender Enfoque en la administración de la carga de trabajo y aspectos de la gente Plataforma efectiva sobre la cual construir los temas de mejoramiento Diseños detallados de sistemas comúnmente subyacentes 2.8.3.

Simplicidad y Facilidad de Entendimiento Existen algunos documentos excelentes en BHP Billiton que especifican los requerimientos

funcionales del sistema de administración de mantenimiento. Sin embargo, éstos generalmente son documentos técnicos detallados orientados a los sistemas. Estos no se entienden en forma rápida o no son capaces de ser aplicados por la mayoría de la gente que finalmente está involucrada en el uso de los sistemas para mejorar el rendimiento del mantenimiento en BHP Billiton. Lo que pasa con estos diseños no es un problema técnico, sino un desafío de comp artir la información y el conocimiento. Lo que se necesita es una visión general mucho más simple del proceso de administración de mantenimiento para enfocar a la gente en los aspectos fundamentales involucrados. Una visión que pueda guiar a la gente a través de un contexto lógico y estructurado. Por ejemplo, cuando lleguen a definir en detalle cómo funciona un sistema de Solicitud de Trabajo, ellos pueden entenderlo, ver su relevancia y su propósito y, por consiguiente, aceptarlo y aplicarlo en forma efectiva.

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El modelo de distribución entrega esta simple introducción en los procesos de presentación y educación asociados con el mejoramiento de sistemas e implementación de programas de mejoramiento de mantenimiento. Divide la función del equipo de administración del trabajo de mantenimiento de las funciones periféricas ( de respaldo ) que requieren experiencia especializada . Mantener estas funciones de soporte especializado fuera del modelo central de administración de trabajo ( o tubería de distribución ) hace que el cuadro sea mucho más simple de presentar y entender. En efecto, esto aísla a las personas involucradas en la conducción diaria de la carga de trabajo de mantenimiento de las complicaciones de diseño, configuración, soporte y funciones adminis trativas del sistema.

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Unplanned Jobs

Work Flow

Review and Authorise Jobs

Plan Jobs

Compile Total Workload

Prioritise & Select Jobs for next Period

Organise Resources and Assign Jobs

Do the Work

Accommodate Breakdowns

Planned Jobs (Preventive Maintenance)

Collect Costs & Job Feedback

Jobs Done

Continuous Improvement

WORK MANAGEMENT TEAM FUNCTIONS SPECIALIST SUPPORT FUNCTIONS Development and Maintenance of data: • Plant Index • Data Coding Structures & Values • Equipment Maintenance Plans • Bills of Materials • etc System Administration

Engineering Change Control • Drawings & Documentation, etc. Support Logistics: • Purchasing • Warehousing & Spares • Contracts Management & Control • Accounting & Finance • HR, etc FIGURA 2.5: Método de distribución con detalles

KPI’s & Reports Preparation Continuous Improvement • Failure & Root Cause Analysis • Downtime, Delay & Loss Analysis • Reliability Engineering • Improvements Implementation • etc

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2.8.4.

¿Qué Pasa Cuando Algo Anda Mal? Son muchos los eventos diferentes que pueden ocurrir para malograr este modelo. Algunos

eventos son incontrolables, pero la mayoría son manejables. Para facilitarle las cosas a las personas que administran el Modelo, los Planificadores y Operadores deben entender el impacto de sus acciones diarias en el proceso. Como se pudo evidenciar en la descripción del modelo, la información fluye y el trabajo fluye y avanza. Pero, ¿Qué pasa cuando se presenta un obstáculo en la distribución? Como en cualquier proceso, ya sea si este contiene líquido o información, la tubería se bloqueará. Una restricción en la tubería hará que el flujo sea más lento y causará turbulencia. En el caso de un grupo de mantenimiento, esto retrasará el proceso de planificación y causará un exceso de trabajo pendiente. En el peor de los casos, la Planta puede ser cerrada por un extenso período. Para ilustrar este concepto demos una mirada a un ejemplo sencillo. Los Planificadores y grupos interesados han planificado y dividido según su prioridad la carga de trabajo para un día de cierre o Shutdown. Ahora, al último minuto el personal de Operaciones está solicitando trabajo fuera del plan programado. ¿Qué efectos tendrá este requerimiento en el plan? Como en cualquier proceso de flujos, el material se retrasará. En este caso, es la organización de los recursos y la asignación de trabajos. Los Planificadores ahora deben rehacer el programa y volver a dar prioridad al trabajo.

Este tipo de

planificación consume tiempo y, en muchos casos, no se puede garantizar. Los Operadores y todos los demás en la Planta deben entender y trabajar dentro de este proceso para mantener el alto nivel de eficiencia requerido en una Organización de Clase Mundial.

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Last Minute Work requested

Unplanned Jobs

Work Flow

Review and Authorise Jobs

Planned Jobs (Preventive Maintenance)

Plan Jobs

Compile Total Workload

Prioritise & Select Jobs for next Period

Organise Resources and Assign Jobs

Accommodate Breakdowns

FIGURA 2.6: Procedimiento cuando algo anda mal

Do the Work

Collect Costs & Job Feedback

Continuous Improvement

Jobs Done

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La función de Planificación juega un rol importante en el Rendimiento del Mantenimiento. Se ha analizado el compromiso de los Operadores en la Planificación, Análisis de Fallas y Mantenimiento de Rutina. El nivel de compromiso no termina acá. Recomendar el nivel de repuestos críticos, asistir en la asignación de prioridad de los trabajos, accesibilidad al equipo y nivel de habilidades, son todas las áreas en las que el Operador debe estar comprometido, de una forma u otra. El enfoque principal es trabajar juntos como una unidad, alcanzando una meta. 2.8.5.

Ingeniería de Confiabilidad

2.8.5.1.

Objetivos del Ingeniero de Confiabilidad

2.8.5.1.1.

Mejoramiento Continuo Todos tienen la responsabilidad de contribuir al mejoramiento continuo, sin embargo algunas

veces se necesita que una persona abogue por este esfuerzo ya que todos solemos estar ocupados y no podemos dedicar el tiempo suficiente. Esta es la tarea principal del ingeniero de confiabilidad de apoyar el mejoramiento continuo. La Figura 2.7 entrega una buena apreciación de los aspectos involucrados en el proceso de mejoramiento continuo.

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¿Dónde se sitúa el proyecto de fabricación de confiabilidad en el proceso de mejoramiento continuo? PROCESO DE MEJORAMIENTO Identificación & Notificación Proactiva de Problemas

Auditorías & Revisiones

Evaluar el Total de Costos de Vida

Registrar Problemas, Evaluar Costos & Beneficios & Priorizar

Analizar Demoras, Rendimiento & Historia de Mantención

Analizar las Causas Origen y Formular Soluciones

Analizar Alternativas & Recomendar Mejor Solución

Implementar la Solución Recomendada

M anejar un Portafolio de Proyectos de Mejoramiento

Medir Resultados Identificar los Problemas Actuales

Asegurar Sustentabilidad de las Soluciones Trabajando y Mejorando Continuamente los Procedimientos & Prácticas Recomendadas

FIGURA 2.7: Proceso de mejoramiento contínuo

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2.8.5.1.2.

Análisis de fallas El objetivo principal es no tener fallas; sin embargo, cuando estas ocurren es importante que

aprendamos de estas fallas.

No podemos analizar las fallas si el equipo y sus componentes son

eliminados en Óxidos, todas las partes serán almacenadas hasta que el ingeniero de confiabilidad lleve a cabo las investigaciones necesarias. 2.8.6. 2.8.6.1.

Evolución del Mantenimiento en BHP Billiton y Mejores Prácticas Red Global de Mantenimiento ( GMN ) La Red Global de Mantenimiento ( GMN, en siglas en Inglés ) ha sido parte de BHP Billiton

desde 1997, aunque el concepto empezó a comienzos de los años noventa a través de programas tales como el Mejoramiento de Mantenimiento en BHP Minerals y el Consejo de Mantenimiento de BHP Acero. La función principal de dicha Organización es instaurar una estructura para promover y desarrollar el ambiente correcto para la comunicación. Con más de 10.000 personas directamente involucradas en el mantenimiento, BHP Billiton comenzó a desarrollar este ambiente para promover el intercambio de ideas, problemas y soluciones. Usando esta filosofía, BHP Billiton espera obtener una ventaja competitiva ejerciendo un impacto en cuatro áreas claves: Formando un Trabajo en Equipo y Mejorar las Comunicaciones a través de BHP Billiton Nivelando el Conocimiento Enfocándose en el Mejoramiento Creando Confianza y Moral 2.8.6.2.

Resultados de BHP Billiton En la Figura 2.8 se puede observar una vista fotográfica de las evaluaciones realizadas a través

del mundo.

Como se pude observar los Resultados a Nivel Mundial, las puntuaciones para cada

Elemento están diseminadas a través de un amplio rango.

Este gráfico y las Evaluaciones de

Mantenimiento son herramientas excelentes para determinar qué organización tiene la Mejor Práctica para cada Elemento. Esto provee una base para otra organización que quiera mejorar su puntuación y abre una línea de comunicación entre todos los grupos.

FIGURA 2.8: Resultados de BHP Billiton

Plant Acq.

Drgs & Docs

Facility, Eqp

MIS Mgmt

100

Failure An.

C.I. Mgmt

Perf. Meas.

Planning & Work Control

Budget & Cost

Materials

Contracts

Shutdown

Work Compl'n

Work Allocat'n

Scheduling

Planning

Concepts

Work Origin

20

Eqp. Strategy

Organisation

Employee Dev

Policy

10

Environment

%

Safety

36

BHP GLOBAL RESULTS

90

Systems

80

70

60

50

40

30

Measurement & Analysis

0

37

Las principales actividades de GMN ( Red Global de Mantenimiento ), con el objeto de reducir las pérdidas operacionales son: Soporte a Negocios Nuevos a través de los Servicios de Consultoría y Revisiones de Compañeros Estándares y Programa de Benchmarking o comparación Soporte a Implementación a través de Talleres Facilitados Soporte a Red de Trabajo con sitio en la Red, Conferencias y Foros, y grupos para intercambio de información vía e-mail Captura de Buenas Prácticas con Publicaciones y Guías Documentadas El objetivo de la lista recién mencionada es sólo para mostrar la magnitud y esfuerzo que BHP Billiton ha hecho para desarrollar un ambiente de Mantenimiento de Clase Mundial. Este esfuerzo ha generado muchos programas y herramientas valiosas, las que pueden fácilmente por el personal de Mantenimiento y Operaciones. El enfoque principal en este momento es en los 22 Elementos de Evaluación de Mantenimiento, More Class y el Modelo de Distribución para Planificadores.

38

Plant Acquisition & Modification

Drawings & Documents

1, 2, 3

46,47

44,45

4, 5, 6

7, 8 9, 10

42,43

Maintenance Information System Management

Organisation

1-12

215-220

13-20

210-214

11, 12

21-35 201-209

39,40,41

Practice

36-42 43-49

Question

190-200

37,38

Capability Assurance Evaluation 22 Elements

181-189

Achieving Improvement in Capability Assurance

Alignment with Business and Vision

Environment

Employee Development

Facilities Tools & Equipment

Determining Root Cause of Operational Losses

Safety

173-180

35,36

13, 14

50-61

62-71

15, 16

165-172 152-164

17, 18, 19

84-93 137-151 127-136

94-101 111-126

Planning

102-110

31,32

20,21 29,30 27,28

Budgets & Cost Control Materials Management

Work Origination

72-83

33,34 Performance Measurement

Understanding Process & Equipment Condition

Contractor Management

25,26

Shutdown Management

24

Work Completion & Recording

22,23 Scheduling Work Allocation & Execution

FIGURA 2.9: Los 22 elementos del Global Maintenance

39

2.8.6.3.

Los 22 Elementos de Evaluación de Mantenimiento El principal vehículo empleado en el proceso es los 22 Elementos de Evaluación de

Mantenimiento que le dan una mejor apreciación sobre cómo debe pensar el equipo de Mantenimiento para hacer su trabajo en forma segura y eficiente. También verá que el equipo de Mantenimiento interactúa con muchas personas y otros equipos de trabajo. el equipo de Mantenimiento no puede manejar esto en forma efectiva y eficiente sin la ayuda de los demás. Los 22 Elementos de Mantenimiento fueron desarrollados por la Evaluación de Aseguramiento de Capacidad de BHP Billiton. Esta Evaluación analiza muy cuidadosamente el Mantenimiento y Unidades de Negocios para determinar la dirección y enfoque de los Sistemas de Administración y de la Organización. Revisando cada elemento, Tintaya puede monitorear, medir y mejorar continuamente el rendimiento de sus operaciones. Generalmente, los 22 Elementos se dividen en cinco grandes grupos. Seguridad y Medio Ambiente La Gente Correcta para el Trabajo Correcto Como se realiza el Trabajo Cómo se Administra y se Mide el Trabajo Las Herramientas necesarias para apoyar el Programa de Mantenimiento La idea central para cada grupo es definida por los Elementos y las series de preguntas usadas para la Evaluación. Lo siguiente define los Grupos con relación al mantenimiento enumerando los Elementos e incluye el enfoque principal de la Evaluación para las áreas respectivas. 2.8.6.3.1.

Seguridad y Medio Ambiente

2.8.6.3.1.1.

Seguridad

No basta con decir que la seguridad de los trabajadores, Lugar del Trabajo y Medio Ambiente es algo de importancia Superior. Ningún trabajo debe proceder sin primero abordar todos los problemas, aspectos relevantes y revisar los procedimientos de trabajo apropiados. Para evaluar un Programa de Seguridad, se tiene la auditoria que revisará: Mejoramientos a la Seguridad Investigación de Incidentes e Inspecciones de Seguridad Administración de Riesgos de Seguridad

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Análisis de Seguridad del Trabajo, Reuniones Informales de Seguridad y Coordinación ( Toolbox ), Estudios de Riesgos y Operabilidad ( HAZOP ), Análisis de Efecto de Modo de Falla, Registros de Riesgos Manteniendo la Historia del Trabajo Identificar y registrar los Riesgos del trabajo, Proceso de Producción y modificaciones del equipo Definir y Administrar los Procedimientos de Trabajo Seguro Permisos para Trabajar, Permisos para trabajo a Alta Temperatura, Permisos para Trabajo en Espacios Confinados, Procedimientos de Levante, etc. Identificación y Mantenimiento de Equipo de Seguridad Críticos Protección contra Incendio, Sistemas de Advertencia de Emergencia, Recipientes de Alta Presión, etc. Administración y Monitoreo de Trabajos de Seguridad Cumplimiento con los Programas y Metodología de Trabajo Auditorias de Seguridad Observaciones de Trabajo Planificado, Inspecciones de área, Resultados Formales de Informes Informe de Incidentes Sistema de Preparación de Informes, Acciones de Seguimiento 2.8.6.3.1.2. Medio Ambiente Aspectos de Medio Ambiente con Instrucciones de Trabajo, Procedimientos, Estándares y Mediciones Consideraciones dadas para eliminación de Desechos, prevención y/o reducción a través de procedimientos, estándares y comunicación Identificación y Mantenimiento del Equipo crítico para el Medio Ambiente: Control de polución, Controles de Emisión al Aire, Efluente de Agua A uditorias de Seguridad Cumplimiento con el Programa de Mantenimiento y Procedimientos Informes de Incidentes y Mejoramientos Cambios realizados como resultado de los Informes de Incidentes, Análisis de Emisiones 2.8.6.3.2.

La Gente Correcta para el Trabajo Correcto Un aspecto crítico para el éxito de las Operaciones de Tintaya es que la gente que es contratada

y empleada sea la mejor capacitada para el trabajo. Para alcanzar esta meta, la Administración debe primero crear una Visión de Negocios y definir el camino a seguir. Este Plan Estratégico definirá los Objetivos, así como los Roles y Responsabilidades de la fuerza laboral y entregará bases sólidas comunes con las que todos trabajarán. La capacidad del empleado y su desarrollo profesional será un proceso de

41

mejoramiento continuo para satisfacer las necesidades de la fuerza de trabajo y de la Organización. Los Elementos que definen esta visión son: 2.8.6.3.2.1. Alineación con el Negocio y Visión Aseguramiento de Capacidad, Función, Política y Distribución de Personal 2.8.6.3.2.2. Capacidad y Desarrollo Profesional del Empleado Programas de Desarrollo Profesional y Necesidades de Capacitación de acuerdo al Negocio 2.8.6.3.2.3. Organización Construir Trabajo en Equipo y Comunicación, entendiendo el Negocio, Proceso y la Prioridad del Trabajo. El éxito de los dos siguientes grupos depende fundamentalmente del compromiso de los Operadores y de la relación entre los Operadores y el Grupo de Mantenimiento. 2.8.6.3.3.

Cómo se realiza el Trabajo Siguiendo el desarrollo de un Plan Estratégico, se crea un Plan Operacional para definir Cómo

se lograrán los objetivos?. Es bueno saber hacia dónde vamos, pero ahora es tiempo de definir cómo vamos a conseguirlo. El Proceso de Flujo de Trabajo incluye la Planificación, Programación y Ejecución del trabajo para cumplir con la Filosofía de Mantenimiento. 2.8.6.3.3.1. Administrando la Condición del Equipo Planes de Mantenimiento Desarrollo, Implementación y Medición. Cuidado e Inspección de Condiciones Básicas. Filosofía de Mantenimiento Preventivo. 2.8.6.3.3.2. Origen del Trabajo y Registro Solicitud e Iniciación del Trabajo Correctivo. 2.8.6.3.3.3. Planificación del Trabajo Calidad y Magnitud de la Planificación. Creación de una Biblioteca de Trabajos Estándares ( Standard Jobs ) y reducción de las demoras en los trabajos y re trabajo.

42

2.8.6.3.3.4. Programación del Trabajo Comunicación del Programa, Recurso de Monitoreo de Carga de Trabajo Acumulada ( Backlog ) y Planes de Contingencia. 2.8.6.3.3.5. Asignación y Ejecución del Trabajo Trabajo Previo de Equipos, Orden y Limpieza, Procedimientos de Ejecución, Administración de Carga de Trabajo Acumu lado, Relevo del Turno y Llamadas de personal externo ( Call – outs ). 2.8.6.3.3.6. Término y Registro del Trabajo Procedimientos de Cierre de Ordenes de Trabajo, Vinculación con el Trabajo Correctivo y Captura de Información de Fallas. 2.8.6.3.4.

Cómo se administra y mide el Trabajo Ahora que sabemos Qué hacer y Cómo hacerlo, es momento de definir cómo administraremos

los programas y más importante, cómo mediremos nuestros logros e identificaremos nuestros desafíos. Es importante que administremos nuestros recursos en forma efectiva y establezcamos un programa de mejoramientos: 2.8.6.3.4.1. Administración de Paradas o Shutdown Identificando la Carga de Trabajo, definiendo Roles y Responsabilidades, Administrando el Programa ( Recursos y Costos ), previo, durante y posterior a la Parada. Comunicación con todas las partes involucradas. 2.8.6.3.4.2. Administración de Contratistas Guías del Contratista, Decisiones de Contratación Externa, Términos Comerciales, Administración, Revisiones de Rendimiento ( incluyendo Seguridad ). 2.8.6.3.4.3. Administración de Materiales Control de Inventario, Cumpliendo con los Requerimientos de Mantenimiento, Rendimiento de Abastecimientos, Control de Calidad del Material. 2.8.6.3.4.4. Presupuesto y Control de Costos Proceso de Desarrollo de Presupuesto, Presupuesto de Base Cero, Niveles de Autoridad Apropiados, Contabilidad, Informes de Costo ( de Operaciones y Capital ).

43

2.8.6.3.4.5. Medición del Rendimiento Alineamiento de los Indicadores Claves de Rendimiento ( KPI´s ) con los logros del Negocio y Operaciones, Comunicación de Resultados y Mejoramientos sobre la base de Logros Anteriores. 2.8.6.3.4.6. Programas de Mejoramiento de Negocios Recepción de Ideas por parte de la Fuerza de Trabajo, constantemente analizando cómo estamos trabajando para identificar posibles áreas de mejoramiento. 2.8.6.3.4.7. Eliminación de Fallas del Equipo y Proceso Conocimiento de Pérdidas de Operaciones y Tiempo de Parada ( Downtime ), Identificación de Pérdidas de Operaciones y Determinación de la Causa Origen, Implementación de Acciones Correctivas. 2.8.6.3.5.

Las Herramientas necesarias para apoyar el Programa de Mantenimiento Para reunir todos los Sistemas y Programas necesarios para hacer funcionar un Departamento

de Mantenimiento de Clase Mundial, se necesita un conjunto disciplinado de herramientas. Se necesita el Sistema Computarizado de Administración de Mantenimiento ( CMMS ) para hacer seguimiento e informar todas las actividades y debe ser Fácil de Usar. En Tintaya, éste sistema se conoce como SAP. Se requiere la integración del paquete de Finanzas, Almacen e Inventario, e Informes de Producción para producir un cuadro completo de toda la Operación. Para administrar los Equipos y Herramientas es necesario un conjunto sólido de políticas y procedimientos. La Administración de Planos y Documentos es crítica para mantener una historia exacta, así como para entregar un elemento clave para la Función de Planificación: 2.8.6.3.5.1. Administración de los Sistemas de Información de Mantenimiento Especificación y Hardware CMMS, Planificación de Sistemas de Información e Integración de Sistemas. Sistemas de Operaciones y Mantenimiento para ingreso y extracción de datos. Coordinador de Sistemas para Auditorias y Oportunidades de Mejoramiento. 2.8.6.3.5.2. Administración de Equipos y Herramientas de Instalaciones Política y Administración de Herramientas, Instalaciones de Talleres de Trabajo y Equipos y Aparatos de Protección.

44

2.8.6.3.5.3. Administración de Planos y Documentos Un sistema disciplinado para administrar los Planos, Documentación Técnica, Especificaciones y Listado de Partes y Equipos. 2.8.6.3.5.4. Modificación y Adquisición de Planta Uso del Procedimiento de Control de Cambios, Estándares de Ingeniería ( Diseño y Selección ), Compromiso Total ( Mantenimiento, Operaciones y Personal de Confiabilidad ). La GMN desarrolló una evaluación de mantenimiento enfocándose en los 22 elementos. Esta evaluación entrega una visión profunda de la organización y nos brinda retroalimentación sobre qué áreas del negocio están bien y cuáles necesitan atención. Hace preguntas muy directas relativas a los elementos importantes del programa de mantenimiento. Las respuestas son evaluadas y revisadas con la organización. Este proceso permite un foro abierto de ideas, problemas y, finalmente, entrega dirección a seguir y enfoque para los programas de mejoramiento.

45

2.8.6.4.

More Class Una palabra formada con las letras de las siguientes palabras: Estrategia de Aseguramiento de

Capacidad de Excelencia Operacional de Materiales. More

Class es una Mejor Práctica y enfoque Estandarizado para Mantenimiento. También

representa un desafío para cada sitio BHP Billiton para alcanzar el mejoramiento, no sólo estableciendo metas sino que también entregando un marco y dirección para alcanzar el conjunto de metas. En el área de Mejoramientos de Seguridad se compara el rendimiento, establecer objetivos extensibles y mantener gente responsable que contribuye enormemente a alcanzar resultados sostenibles. More Class se enfoca en los costos directos de mantenimiento y costos indirectos del Negocio. El desafío es tomar decisiones de mejoramiento que se traduzcan en una reducción en los Costos Totales del Negocio y no simplemente reduzcan los costos directos de Mantenimiento, los que pueden aumentar el costo total. Existen 12 Estrategias Principales dentro de More Class, divididas en tres temas centrales. El objetivo es que los temas enfoquen el esfuerzo en la reducción de fallas, mayor productividad de la fuerza de Planificación de Mantenimiento y definición de una Organización que respalde la estructura y el ambiente More Class. Cada Estrategia tiene un conjunto de medidas y metas, las que reflejan las necesidades de la Organización. Las medidas, o Indicadores de Rendimiento Claves, entregan un medio para hacer seguimiento al éxito del grupo y, al mismo tiempo, ayudan a identificar los desafíos y áreas con problemas: Reducción de Fallas: Confiabilidad Dirigida por el Operador ( ODR, en siglas en Inglés ) Combustible, Lubricante, Aire y Congelante Limpios ( FLAC, en siglas en Inglés ) Medición y Análisis de Pérdidas Totales Excelencia en Solución de Problemas Estrategia de Reemplazo de Equipos Móviles Optimizados Confiabilidad Dirigida por Mantenimiento ( MDR, en siglas en Inglés ) Aumento del Trabajo Planeado Administración del Trabajo Disciplinado Migración Rápida y Pareja a SAP Contratación externa optimizada Organización Capacitada y con Autoridad Liderando el M ejoramiento Duplicación de Mejores Prácticas Aseguramiento de Operaciones Nuevas y Competentes

46

2.8.7. Gestión de Mantenimiento de Instrumentación y Control En este punto se gestionó la forma de mantenimiento de la Instrumentación y Control, previo listado de instrumentos y control, definiendo la criticidad según la operación y seguridad. 2.8.7.1. Estructuración de Objetos Técnicos de Instrumentación y Control Los lazos de instrumentación fueron creados siguiendo las siguientes reglas:

Si el lazo en particular atiende específicamente a una ubicación de equipo creado en el nivel 3, entonces se deberá crear una ubicación técnica en el nivel 5 para representar el lazo en cuestión. En el nivel 4 se anotará la abreviación INST para indicar todos los lazos de instrumentación de un equipo en particular.

En el caso de que un equipo tenga más de un lazo, se deberán crear tantas ubicaciones técnicas como lazos tengan el equipo en el nivel 5.

Si existen lazos de instrumentación que controlen a más de un equipo, los lazos de instrumentación deberán configurarse en el mismo nivel donde estén las ubicaciones de los equipos ( nivel 3 ) y sus componentes serán registrados en el nivel 4.

Ejemplo:

Lazo de control de desalineamiento de correa CV-100-014 Con los siguientes componentes:

ZSHH-10106

Switch de posición alto - alto

ZSH-10106

Switch de posición alto

El nivel 5 para este lazo quedará configurado de la siguiente manera: L10106 donde la letra “L” denota que es un lazo de control.

La estructura gráfica aparecerá como:

TTY-POX-100-CHP-CV0014-INST-L10106 para el lazo de control y TTY-POX-100-CHP-CV0014-INST-L10106-IZAA TTY-POX-100-CHP-CV0014-INST-L10106-IZAL componentes de instrumentación.

para

las

ubicaciones

específicas

de

los

47

Donde IZAA significa interruptor de posición alto-alto e IZAL interruptor de posición alto.

En general, en el caso de que exista más de un mismo tipo de componente, se reemplazará la última letra del código de componente por un número correlativo, ejemplo: MOT1, MOT2, etc.

Además se tuvo en c uenta los siguientes lazos de control que ayudan a tener un control totalmente automático: 2.8.7.2.

Lazos de Control Cada una de las variables de proceso que se debe controlar se ha dividido en lazos de control

separados. Cada lazo de control consta de una descripción, un diagrama de bloques y un diagrama de lazo de control. La descripción se divide en las siguientes partes: El propósito de controlar la variable. El método usado para controlar la variable automáticamente ( Modo cascada, relación o modo automático simple ). El método usado para controlar la variable manualmente. En el caso de las válvulas de control, el tipo de válvula y si la válvula se cierra o se abre ante fallas cuando se produce una pérdida de energía. Tanto la capacidad de producción como la recuperación metalúrgica de la planta dependen, en gran medida, de la exactitud con que el operador controle estas variables. Un lazo de control es una combinación de instrumentos interconectados, dispuestos para controlar variables del proceso como la temperatura, el flujo, la presión o la densidad, entre otros. Normalmente, la variable del proceso que está siendo controlada, es medida ( Medición ) por uno de estos instrumentos, el cual envía una señal a un controlador. El controlador compara la medición con un punto de referencia SP ( Setpoint ) y envía una señal de salida ( Decisión ) a un elemento final de control ( como una válvula ), para alterar el proceso y corregir el error encontrado ( Acción ). La Figura 2.10 de diagrama de bloques, ilustra un proceso de un lazo de control automático simple.

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FIGURA 2.10: Diagrama de bloques de un Lazo de Control

49

TABLA 2.1: Leyenda típica para diagramas de lazos de control Símbolo

Interpretación

Símbolo

Interpretación

Instrumento montado localmente

Señal de proceso

Instrumento montado en el panel local

Señal eléctrica

Función DCS accesible para el operador

Señal neumática

Instrumento en la estación de trabajo local

Señal hidráulica

Identificación funcional del instrumento. Número de circuito

Señal de ultrasonido

o instrumento Motor eléctrico

Señal DCS

Motor hidráulico

Válvula de contracción

Motor neumático

Válvula de bola

Accionamiento de velocidad variable

Válvula de mariposa

Accionamiento de variador de velocidad eléctrico

Válvula de compuerta Válvula con posicionador

Válvula de globo

Válvula de retención

electroneumático

Válvula de 3 vías

Accionador de válvula solenoide Accionador de válvula motorizada

Válvula de 4 vías

50

2.8.7.3. Tipos de Lazo

Control Automático Simple Control de Relación Control en Cascada Control de Secuencia en Lotes Control Manual Abierto / Cerrado 2.8.7.3.1. Control Automático Simple Dicho lazo de control automático simple ( sensor, transmisor, controlador y elemento final ). En el ejemplo, el nivel del tanque se mide con un sensor de nivel ( LE ). El valor medido, se envía a un controlador indicador de nivel ( LIC ), mediante un transmisor indicador de nivel ( LIT ). El LIC compara el nivel medido con un punto de referencia ( SP: Set Point ) que puede ser ingresado por el operador ó ajustado de manera remota. El controlador calcula el error, que constituye la diferencia entre el valor de la variable medida y el valor del punto de referencia, enviando una señal de salida proporcional a la magnitud del error encontrado, hacia un elemento final de control ( válvula de control LV ), con el fin de actuar sobre el proceso y reducir la diferencia.

La salida es enviada a un transductor de presión I/P que convierte la señal eléctrica en una señal neumática o de aire proporcional. La señal neumática posiciona la válvula de control ( LV ) de acuerdo con la señal de salida que recibió del controlador.

El símbolo del instrumento que se muestra como un círculo dentro de un cuadrado con una línea continua que atraviesa el círculo, representa un instrumento al cual puede acceder el operador en la sala de control. El símbolo del instrumento que se muestra como un círculo sin un cuadrado y sin una línea continua que atraviese el círculo, representa un instrumento ubicado en terreno, el cual no es posible controlar ni monitorear desde la sala de control.

51

FIGURA 2.11: Control Automático Simple

52

2.8.7.3.2. Control de Relación

Como su propio nombre lo indica, este tipo de control debe mantener una razón o relación fija entre dos variables del proceso. La aplicación mas común es la de mantener una relación fija entre dos flujos, tales como la mezcla de materias primas en operaciones de mezclado ( Ejemplo: flujo de ácido sulfúrico y flujo de pulpa en la lixiviación por agitación ). El esquema de relación, usa una razón ajustable entre una variable primaria o no controlada y una variable secundaria o controlada. Este tipo de control de relación se muestra en la Figura 2.12. Aquí el flujo no controlado ( primario ) es medido y usado para controlar otro flujo ( secundario ), para mantener la relación deseada. Ejemplo: a un determinado flujo primario ( pulpa ) le corresponde un determinado flujo secundario ( ácido sulfúrico ). La relación entre los dos flujos medidos viene a ser la variable del proceso de relación entre las dos variables medidas. Los valores de las variables del proceso son medidos y transmitidos al controlador por sus respectivos FE y FIT, el controlador calcula la relación medida ( variable del proceso de relación ). El controlador ( DIC ), compara el valor de la variable del proceso de relación calculada, con el punto de referencia de relación ( SP - Set Point ) ajustado por el operador o de manera remota, calcula el error de relación y envía una señal de salida al elemento final de control ( FV ) para actuar sobre el flujo secundario controlado ( ácido sulfúrico ), aumentando o disminuyendo el flujo de ácido según se requiera para poder corregir el error de relación.

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FIGURA 2.12: Control de Relación

54

2.8.7.3.3. Control en Cascada

Es una técnica que usa dos sistemas de medición y de control para manipular un solo elemento final de control. Su propósito es incrementar la estabilidad en los problemas de control de procesos particularmente complejos. La relación que existe entre los controladores es referida a un denominado maestro - esclavo o primario - secundario. La unidad maestra es el controlador de la variable, cuyo valor es el de principal importancia; el esclavo o unidad secundaria, es el controlador de la variable cuyo valor es importante sólo si afecta a la variable primaria. El control en cascada realiza dos funciones importantes: reducir el efecto de los cambios de carga del proceso cerca a su fuente y mejorar el control reduciendo el efecto de los retardos de tiempo. La segunda mención es la más obvia; típicamente ocurre en aplicaciones donde los retardos de tiempo son generalmente largos. El control se logra directamente con el controlador de flujo ( FIC ), regulando el flujo de PLS que circula hacia la caja de alimentación al clarificador a través de la válvula de control ( FV ). Este sistema trabaja muy bien excepto, cuando por un disturbio positivo en el flujo de ingreso de PLS provocaría un rebose excesivo hacia el clarificador y hacia el tanque de rebose del clarificador, que al corregirse ( modificación del SP ) por efectos del retardo del proceso, no lograría controlar el rebalse en la salida. Debido a la capacidad de la solución en el clarificador y al retardo, el controlador no detecta inmediatamente los disturbios. Al tiempo que se hace la detección, probablemente el disturbio haya desaparecido y se produzca una acción cíclica. El nivel en el tanque de rebose del clarificador ( zona de salida del proceso ) es usado para controlar el flujo de ingreso de PLS, de modo tal que se mantiene un flujo de PLS deseado, independientemente de las variaciones de flujo de ingreso al proceso. El control de nivel LIC ( controlador primario ) es puesto en cascada con el controlador de flujo FIC ( controlador secundario ) de modo que se mantenga la variable flujo, al punto de referencia deseado. La salida de éste controlador de nivel viene a ser el punto de referencia del controlador de flujo, variando lo necesario para mantener el flujo correcto.

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FIGURA 2.13.1: Control en Cascada 1

56

FIGURA 2.13.2: Control en Cascada 2

57

2.8.7.3.4. Control de Secuencia por Lotes

En el control de secuencia por lotes, el sistema de control, ejecuta una secuencia de operaciones paso a paso para controlar uno o más actuadores discretos o analógicos en operación de encendido/ apagado. Un proceso de mezclado gobernado por el sistema de control en una secuencia determinada previamente programada. El proceso de mezclado se inicia con la adición del producto A en el tanque mezclador, arrancando la bomba A. Cuando el nivel en el tanque mezclador es del 20%, la bomba A se apaga y arranca la bomba B para la adición del producto B en el tanque mezclador. Cuando el nivel en el tanque mezclador es del 80%, la bomba B se apaga y arranca el agitador por un espacio de 12 min; pasado este tiempo se apaga el agitador y arranca la bomba C para la descarga del producto mezclado. Cuando el nivel en el tanque es del 5%, se apaga la bomba C deteniendo la descarga y terminando así un ciclo de trabajo. La Figura 2.14.2, ilustra la secuencia de pasos correspondiente ( paso /condición /acción ). Paso 1:

Adición producto A

Paso 2:

Adición producto B

Paso 3:

Mezclado

Paso 4:

Descarga

Paso 5:

Fin de ciclo

58

FIGURA 2.14.1: Control de Secuencia por Lotes

59

FIGURA: 2.14.2: Secuencia de Pasos

60

2.8.7.3.5. Control Manual En éste tipo de control la labor del operador consis te en observar lo que está sucediendo ( tal es el caso de un descenso en el nivel en el decantador, por ende del flujo de ingreso de PLS ) y hacer algunos ajustes ( como abrir la válvula de ingreso de PLS ), basado en instrucciones de manejo y en la propia habilidad y conocimiento del proceso para corregir la desviación. El lazo correspondiente en este caso sería proceso, observación, operador, válvula manual, proceso. El control manual se mantiene como un concepto básico de control, sin embargo sólo las reacciones de un operador experimentado marcarían las diferencias entre un control relativamente bueno y otro errático; más aún, esta persona estará siempre limitada por el número de variables que pueda manejar. Por otro lado la recolección de datos requiere esfuerzos mayores para un operador, que ya está dedicando tiempo importante en la atención en los procesos observados y que por lo tanto se encuentra muy ocupado como para registrar el valor de las variables. Todo esto puede conllevar, en tener datos imp recisos, incompletos y difíciles de manejar. Normalmente el control manual se deriva a procesos no críticos en donde los ajustes son mínimos, o a controles manuales de recirculación donde los ajustes del proceso se realizan eventualmente ( como la recirc ulación de soluciones en los decantadores de extracción por solventes, recirculación de pulpa en el circuito CCD de lixiviación por agitación, etc ).

61

FIGURA 2.15.1: Control Manual 1

62

Otra forma de control manual es a través del Modo Manual en los lazos de control automático, el operador al seleccionar este modo en el controlador, abre el lazo de control y está en condiciones de gobernar directamente la magnitud de la señal de salida hacia el elemento final de control, pudiendo ajustar la variable del proceso según la observación del comportamiento del proceso. En el proceso control de flujo, el operador coloca el controlador ( FIC ) en modo Manual, abriendo el lazo de control y dejando sin acción al controlador sobre la válvula de control de flujo ( FV ) en base al cálculo y corrección del error ( modo automático ). Ahora el controlador sólo recibe el valor de la variable de proceso (flujo) por medio del transmisor indicador de flujo ( FIT ) que informa al operador sobre el comportamiento del proceso. El operador en función al comportamiento observado tomará la decisión de abrir o cerrar la válvula de control, esto podrá ser realizado ingresando en el controlador ( en modo manual ) la magnitud decidida de ajuste de la válvula, esta magnitud será enviada directamente a la válvula de control lo que incrementará o decrementará el ingreso de PLS según la acción del operador. Nuevamente el operador observa el comportamiento del proceso al cambio realizado y reajusta la magnitud de la acción manual sobre la válvula de control según sea requerido. El operador sólo ingresa al modo Manual para efectos de prueba de arranque inicial del proceso, luego de un mantenimiento realizado en los equipos involucrados en el proceso o para efectos de reajuste de la sintonización del lazo de control automático.

63

FIGURA 2.15.2: Control Manual 2

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Por otra parte también existen los Controladores Manuales ( Hand Controller, HC ), que cumplen la función de gobernar directamente el elemento final de control, pudiendo ajustar la variable del proceso según la observación de su comportamiento por el operador. Una etapa del control de recirculación de pulpa lixiviada en el circuito CCD ( Circuito de decantación en contracorriente ), donde interviene un controlador manual. El principio del control es el siguiente: En condiciones normales de operación ( operación automática ) el flujo de pulpa en los tanques de lixiviación por agitación ingresa al cajón de alimentación al CCD1, de allí por gravedad ingresa al espesador CCD1, donde se realiza una separación del PLS de la pulpa. El PLS es descargado por rebose hacia la caja de distribución del CCD1, para luego llegar también por rebose hacia la poza de PLS. La pulpa sedimentada en el espesador es bombeada hacia la etapa 1 del distribuidor del underflow de los CCD´s, desde donde es direccionada ( válvula tipo dardo DA -200-001, abierta ), hacia la caja de alimentación al CCD2. Cuando la densidad de la pulpa en la descarga del CCD1 es baja, la válvula ( DA-200-001 ) se cierra y la válvula ( DA -200-002 ) se abre, en forma automática; esto provoca una recirculación a través del cajón de alimentación al CCD1, el CCD1 y nuevamente la descarga de la pulpa hacia el distribuidor del underflow y el rebose de PLS del CCD1 a la caja de distribución y hacia la poza de PLS. La válvulas de dardo conmutan a su estado inicial cuando la densidad de la pulpa en la descarga del espesador sea la requerida. En operación manual, operador de Cuarto de control puede controlar la posición de válvula ( DA200-002 ) a través del controlador indicador manual ( HIC ), el cual envía una señal análoga de corriente ( 4 a 20 Ma ), según el ajuste porcentual deseado por el operador, la que es convertida a presión neumática por el transductor corriente-presión ( HY ), que actúa finalmente sobre la válvula. Dos interruptores controlan las posiciones límites de la válvula ( ZSO, sensor de posición abierta y ZSC, sensor de posición cerrada ), la información de las posiciones llega al sistema de control por medio del indicador de estado ( ZL ) en el Cuarto de control. El operador al tener control sobre la válvula ( DA-400-002 ), está en condiciones de recircular porcentualmente según requiera, la pulpa en el mismo espesador CCD1

65

FIGURA 2.15.3: Control Manual HC

66

2.8.7.3.6. Control Abierto / Cerrado En este tipo de enclavamiento, las válvulas solenoide se enclavan de manera que se abren automáticamente cuando el motor se pone en marcha y se cierran cuando el motor se detiene. Si una válvula solenoide de agua de sellado para prensaestopas, se enclava para que se abra automáticamente cuando el motor de una bomba se ponga en marcha y para que se cierre cuando el motor se detenga. Los enclavamientos relacionados con válvulas, se indican en el diagrama de enclavamientos del siguiente modo: una entrada en un rombo de enclavamiento numerado representa una señal que hace que una válvula se abra o se cierre; la señal de salida indica cuál válvula se verá afectada. Los enclavamientos Abierto / Cerrado se indican con una “X” en la columna Abierto / Cerrado ( A / C ), en la tabla de enclavamiento. Como se indicó anteriormente, las condiciones Permisivo, Enclavamiento y Abierto / Cerrado, se representan con las letras P, E y A/C respectivamente en las tablas de enclavamiento, éstas se ubican a la derecha de la columna de Condición de Enclavamiento.

67

FIGURA 2.16: Control Abierto / Cerrado

68

2.8.7.4.

Leyenda de Enclavamientos

En la Leyenda de Enclavamientos se puede observar los símbolos correspondientes para los tipos de gobierno de los enclavamientos ( DCS, PLC o de campo ), además del tipo de línea de enclavamiento.

TABLA 2.2: Leyenda de enclavamientos

Símbolo

Control

Enclavamiento gobernado por DCS

Enclavamiento gobernado por PLC

Enclavamiento eléctrico ( local o campo )

Línea de enclavamiento

Función lógica de enclavamiento OR

Función lógica de enclavamiento AND

69

Cuando una condición de enclavamiento, tiene varias sub condiciones lógicas ( Ejemplo: La bomba X sólo arranca si el nivel del tanque A es alto y si el nivel en el Tanque B es bajo ), entonces los equipos A y B tienen que cumplir la función lógica “ Y ” ( AND ) para poder arrancar la bomba X, éstas están representadas en los diagramas de enclavamiento. Las funciones lógicas más comunes son la AND y la OR, éstas están simbolizadas por un rombo ( similar al rombo de los enclavamientos ) pero de menor tamaño y con el nombre de la función dentro. 2.8.7.5.

Niveles de Enclavamientos Los enclavamientos están organizados por niveles ( Nivel1, Nivel2,...,etc. ); cada nivel está

identificado por un símbolo de enclavamiento correspondiente ( rombo un merado con respecto al nivel que le corresponde ). El contorno del rombo está coloreado con un color según el nivel de enclavamiento En la Tabla de Enclavamiento, el tipo de línea de enclavamiento recibe el color del nivel de enclavamiento al que pertenece.

70

TABLA 2.3.1: Niveles de enclavamiento

Símbolo

Nivel

Símbolo

Nivel

Nivel 1

Nivel 9

Nivel 2

Nivel 10

Nivel 3

Nivel 11

Nivel 4

Nivel 12

Nivel 5

Nivel 13

Nivel 6

Nivel 14

Nivel 7

Nivel 15

Nivel 8

Nivel 16

71

TABLA 2.3.2: Descripción de los niveles

72

TABLA 2.3.3: Ejemplo de enclavamiento al rectificador principal de EW. Equipos

Condición de enclavamiento Rectificadores principales

P

E

El rectificador se detiene si: de

electroobtención

A

(RF-500-971/972).

.

( 63-PR ) Presión de desahogo alta.

B

(

63-SPT

)

Presión

.

transformador alta

C

( 59-X ) Condición de sobrevoltaje

del X

X

. D

X

( DIX ) Puertas del panel abiertas

X

. E

( 64-X ) Error en la conexión a tierra

X

. F

( 76-X ) Sobrecorriente DC alta

X

. G. (

49-TX

)

Temperatura

del

transformador alta

X

H. ( 26-RTX ) Temperatura del aire refrigeración alta I.

(

76-X ) Error de referencia de

corriente alta J.

X

X

( 47-X ) Fases de entrada no están en frecuencia

X

K. ( 63-RAX ) Bajo flujo de aire en el intercambiador L.

X

( 63-RWX ) Bajo flujo de agua en el intercambiador

X

A/C

73

TABLA 2.3.3: Ejemplo de enclavamiento al rectificador principal de EW ( cont. )

Equipos

Condición de enclavamiento Rectificador

de

P

El rectificador se detiene si:

respaldo A (RF-500-973).

E

X

( 26T ) Temperatura de diodo alta.

. B

(

26T

)

Temperatura

.

transformador alta

C

( 86R ) Fusible de diodo fallado.

del

X

X

. D .

Sobrecorriente DC

X

A/C

74

2.8.7.6.

Alarmas El metalurgista de planta y el departamento de instrumentación tiene programados límites de

alarmas para ciertas variables del proceso. Estas alarmas están diseñadas para alertar al operador si algún límite preestablecido ha sido excedido. 2.8.7.6.1. Procedimiento de respuesta de alarmas Una vez que el operador ha sido alertado de una condición de alarma, es su responsabilidad: Reconocer la alarma apretando el botón de reconocimiento. Averiguar que ha causado la alarma. Determinar la mejor manera de eliminar la causa de la alarma para poder remover la condición de alarma. Ejecutar la acción debida para lo anterior.

En algunos casos es necesario obtener asistencia y ayuda del supervisor del área, personal de mantenimiento o ambas partes. Las alarmas son normalmente causadas por algunas de las siguientes condiciones: Condición de proceso sobre fijada. Mal funcionamiento eléctrico o mecánico. Situación de seguridad personal.

El primero de los pasos que el operador debe hacer cuando responda a una alarma, es referirse al listado de todas las alarmas, las cuales son mostradas en esta sección.

75

2.8.7.6.2. Estructura de la tabla de alarmas TABLA 2.4.1: Estructura de alarmas Columna N°. tag

Servicio

Descripción Tag de la alarma ( código mas número ). Nombre del equipo o servicio a quien se aplica la alarma.

Falla

Condición de falla.

Causa posible

Causa probable que ocasiona la alarma.

Solución

Acciones correctivas para remover la condición de alarma.

TABLA 2.4.2: Códigos de alarma

Código

Alarma

FAH

Alarma de flujo ALTO.

FAL

Alarma de flujo BAJO.

FAHH

Alarma de flujo MUY ALTO.

FALL

Alarma de flujo MUY BAJO.

LAH

Alarma de nivel ALTO.

LAL

Alarma de nivel BAJO.

LAHH

Alarma de nivel MUY ALTO.

LALL

Alarma de nivel MUY BAJO.

IAH IAHH

Alarma de corriente ALTA. Alarma de corriente MUY ALTO.

76

Código

Alarma

WALL

Alarma de peso MUY BAJO.

WAL

Alarma de peso BAJO.

WAH

Alarma de peso ALTO.

WAHH ZAH ZAHH

Alarma de peso MUY ALTO. Alarma de desplazamiento ALTO. Alarma de desplazamiento MUY ALTO.

TAH

Alarma de temperatura ALTA.

TAL

Alarma de temperatura BAJA.

DALL

Alarma de densidad MUY BAJA.

AAH

Alarma de pH ALTO.

AAHH

Alarma de pH MUY ALTO.

OAHH

Alarma de torque MUY ALTO.

SAH

Alarma de velocidad ALTA.

SAL

Alarma de velocidad BAJA.

CAH

Alarma de conductividad ALTA.

CAL

Alarma de conductividad BAJA.

XA

Alarma de seguridad ACTIVADA

77

TABLA 2.4.3: Ejemplo alarmas en las celdas electrolíticas Nº de tag

Servicio

Falla

Causa posible

Solución

TAL-50000

Electrolito pobre de

La

1.- El flujo de agua

1.- Revise el flujo

celdas hacia el

temperatura

caliente a través del

que bombean las

tanque de

del electrolito

intercambiador de calor

bombas ( PP-400-

recirculación (lado

pobre es baja.

electrolito a EW /agua

046 ) ( PP-400-047 )

del electrolito

caliente ( HX-400-001 ) es

( PP-400-048 ).

pobre).

bajo. 2.- El intercambiador de calor electrolito a EW /agua caliente ( HX-400001 ) se esta obstruyendo o tiene acumulación de

2.- Si se requiere solicite que se detenga y limpie el intercambiador de calor (HX-400-001).

incrustaciones que producen una transferencia de calor deficiente. 3.- El suministro de corriente a las celdas es bajo.

3.- Subir el suministro de corriente hacia las celdas de electroobtención de acuerdo a balance.

TAL-50002

Electrolito pobre de

La

1.- El flujo de agua

1.- Revise el flujo

celdas hacia el

temperatura

caliente a través del

que bombean las

tanque de

del electrolito

intercambiador de calor

bombas ( PP-400-

recirculación ( lado

pobre es baja.

electrolito a EW/ agua

046 ) ( PP-400-047 )

del electrolito

caliente ( HX-400-001 ) es

( PP-400-048 ).

pobre ).

bajo. 2.- El intercambiador de calor electrolito a EW/

2.- Si se requiere

agua caliente ( HX-400-

solicite que detengan

001 ) se esta obstruyendo o

y limpien el

tiene acumulación de

intercambiador de calor ( HX-400-001

78

Nº de tag

Servicio

Falla

Causa posible

Solución

incrustaciones que

calor ( HX-400-001

producen una transferencia

).

de calor deficiente. 3.- El suministro de corriente a las celdas es bajo.

3.- Subir el suministro de corriente hacia las celdas de electroobtención de acuerdo a balance.

79

2.9. Redes de Sistemas de Control Distribuído ( DCS ) 2.9.1.

Introducción Una red de control es un conjunto de elementos que comparten información con la finalidad

de controlar un sistema productivo. En nuestro caso se tiene un entorno denominado Sistema de Control Distribuido ( DCS ) Symphony. Usando equipos de la línea Elsag Bailey perteneciente al grupo ABB ( Asea Brown Bovery ). 2.9.2.

El Sistema de Control Distribuído ( DCS ) Un sistema DCS tiene componentes que permiten al usuario ensamblar el Hardware de

Control y el Software en un ambiente único. El DCS provee un ambiente sencillo de programación para las presentaciones gráficas de planta, Pantallas de Control y el Programa de Control. Toda la programación es realizada desde la WorkStation ( una computadora con capacidades adecuadas para la aplicación ); en ésta se diseñan las presentaciones gráficas y se escriben las ecuaciones de control. El DCS posee controladores y estaciones de trabajo necesarias para la operatividad de sistema que posibilite monitorear y controlar eficientemente complejas plantas. El hardware de un DCS posee uno o más WorkStation´s y uno o más Controladores PCU´s ( Unidad de control de proceso ), los que son conectados mediante una red ETHERNET. El DCS es un sistema Muti Tasking, puesto que puede mejorar grandemente su funcionalidad en fábricas con amplio control, comparado con los sistemas simples Single Tasking; esto significa que si se tiene instalado un sistema, éste puede ser repotenciado grandemente sin muchas modificaciones adicionales. Todo el Hardware ( WorkStation y Controllers ), será distribuído en todo el entorno geográfico productivo; las WorkStation están colocadas en los lugares más convenientes. Los programas que controlan la planta y las presentaciones gráficas en las Work Station también son distribuíbles. Un proyecto de control tiene muchos programas, cada uno de los cuales no necesariamente se ejecutan en un sólo lugar. Esto nos indica que en un Sistema DCS no existe un único lugar de control, sino más bien varios, y estos a su vez pueden Interrelacionarse al nivel de monitoreo e incluso control.

80

Existen en el mercado diversas marcas que promueven este sistema por ejemplo: ABB ( Symphony, Harmony, Freelance 2000, INFI90 OPEN, y DCI System Six ), Honeywell, Yokogawa Blue Star, Foxboro, etc. El sistema usado en la Planta de Óxidos es el SYMPHONY ( Elsag Bailey de ABB ). Este sistema trabaja dentro de una red denominada INFI-NET ( CNET ), cuya particularidad es la de poder soportar hasta 250 lazos ( loop´s ), y hasta 250 nodos por loop. Un lazo es un conjunto de elementos interconectados físicamente, formando un anillo cerrado; cada elemento del loop es denominado nodo. Los nodos básicamente son las WorkStation y los Controllers ( PCU ). Una WorkStation en el Sistema SYMPHONY puede ser una Operator Workstation ( OWS ) o una Enginnering Workstation ( EWS ). 2.9.3.

Operator Workstation ( OWS ) Denominadas también Operator Interface Station ( OIS ), es la estación de trabajo

dedicada para el Operador de la Planta, en ella se tienen las denominadas Pantallas de Control sobre las cuales el operador tiene completo acceso, de tal manera que le permita un control total de la planta. En ésta se encuentra instalado un software denominado Human System Interface ( HSI ); éste es el Conductor NT 4.0 usado para la creación y configuración de pantallas de control. 2.9.4.

Engineering Workstation ( EWS ) Es la estación de ingeniería usada para la configuración, mantenimiento y diagnostico

de la red, en ésta se encuentran instalados todos los software necesarios para las funciones descritas, y solamente tienen acceso a ésta personal especializado. El software usado es el Composer 3.2. En la figura se muestra un esquema de un Sistema SYMPHONY. La planta de Oxidos de Tintaya, posee un LOOP y 11 NODOS 2.9.5.

Características del SYMPHONY Comparte información entre módulos de diferentes nodos. Presenta control redundante ( 2 módulos MFP ). Realiza acciones de control en una consola o computadora conectada a través de una unidad de interface de red. Realiza configuración y mantenimiento de la configuración de control desde una consola o computadora. La red de comunicación INFINET, tiene capacidad para soportar hasta 250 lazos con 250 nodos por lazo..

81

FIGURA 2.17: Esquema de un sistema Symphony

82

2.9.6. El Composer El Composer provee un conjunto comprensivo de herramientas de mantenimiento e ingeniería para el sistema de Gerenciamiento y Control Symphony. El Composer está diseñado para trabajar en Windows NT, proporcionando un ambiente de trabajo que hace simple la configuración y mantenimiento del Sistema Symphony. Las configuraciones en un proyecto son organizadas de manera simple permitiendo un manejo fácil de la configuración de las estrategias de control y pantallas gráficas del proceso en un sistema. Todas las aplicaciones comparten una base de datos de la configuración para la validación de datos y proveer un simple punto de entrada de los mismos eliminando la duplicidad. La información de otros sistemas relacionados al proceso ( como por ejemplo: procedimientos operacionales, layouts de planta, diagramas de cableado, esquema de gabinetes, etc ) creados con otras herramientas de software aplicativos pueden ser integradas en la presentación del proyecto para proveer al ingeniero y operadores acceso a variada información crítica de la planta. La arquitectura cliente servidor de Composer provee un ambiente multiusuario, que permite configuraciones simultáneas hechas por varios usuarios. Adicionalmente los usuarios pueden tener acceso en línea a los datos e información del sistema que este funcionando. 2.9.7. Ingreso de las señales de campo al Control Distribuidor Bailey Como puede verse, las señales de campo ingresan a través de los módulos I/O Slave, estos entregan sus señales por medio del Slave Spander Bus ( 500Kb/s ), hacia los módulos principales MFP ( Multifunction Processors Module ); estos a su vez se comunican por medio del bus ControlWay ( 1,0 Mbaud ) intercambiando información; el Controlway se enlaza con la red INFINET usando las NIS ( Network Interface Module ) y las NPM ( Network Processing Module ). Este flujo de información es similar para todos los PCU´s.

83

OIS INFI-NET RING 10 Mbps 250 NODOS

PCU

PCU NIS

NPM

NPM

NIS

CONTROLWAY (1 MBAUD)

MFP

MFP

......HASTA 32 MODULOS

MFP

MFP

SLAVE SPANDER BUS (500 KBYTES/SEC)

I/O SLAVE

VALVULA

TX DE PRES.

I/O SLAVE

...HASTA 64 MODULOS

I/O SLAVE

TX DE FLUJO

MFP

MFP

SLAVE SPANDER BUS (500 KBYTES/SEC)

I/O SLAVE

VALVULA

SEÑALES DE CAMPO

FIGURA 2.18: Ingreso señales a la red INFINET

TX DE PRES.

I/O SLAVE

...HASTA 64 MODULOS

I/O SLAVE

TX DE FLUJO

SEÑALES DE CAMPO

84

2.10.

Experiencias y/o trabajos realizados

2.10.1. Introducción A lo largo de 10 años de experiencia en mi carrera especializado a la instrumentación, control y automatización, fue variada mi labor y aporte de mejora la cual describo a continuación: 2.10.2. Empresa Electromédica Peruana Mantenimiento y calibración de precisión en el Hospital Guillermo Almenara como ecógrafos, electrobisturi, monitores cardiacos, microscopios entre otros. Aporte principal: Calibración de monitores cardiacos y ecógrafos con simuladores patrones. 2.10.3. Vamsac ( Válvulas, Accesorios y Maquinarias SAC ) Dimensionamiento e instalación de instrumentos industriales de medición en las plantas industriales como medidores de presión, temperatura, flujo, nivel, equipo analítico ( pH, conductividad, ORP, turbidez ), y actuadores como válvulas de control y variadores. Aporte principal: Dimensionamiento de 35 válvulas de control de petróleo para la Refinería de Talara en base a condiciones de proceso. Dimensionamiento de 80 instrumentos de medición y 30 válvulas y reguladores de presión para la planta de aceites de San Miguel Industrial en base a condiciones de diseño. Dimensionamiento e instalación de medidores másicos para medición de flujos volumétricos y masicos de pulpa de relaves en Planta concentradora Marsa. 2.10.4. Southern Peru Limited Mantenimiento de instrumentos e instalación de nuevos equipos en la Planta concentradora Toquepala. Aporte principal: Enlace de comunicación PLCs con sistema de control distribuido INFI 90 en la Planta Chancado II

85

Configuración, control de 15 variadores de frecuencia de bombas de recicloneo de los molinos de bolas. Adición de la programación de monitoreo y control de molino de remolienda con SLC500/03 2.10.5. T.J. Castro S.A. Dimensionamiento de equipos eléctricos Cutler Hammer para Plantas Industriales Aporte principal: Dimensionamiento de Centro Control de motores para la Planta Concentradora de San Mateo en 10Kv y 0.46 Kv. Dimensionamiento del sistema de ventilación de socavones para la Planta de Yauliyacu con controladores PLC Cutler Hammer. 2.10.6. BHP Billiton Tintaya S.A. Mantenimiento Eléctrico e Instrumentación de Planta Concentradora y la Planta de Oxidos Aporte principal: Pruebas y puesta en marcha de la Instrumentación y Sistema de control distribuido Infi 90 Bailey para el control del Molino 3 en la Concentradora. Prueba y puesta en marcha de la Instrumentación y Sistema de control distribuido Infi 90 Bailey para el control de la Planta de Oxidos ( lixiviacion ) con tecnología de ultima generación. Sistema de control de corrientes de 2 rectificadores de 24KAmp.. a 232Vdc cada uno. Para el desborre en la electro deposición. Implementación de la Red Industrial de la Planta de Oxidos integrando a toda la red de PLC´s, Instrumentación, equipos eléctricos y el sistema de control distribuido. Gestión de mantenimiento eléctrico e instrumentación en la planificación, programación, ejecución y análisis de los trabajos preventivos y correctivos. Además del apoyo de la confiabilidad para el mantenimiento predictivo. 2.10.7. Experiencia Principal En mi experiencia anteriormente mencionada resalto lo mas importante y que voy a exponer en la Gestión de mantenimiento en la Instrumentación, Control y Automatización en las Plantas productoras de Cobre al 99.999% de pureza.

86

La gestión que realice y sigo optimizando esta linealizado en normas y estándares de calidad y seguridad que son las siguientes: Estándar de calidad ISO 9001 Estándar de calidad en BHP Billiton: More class Estándar de seguridad: NOSA Estándar de medio ambiente: ISO 14001 En base a lo descrito anteriormente he obtenido los siguientes cumplimientos: Planes de mantenimiento de Instrumentación Reportes y KPI´s a través de G-sap Cumplimientos y programas

87

2.11.

Planificación del Mantenimiento de la Instrumentación

88

89

90

91

92

93

94

95

96

97

2.12.

Actualización de los planos PI&D

98

99

100

101

102

103

104

105

106

107

2.13.

Reportes de Calibración de Instrumentos

108

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110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

2.14. Formatos de Sintonia con Expertune

FIGURA 2.19: Ejemplo curva de Sintonia con simulador de señales

124

2.15.

Aplicaciones mas importantes en el sistema de control:

2.15.1. Programación Curva de Subida y Bajada de Corriente de Rectificadores de Celdas Electrolíticas de Electro Deposición 2.15.1.1. Objetivo Generar una rampa de subida y bajada de la corriente DC en cada celda para minimizar las contaminaciones e plomo por los cambios bruscos de corriente. 2.15.1.2.

Descripción preliminar Si tenemos una subida drástica de la corriente DC en cada celda sucede que la protección de oxido

de plomo de los ánodos se desprenden liberando oxigeno la cual hace que se caiga este Oxidos y contamine las paredes de los cátodos y malogre la calidad del cátodo. Para evitar este incidente de contaminación y mala calidad de cátodos, se realizo el siguiente cambio del control automático PID del lazo de corriente de los 2 rectificadores. Que si bien nos daba una subida no tan brusca pero teníamos una subida exponencial que aun afectaba a la contaminación, para ello en la practica se calculo los parámetros en la cual debía formarse dicha rampa en cada rectificador que es la siguiente: Bajada: de 20Kamp. A 2Kamp. En 5 min. Subida: de 2Kamp. A 20Kamp. En 30 min. 2.15.1.3.

Descripción del sistema Área 500 Electro Obtención ( Eletrowinning ) Los equipos asociados al proceso son:

Casa de Celdas Celda de Electro Obtención

2.15.1.3.1. Casa de Celdas Contiene 100 celdas individuales monolíticas de concreto polímero con cajones de rebalse integrales ( cada celda con 67 ánodos y 66 cátodos ). Los ánodos son planchas roladas en caliente y hechas de una aleación de plomo, calcio y estaño. La plancha está unida a una barra de contacto de cobre. Cada ánodo está equipado con espaciadores de plástico tipo ala delta. Las planchas madre están hechas de acero inoxidable 316 L con un área para la deposición de 1 m2 ; tienen aisladores de plástico en los bordes laterales y una barra de cobre sólido soldada en la parte superior, el borde inferior de la plancha esta libre.

125

FIGURA 2.20: Casa de Celdas

126

2.15.1.3.2. Celda de Electro Obtención

Las celdas están construidas en concreto polímero ( resina de viniliéster con agregado de arena de sílice inerte ). Cada una está equipada con un tapón de drenaje ubicado en el fondo y en la parte lateral de la celda ( en un extremo de la celda ).

Periódicamente, las celdas deben drenarse y limpiarse del óxido de plomo que haya decantado al fondo de la celda. Antes de que pueda limpiarse una celda debe cortocircuitarse usando el marco cortocircuitador Una vez que se ha cortado la energía eléctrica de la celda, los electrodos son retirados y la solución se drena desde la celda, luego se saca el lodo de plomo del fondo y se pone en depósitos de limpieza. Después de que la celda está limpia, se instalan nuevamente los cátodos y ánodos y se llena la celda con electrolito. Una vez que la celda está llena, se retira el marco cortocircuitador y la electricidad fluye nuevamente a través de la celda.

Un extremo del electrodo hace contacto con la barra triangular de cobre mientras el otro extremo descansa sobre un material no conductor colocado entre las ranuras de cobre triangulares.

127

FIGURA 2.21.1: Celda de Electro Obtención

128

FIGURA 2.21.2: Proceso de electrólisis dentro de la celda

129

2.15.1.3.3.

Flujo de corriente en las filas de las celdas

Entre los cátodos y ánodos de cada celda fluye corriente continua del rectificador, la misma corriente fluye de una celda a otra a través de todo el circuito.

El flujo de corriente va desde los rectificadores hacia los ánodos, a través del electrolito, y sigue hasta llegar al cátodo. El sistema de aislamiento eléctrico de un extremo de cada electrodo al terminar cerca de la barra conductora de la celda opuesta. Las barras de suspensión de los ánodos y cátodos puentean las celdas. Sin embargo, cada barra de suspensión descansa sobre un soporte aislado, esto fuerza a la corriente a que fluya a través del electrolito entre los electrodos.

A medida que el electrolito fluye a través de la celda, el cobre del electrolito se deposita en el cátodo por electrolisis, lo cual libera oxígeno en el ánodo. Se deja que se acumule cobre en las planchas madre durante siete días, al final del ciclo, se cosechan los cátodos de las celdas y se despegan los depósitos de cobre en la máquina despegadora. Luego, las planchas madre, se devuelven a las celdas de electroobtención o se reparan si es necesario; luego comienza nuevamente el ciclo de siete días.

130

FIGURA 2.22.1: Circuito Eléctrico con el rectificador

131

2.15.1.4.

Código de funciones más usados en el DCS

2.15.1.4.1. Código de funcion 2: Constante de referencia manual ( generador de señales ) La salida de la constante de referencia manual es una señal análoga desarrollada desarrollada dentro de la función que es igual a < S1 >. Esta función provee un valor de salida sintonizable en unidades de ingeniería. Salidas 2.15.1.4.2. Código de función 9: Transferencia análoga Esta función selecciona una o dos entradas dependiendo de una entrada booleana . la salida es igual a la entrada determinado por el estado de la entrada . Hay 2 constantes que proveen transferencia plana m en ambas direcciones. 2.15.1.4.3. Código de función 12: Comparador alto / bajo Este código de función permite comparar una señal real con 2 umbrales superior e inferior. El código posee 2 salidas discretas ( N y N+1 ) La primera es 1 lógico cuando la señal es igual al umbral superior o lo excede. La segunda es 1 lógico cuando la señal es igual o menor al umbral inferior . si el valor de la entrada esta entre 2 umbrales ambas salidas son cero lógicos. 2.15.1.4.4. Código de función 15: Sumador 2 entradas Este código de función realiza una suma ponderada de 2 señales reales ( y ) . los pesos son asignados en las especificaciones y y la señal de salida se obtiene de la siguiente ecuación: Salida = ( x ) + ( x ) Los valores por defecto de las señales de entrada son cero, los valores por defecto de los pesos son 1.0. esta función realiza también para una resta, para ello se asigna un peso de 1.0 a y –1.0 a . 2.15.1.4.5. Código de función 16: Multiplicación Este código de función realiza la multiplicación de 2 señales reales y , la señal de salida es el producto de estas 2 señales por la ganancia especificada en el parámetro .

132

2.15.1.4.6. Código de función 17: División Este código de función realiza la división algebraica. El dividendo es la primera señal y el divisor la segun , la señal de salida es el cociente de la división multiplicado por la ganancia especificada en el parámetro Salida = x / . 2.15.1.4.7. Código de función 19: PID ( PV y SP ) Esta función provee acción proporcional, derivativa e integral en una señal de error desarrollado desde las entradas variable de proceso ( PV ) y setpoint ( SP ). El bloque tiene 4 entradas y una salida. Además de las entradas PV y SP, hay señales de entrada de referencia de ruta y switch de ruta. Si el switch de ruta es cero, la salida seguirá a la señal de referencia de ruta . Este provee un control plano para transferir de modo manual a automático. Los parámetros para el bloque de función incluyen un multiplicador de ganancia única S5, una constante proporcional S6, una constante integral S7, y una constante de ganancia derivativa S8. 2.15.1.4.8. Código de función 35: Temporizador Este código de función temporizador ejecuta funciones de tiempo, tiempo pulsado, y retardos de tiempo. Modo tiempo es especificado por S2, la duración del retardo de tiempo es especificada por S3 2.15.1.4.9. Código de función 37: AND ( 2 entradas ) El código de función AND 2 entradas ejecuta la función lógica AND, la salida es 1 lógico cuando ambas entradas son 1 lógicas. 2.15.1.4.10. Código de función 39: OR ( 2 entradas ) El código de función OR 2 entradas ejecuta la función OR lógico. La salida es 1 lógica si uno de ellos o ambos son 1 lógico. Y la salida es 0 lógica si ambos son 0 lógicos. 2.15.1.4.11. Equipos involucrados Para llevar a cabo la deposición electrolítica es necesario el uso de la energía eléctrica, una corriente continua, se aplica a los ánodos ( carga + ) y a los cátodos ( carga - ) a través de los 2 rectificadores de las sgtes. Características: Dos Rectificadores marca: Búffalo,Power de 24.053Kamp. a 232.5Vdc c/u.RF-500-971 y RF500-972 que incluye lo sgte:

133

Interruptor de carga SW -500-971 / 972 de 15KV, 600Amp, 110Kv BIL. Transformador del rectificador TF-500-971 / 972 de 10.0Kv / 60hz / 6895.2 kVA en el primario y 232.5Vdc L-N ( 405.5VL-L ), 9751.3 kVA. En el secundario. Interruptor / Desconexión CC SW -500-973 / 974 Banco de armónicos: 5, 7, 11, 13, 17 armónica Las siguientes reacciones ocurren en las celdas de electroobtención, en el ánodo el agua se descompone desprendiendo Ion hidrógeno, gas oxigeno, y electrones; los electrones producidos en el ánodo, migran por las conexiones metálicas hacia los cátodos, en donde se produce la reacción de reducción de los iones Cu+2 a cobre metálico Cu0. las cuales son depositados sobre una plancha madre de acero inoxidable. El electrolito cierra el circuito eléctrico en la celda electrolítica, al transportar iones de cobre desde el ánodo al cátodo. La densidad de corriente aplicada es 280 Amp / m2. con una eficiencia de corriente de 92%. 2.15.1.4.12. Programación de la apl icación Como vemos se necesita obtener lo siguiente: Bajada: de 20Kamp. A 2Kamp. En 5 min. Subida: de 2Kamp. A 20Kamp. En 30 min. Toda la configuración se realiza en el sistema de programación CAD Composer Harmony 3.2 usando los código de funciones mencionados anteriormente para ello tenemos la programación mencionada.

134

FIGURA 2.22.2: Programación en Composer de la subida y bajada de Corriente

135

2.15.2.

Red Industrial de Planta de Oxidos

2.15.2.1. Objetivo Monitorear, controlar, supervisar y admin istrar la totalidad de los equipos instalados a lo largo de la Planta de Oxidos y desde cualquier punto de la red. Estandarizar y generar solo una base de datos históricos. Optimizar e interconectar los recursos tecnológicos de la Planta. Ordenamiento del Flujo de la información. Mejoramiento de la Seguridad de la Red. Mejorar el mantenimiento y soporte a los equipos electrónicos de la planta. Mejorar el tiempo de respuestas a posibles problemas con los equipos.

2.15.2.2.

Justificación

Necesidad de una red Industrial Necesidad de un plan tecnológico creciente Mejor aprovechamiento de la infraestructura tecnológica actual Necesidad de Mejorar el actual control de los equipos de planta No dependencia de otras unidades Auto soporte en tiempo real 2.15.2.3.

Resumen La planta de Oxidos produce cobre a través del método de lixiviación y electro deposición,

disponiendo de las siguientes arreas bien diferenciadas: Arrea 100: Chancado I y II ( donde el mineral es disminuido de tamaño hasta 3/8” ) Arrea 200: Lixiviación de pilas ( mineral grueso después del chancado es depositado en unas canchas y es lixiviado con ácido sulfúrico para sacarle el cobre ) Arrea 250: Lixiviación de finos ( El mineral fino después del chancado es mezclado con agua y ácido y agitado en unos tanques para separar el cobre ) Arrea 300: Extracción por solventes ( El cobre que esta en la solución del PLS es transferido a la solución de orgánico y de allí al electrolito listo para ser transferido a la electrodeposición ) Arrea 400: Patio de tanques ( Sirve de alma cenamiento de las soluciones de electrolito pobre y rico, orgánico descargado y cargado ) Arrea 500: Electro deposición ( el electrolito rico con cobre es depositado en las celdas electrolíticas en la que es inyectado una corriente continua para producir la electrolisis y sacado el cobre en forma de cátodos ) Arrea 620 y 810: Auxiliares ( involucra pozas de PLS, rafinato, calderos, compresores )

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En base a lo descrito se tiene en la Planta de Oxidos una serie de equipos e instrumentos que se si bien es cierto trabajan para su aplicación especifica y funcionalidad. Estas deben ser llevadas a una sola conexión industrial la cual haría mas fructífera su monitoreo, control, supervisión y administración y por ende incrementar la optimización de la producción de la Planta. Para ello se ha definido realizar una red industrial en Ethernet con medio físico principal en fibra óptica e ir conectando todos estos equipos, subredes, a lo largo. Para ello tenemos definido los siguientes equipos y subredes: PLC Espesador: M icrologix 1500 PLC Floculante iónico: SLC500/5 Sistema de apilamiento Stacker: Subred de 5 PLC´s Micrologix 1200 Subestación Area 100: Red eléctrica de relés de protección y variadores de control Instrumentación de medición de procesos en Protocolo Hart PLC Clarificador: Micrologix 1500 PLC Floculante no iónico: SLC500/5 Subestación Area 200: Red eléctrica de relés de protección y variadores de control Subestación Area 300 / 400: Red eléctrica de relés de protección y variadores de control Filtros de electrolito: PLC Schneider Osmosis: Micrologix 1200 Secadores de aire: Micrologix 1200 Calderos: control flama 2 Compresoras: desde su control Subestación Area 500: Red eléctrica de reles de protección y variadores de control Sistema de control Distribuído Symp hony DCS ABB Sistema de ventilación EW SAME: PLC Modicon Maquina deslaminadora: PLC 5/20 Subestación area 620: Red eléctrica de reles de protección y variadores de control Control factor de potencia: PLC Modicon Subestación de 10KV Alimentación Repsa: Subred de relés electrónicos de protección, y control de transformador 138Kv / 10Kv. 33Mva. Sistema de bombeo de agua: SLC 500/5 2.15.2.4.

Descripción de la red VLAN

2.15.2.4.1. Introducción Los grupos de trabajo en una red, hasta ahora, han sido creados por la asociación física de los usuarios en un mismo segmento de la red, o en un mismo concentrador o hub.

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Como consecuencia directa, estos grupos de trabajo comparten el ancho de banda disponible y los dominios de " broadcast ", y con la dificultad de gestión cuando se producen cambios en los miembros del grupo. Más aún, la limitación geográfica que supone que los miembros de un determinado grupo deben de estar situados adyacentemente, por su conexión al mismo concentrador o segmento de la red. 2.15.2.4.2. Tecnología Existen tres aproximaciones diferentes que pueden ser empleadas como soluciones válidas para proporcionar redes virtuales: conmutación de puertos, conmutación de segmentos con funciones de bridging, y conmutación de segmentos con funciones de bridging / routing. Todas las soluciones están basadas en arquitecturas de red que emplean concentradores / conmutadores. Aunque las tres son soluciones válidas, sólo la última, con funciones de bridge / router, ofrece todos las ventajas a las VLAN. 1. Conmutadores de puertos. Los conmutadores de puertos son concentradores con varios segmentos, cada uno de los cuales proporciona el máximo ancho de banda disponible, según el tipo de red, compartido entre todos los puertos existentes en dicho segmento. Se diferencian de los conmutadores tradicionales en que sus puertos pueden ser dinámicamente asociados a cualquiera de los segmentos, mediante comandos software. Cada segmento se asocia a un " backplane ", el cual a su vez, equivale a un grupo de trabajo. De este modo, las estaciones conectadas a estos puertos pueden asignadas y reasignadas a diferentes grupos de trabajo o redes virtuales. Podemos definir a los conmutadores de puertos como " software patch panels ", y su ventaja fundamental es la facilidad para la reconfiguración de los grupos de trabajo; sin embargo, tienen graves limitaciones. Dado que están diseñados como dispositivos compartiendo un backplane físico, las reconfiguraciones de grupo de trabajo están limitadas al entorno de un único concentrador, y por tanto, todos los miembros del grupo deben de estar físicamente próximos. Las redes virtuales con conmutadores de puertos, padecen de conectividad con el resto de la red. Al segmentar sus propios backplanes, no proporcionan conectividad integrada entre sus propios backplanes, y por tanto están "separados" de la comunicación con el resto de la red. Para ello requieren un bridge / router externo. Ello implica mayores costes, además de la necesidad de reconfigurar el bridge / router cuando se producen cambios en la red. 2. Conmutadores de segmentos con bridging: A diferencia de los conmutadores de puertos, suministran el ancho de banda de múltiples segmentos de red, manteniendo la conectividad

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entre dichos segmentos. Para ello, se emplean los algoritmos tradicionales de los puentes ( bridges ), o subconjuntos de los mismos, para proporcionar conectividad entre varios segmentos a la " velocidad del cable " o velocidad máxima que permite la topología y protocolos de dicha red. Mediante estos dispositivos, las VLAN no son grupos de trabajo conectados a un solo segmento o backplane, sino grupos lógicos de nodos que pueden ser conectados a cualquier número de segmentos de red físicos. Estas VLAN son dominios de broadcast lógicos: conjuntos de segmentos de red que reciben todos los paquetes enviados por cualquier nodo en la VLAN como si todos los nodos estuvieran conectados físicamente al mismo segmento. Al igual que los conmutadores de puertos, mediante comandos software se puede reconfigurar y modificar la estructura de la VLAN, con la ventaja añadida del ancho de banda repartido entre varios segmentos físicos. De esta forma, según va creciendo un grupo de trabajo, y para evitar su saturación, los usuarios del mismo pueden situarse en diferentes segmentos físicos, aún manteniendo el concepto de grupo de trabajo independiente del resto de la red, con lo que se logra ampliar el ancho de banda en función del número de segmentos usados. 3. Conmutadores de segmentos con bridging / routing: Son la solución evidente tras la atenta lectura de las dos soluciones anteriores. Dispositivos que comparten todas las ventajas de los conmutadores de segmentos con funciones de bridging, pero además, con funciones añadidas de routing ( encaminamiento ), lo que les proporciona fácil reconfiguración de la red, así como la posibilidad de crear grupos de trabajo que se expanden a través de diferentes segmentos de red. Mediante las redes virtuales, podemos crear un nuevo grupo de trabajo, con tan solo una reconfiguración del software del conmutador. Ello evita el recableado de la red o el cambio en direcciones de subredes, permitiéndonos así asignar el ancho de banda requerido por el nuevo grupo de trabajo sin afectar a las aplicaciones de red existentes. En las VLAN con funciones de routing, la comunicación con el resto de la red se puede realizar de dos modos diferentes: permitiendo que algunos segmentos sean miembros de varios grupos de trabajo, o mediante las funciones de routing multiprotocolo integradas, que facilitan el tráfico incluso entre varias VLAN’s. Las redes virtuales combinan mayores anchos de banda, facilidades de configuración y potencial de crecimiento, lo que ayudará a que se conviertan en un standard en los entornos corporativos.

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Muchos de estos fabricantes intentan buscar soluciones adecuadas para lograr dicha interoperatividad, y por ello, una gran ventaja de las soluciones basadas en software es que podrán ser adaptadas a las normalizaciones que tendrán lugar en un futuro cercano. Algunas soluciones basadas en hardware habrán de quedarse atrás en este sentido. El futuro es claro respecto de este punto: Las características VLAN formarán parte, en breve, de todos los equipos que se precien de querer ser competitivos. ?? Una buena alternativa para transportar datos ?? Bajo el mismo equipo físico , diferentes agrupamientos lógicos Hace algún tiempo existía el modelo de red basado en ruteadores , en el que se poseían segmentos independientes y delimitados por cada usuario. Estos ruteadores aparte de ser multiprotocolo podían detener las tormentas de broadcast, pero la desventaja era su sistema compartido. Posteriormente surgió un nuevo modelo en donde se involucraba la parte de switch. Aquí ya no existía contención ni colisión, pero ahora el problema consistía en la expansión del dominio de broadcast por la red. Las VLAN ( Virtual Local Area Networks; Redes virtuales de área local ) forman grupos lógicos para definir los dominios de broadcast. De esta forma existe el dominio de los rojos, donde el broadcast que genera el rojo solo le afectara a este color y el broadcast que genera el amarillo solamente afectara a esta parte de la red. Aunque físicamente estén conectadas las maquinas al mismo equipo, lógicamente pertenecerán a una VLAN distinta dependiendo de sus aplicaciones con lo que se logra un esquema mas enfocado al negocio. Anteriormente existía la red plana, donde el broadcast se repetía en los puertos y esto provocaba una situación critica. Ahora con las VLAN existe una segmentación lógica o virtual. Existen dos clases de VLAN: implícitas y explícitas. Las implícitas no necesitan cambios en el frame, pues de la misma forma que reciben información la procesan, ejemplo de ello son las VLAN basadas en puertos. En esta clase de VLAN el usuario no modifica ni manipula el frame, ya que solo posee una marca y por lo tanto el sistema se vuelve propietario. Las VLAN explícitas si requieren modificaciones, adiciones y cambios (MAC) al frame, por lo que sacaron los estándares 802.1p y 802.1q, en donde se colocan ciertas etiquetas o banderas en el frame para manipularlo. Esta clase surge ante la necesidad de interoperar en un ambiente con diferentes marcas, pero basadas en estándares. Por ejemplo: si requieren transportar información de la VLAN uno con equipo Alcatel a la VLAN dos que funcionan con equipo Cabletron, se debe utilizar un protocolo estándar para lograrlo.

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Un problema actual de las VLAN implícitas es que aun son propietarias y las explícitas son abiertas. Ambas clases de VLAn deberán utilizar los métodos de Networking, Inter-Domain e InterVLAN para realizar sus funciones de forma más simple. Otro de los problemas de las VLAN es la Calidad de Servicios ( QoS; Quality of service ), ya que con ATM ( Asinchronous Transfer Mode; Modo de transferencia asíncrona ) sé tenia garantizada la calidad de forma intrínseca, pero ahora se busca que las redes de frames puedan dar QoS , para que dentro de las VLAN el usuario pueda indicar la prioridad de sus paquetes y de ésta forma ganar eficiencia en el ancho de banda. Las VLAN deben ser rápidas, basadas en switchs para que sean interoperables totalmente – porque los routers no dan la velocidad requerida- , su información deberá viajar a través del backbone y deberán ser movibles, es decir, que el usuario no tenga que reconfigurar la maquina cada vez que se cambie de lugar. Basadas en puertos y direcciones MAC Internet Working; se apoya en protocolo y dirección capa tres. De aplicación y servicios: aquí se encuentran los grupos multicast y las VLAN definidas por el usuario. Servicios avanzados: ya se cumple con los tres criterios antes de realizar alguna asignación a la VLAN; se puede efectuar por medio de DHCP ( Dynamic Host Configuration Protocol ; Protocolo de configuración dinámica ) o por AVLAN ( Authenticate Virtual Local Area Networks; Redes virtuales autenticadas de área local ). 2.15.2.4.3. Diagrama de la Red Industrial I.

Area 500 Electro deposición 02 switch Super Stack III 3300 - 3C16980A - 24 puertos ( Subestacion 500 1er. Piso ) 01 switch Super Stack III 3300 - 3C16980A - 24 puertos ( solo para la VLAN industrial ) 48 Puertos administrativos, 24 puertos 02 switch Super Stack III 3300 - 3C16980A - 24 Puertos 01 Switch Super Stack III 3300 FX- 3C16982 – 12 puertos FO ( sala de control 2do. Piso ) 24 puertos administrativos, 04

puertos industriales, 02 servidores Compac Proliant, 01

servidor con SQL para la red industrial II.

Subestacion 200 1 Switch Super Stack III 3300 –3C16981A - 12 puertos, 03 puertos administrativos, 09 puertos industriales.

III.

Sala de control Area 200 1 Switch Super Stack III 3300 –3C16981A - 12 puertos, 03 puertos administrativos, 09 puertos industriales

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IV.

Subestación 100 Chancado 1 Switch Super Stack III 3300 – 3C16981A - 12 puertos, 03 puertos administrativos, 09 puertos industriales

V.

Sala de control area 100 Chancado 1 Switch Super Stack III 3300 – 3C16981A - 12 puertos, 03 puertos administrativos, 09 puertos industriales

VI.

Sala de control Tambor de Curado 1 Switch Super Stack III 3300 – 3C16981A - 12 puertos, 03 puertos administrativos, 09 puertos industriales

VII.

Subestación SX y Patio de Tanques 1 Switch Super Stack III 3300 – 3C16981A - 12 puertos, 02 puertos administrativos, 10 puertos industriales

VIII.

Subestación principal 1 Switch Super Stack III 3300 – 3C16981A - 12 puertos, 04 puertos administrativos, 08 puertos industriales.

IX.

Balanza de camiones 1 Switch Super Stack III 3300 – 3C16981A - 12 puertos, 06 puertos administrativos, 06 puertos industriales La distribución de los puertos para cada área se hizo en base a la inspección en planta y de la

observación de los equipos industriales y administrativos en cada área ubicados.

Debe considerarse también que la red Industrial al momento de su instalación no contará con ningún equipo conectado a ella, por lo cual esta tendrá las siguientes características: Cada SWITCH tendrá un color para los puertos Administrativos y otro para los puertos Industriales Cada SWITCH tendrá un mapa de puerto en el que se sindicará la siguiente información 1. Número de puerto 2. VLAN a la que pertenece 3. Port Trunk’s Marcados ( señalizan como se conectan entre SWITCH ) Mapa de conexión de los equipos ( SWITCH ) Al final la estadística de puertos para cada VLAN es como sigue: 80 % de los puertos de la red son Industriales 20 % de los puertos de la red son Administrativos

2.15.2.4.4. Tabla de IP´s fijos para el Area Industrial Para la red industrial se implementara el siguiente rango de IP’s privadas: 192.168.255.0 / 255.255.255.0 La distribución será de la siguiente manera:

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TABLA 2.5.1: IP´s fijos para el Area Industrial Rango Inicial

Rango Final

Cantidad IP

Asignado a

Comentario

192.168.255.1

192.168.255.20

20

Switches

192.168.255.21

192.168.255.40

20

Servidores

192.168.255.41

192.168.255.120

80

Estaciones Industriales

192.168.255.121

192.168.255.240

120

Equipos Industriales.

192.168.255.241

192.168.255.254

14

Routers

Ej. PLC's

TABLA 2.5.2: Asignación de IP’s de Switches Industriales Ubicación

Código

IP

Port Trunk

152.153.52.129 Todos

Descripción

Coment.

Electro winning Building (P.2)

3C16982

12 Ports FO

Electro winning Building (P.2)

3C16980A

no Port

24 Ports UTP

Stack

Electro winning Building (P.1)

3C16980A 192.168.255.1

Port 25

24 Ports UTP

Port 25 FO

Electro winning Building (P.1)

3C16980A

no Port

24 Ports UTP

Stack

Electro winning Building (P.1)

3C16980A 152.153.52.233 Port 24

24 Ports UTP

SX& Tank Farm

3C16981A 192.168.255.6

Port 13

12 Ports UTP

Port 13 FO

Main Substation

3C16981A 192.168.255.4

Port 13

12 Ports UTP

Port 13 FO

CCD Control Room

3C16981A 192.168.255.5

Port 13

12 Ports UTP

Port 13 FO

CCD Power House

3C16981A 192.168.255.3

Port 12

12 Ports UTP

Port 12 TX

Sec. Crushing Plant Power House 3C16981A 192.168.255.7

Port 13

12 Ports UTP

Port 13 FO

Sec. Crushing Plant Control Room 3C16981A 152.153.52.132 Port 24

24 Ports UTP

Port 24 TX

Acid Curing Control Room

3C16981A 192.168.255.8

Port 13

12 Ports UTP

Port 13 FO

Truck Weighing Station

3C16981A 192.168.255.9

Port 13

12 Ports UTP

Port 13 FO

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OXIDE PLANT INDUSTRIAL NETWORK TOOLS ? ? ? ? ? ? ? ? ?

OBJETIVE ? ? ? ? ?

MONITORING REAL TIME CONTROL AND SUPERVISION REAL TIME KPI´S REAL TIME CONFIGURATION AND PROGRAMMING REMOTLY CONNECTION WITH GSAP ADMINISTRATIVE NETWORK

OPERATIONS

MAINTENANCE

AMS ( INSTRUMENTATION ) ISA FORMS ( INSTRUMENTATION ) EXPERTUNE ( LOOP TUNING ) RBMWARE ( PREDICTIVE ) PLC PROGRAMMING CONDUCTOR AND COMPOSER ( DCS ) HONEYWELL ( DATA ) LINKONE GSAP

INDUSTRIAL ETHERNET NETWORK

INSTRUMENTATION HART NETWORK

LIME PLANT AND NEUTRALIZATION

DCS S SHYMPHONY

PLC´S

No ionic flocculant Thickener SLC500/5 Micrologix 1500 Clarifier Ionic flocculant Micrologix SLC500/5

PF Rectifiers Modicon

Water pump system SLC500/5 Electrolyte filter Schneider

SAME system Modicon

CATHODE AND TRUCKWEIGHTS

Larox filter SLC500/5

ELECTRICAL NETWORK ELECTRICAL NETWORK AND SPEED DRIVES ( RELES AND TRANSFORMER )

Dry system Micrologix

SERVER

Osmosis system Stacker network Micrologix Micrologix 1200 Stripping Machine Boiler and PLC5/20 compressor

FIGURA 2.23: Red Industrial de la Planta de Oxidos Tintaya

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