El futuro de la ejecución de proyectos de automatización

Alicia Dubay
Tecnologías de control de Automatización industrial de ABB Austin, Estados Unidos

 



ABB ABILITY

01 La solución Select IO de ABB cambia radicalmente la forma de ejecutar proyectos de automatización.

Los proyectos de automatización han utilizado durante décadas sistemas de control distribuido (DCS) con arquitectura de controlador centralizado. Este método genera dependencias entre las tareas del proyecto que complican cambios posteriores. La nueva solución Select I/O de ABB dejará en el pasado los proyectos de automatización que exceden el presupuesto y generan retrasos.

Las arquitecturas de controlador centralizado del DCS se han utilizado durante muchos años en proyectos de automatización. Sin embargo, un método de controlador centralizado vincula los módulos de I/O multicanal a un controlador de proceso especifico, creando así dependencias entre las tareas del proyecto, lo que complica modificaciones posteriores. Este aspecto constituye la causa principal del sobrecosto y la demora de algunos proyectos, y es la razón por la que las tareas de automatización se encuentran en el punto de mira de muchos proyectos.



Select IO es un sistema de I/O monocanal tanto para aplicaciones de proceso como de seguridad, que se comunica con el sis-tema a través de una red industrial redundante Ethernet I/O.


La nueva solución de I/O de ABB y su correspondiente software de ingeniería para la plataforma 800xA del sistema ABB AbilityTM dejarán en el pasado proyectos de automatización que exceden el presupuesto o generen retrasos →1.

Diseño definitivo

Tradicionalmente, la mayoría de los proyectos técnicos industriales adquieren un diseño definitivo en una etapa relativamente temprana. Superado este punto, los ingenieros de automatización pueden ultimar su diseño, solicitar el hardware necesario, como controladores, I/O, etc., y comenzar con la programación de la aplicación. Los cambios realizados después del diseño definitivo a menudo requieren correcciones, y cuanto más tarde se realicen los cambios, mayor es el costo de estas correcciones y mayores las probabilidades de que se produzca una demora.

Para empresas que ejecutan muchos proyectos de inversión de capital grandes y concurrentes, cada uno de los cuales puede implicar a docenas de subcontratistas y proveedores, el costo acumulado de los sobrecostos y los retrasos puede ser significativo. Por este motivo, las empresas llevan tiempo asociándose con proveedores de automatización para combinar información almacenada en bases de datos y hojas de cálculo con instrumentación y dispositivos inteligentes, tecnologías de bus de campo digitales y soluciones de I/O basadas en Ethernet, al objeto de obtener sistemas de control para autoconfigurar y validar, probar y proporcionar documentación de forma automática. La adopción de un enfoque de este tipo fomenta la eliminación de de-pendencias entre proyectos y facilita la ejecución en paralelo. La ejecución en paralelo con múltiples flujos de trabajo proporciona un entorno más flexible que gestiona mejor el cambio. En concreto, la puesta en servicio de I/O se puede realizar en paralelo con la ingeniería de la aplicación →2 (Flujo de proyecto: antiguo y nuevo).

02a Flujo de proyecto en serie tradicional.
02b Flujo de proyecto con Select IO: las tareas pueden ejecutarse en paralelo.

Select IO de System 800xA al rescate

03 Base del módulo Select IO de ABB.

Para agilizar la puesta en servicio de I/O en paralelo con otras tareas de ingeniería del proyecto y reducir así el impacto de los cambios en la señal por cable, ABB desarrolló una ampliación de la familia System 800xA de soluciones I/O denominada Select IO. Select IO es una solución de I/O monocanal tanto para aplicaciones de proceso como de seguridad, que se comunica con el sistema a través de una red industrial redundante de I/O Ethernet →3. Una red redundante tiene la característica de no estar vinculada a un controlador específico.

Select IO tiene muchas ventajas:

  • Las terminales se pueden instalar y cablear en campo en una fase temprana del proyecto, erradicando así la necesidad de voluminosos gabinetes marshalling.
  • Muchos aspectos de Select IO están normalizados.
  • Esto reduce los gastos asociados a las pruebas.
  • El hardware, I/O y la aplicación se pueden simular en software.
04 Módulo de acondicionamiento de la señal de Select IO.

Además, en el enfoque tradicional de los proyectos de automatización, los módulos I/O multicanal se solicitaban normal-mente al proveedor justo después del diseño definitivo, para que los talleres de paneles pudieran comenzar el proceso de ensamblaje. Todos los cambios posteriores supondrían correcciones. Con Select IO, los tipos de señales (AI, AO, DI y DO, que representan las entradas y salidas analógicas y digitales) se pueden definir mucho más adelante añadiendo módulos individuales de acondicionamiento de la señal (SCM), reduciendo así la importancia del congelamiento del diseño y el impacto financiero de cambios posteriores →4.

Estos factores permiten normalizar y crear, prefabricar, pro-bar con antelación y enviar gabinetes Select IO compactos al lugar en el que se van a usar, donde se pueden instalar y cablear en una fase mucho más temprana del proyecto.

Un nuevo orden

Cuando se instala un nuevo módulo I/O en una red Ethernet, todos los controladores pueden acceder a él. Por lo tanto, las I/O se pueden preparar digitalmente, en lugar de físicamente, con gabinetes marshalling o cableados cruzados. Si una aplicación de control que requiere conectividad con determinadas señales de I/O es cambiada de un controlador a otro, no se requerirán correcciones, porque la conectividad I/O se realiza automáticamente cuando el controlador “compila” su software de aplicación. Este esquema minimiza la necesidad de cambio de ordenes para el usuario final o los contratistas de ingeniería.

xStream Engineering:
configurar, comprobar, conectar

El concepto xStream Engineering conlleva la idea de que, utilizando System 800xA, se pueden ejecutar múltiples (o “x”) flujos de trabajo de forma simultánea e independiente del resto. Mediante la reducción de las dependencias entre distintas tareas del proyecto y la provisión de un medio para que estas converjan en una fase posterior del proyecto, se reduce en gran medida el riesgo de que el proyecto sufra retrasos y aumenta las probabilidades de completar el proyecto a tiempo, o incluso con antelación. El núcleo de este concepto es el asistente Ethernet I/O, que forma parte del software de



La solución Select IO de ABB y su correspondiente software de ingeniería dejarán en el pasado los proyectos de automatización que exceden el presupuesto o generan retrasos.


ingeniería de System 800xA. Se puede usar en cualquier metodología de ejecución de proyectos, pero lo mejor es configurar y comprobar en campo con antelación el funcionamiento de Select IO y separarlo de la entrega de la aplicación. Para ilustrar el funcionamiento de xStream, tomemos dos flujos de trabajo simples. Un flujo consta de las tareas que se pueden realizar en campo, mientras que el otro es el trabajo de la aplicación realizado en otra ubicación (normalmente, en las oficinas de ABB o el integrador de sistemas).

En campo, los gabinetes de I/O se pueden entregar en una fase temprana del proyecto y después, justo antes de la puesta en servicio, llevar a cabo las siguientes tareas:

1. Configurar: en un grupo concreto de Select IO, la base del módulo Select IO se integra con el SCM que coincide con el tipo de I/O. A continuación, con un kit de campo, compuesto por un controlador y una laptop con las herramientas de ingeniería de System 800xA, se conecta a la interfaz de comunicación de campo (FCI) Ethernet I/O. Select IO se analiza y configura automáticamente utilizando datos de la lista de I/O, incluido el



Cuando se instala un nuevo módulo I/O en una red Ethernet, todos los controladores pueden acceder a él. Por lo tanto, el módulo I/O se puede preparar digitalmente, en lugar de físicamente.


nombre de la señal y se complementa con datos de configuración HART que residen en el instrumento de campo. También se crea automáticamente una configuración de prueba, basada en el tipo de señal I/O detectado, para ayudar con las comprobaciones de lazo funcionales. Por ejemplo, si hay un SCM de tipo AI conectado a un transmisor HART, el asistente I/O lo detectará
automáticamente, configurará la estructura I/O y creará un módulo de control AI temporal con fines de comprobación.

2. Comprobar: Con el módulo I/O configurado y una configuración de prueba descargada al controlador, los equipos de campo inteligentes y no inteligentes se pueden comprobar en campo en paralelo con las tareas de ingeniería de aplicaciones realizadas en uno de los centros de proyectos de ABB. La documentación y verificación de pruebas de campo son creadas y almacenadas utilizando las plantillas de comprobación de lazo incluidas en la documentación de System 800xA.

3. Conectar: Una vez comprobada la funcionalidad, la estructura I/O se puede importar a la aplicación que se diseñó utilizando los mismos nombres de señales usadas en la configuración I/O. Tras integrar la configuración I/O en el sistema, las señales se clasifican. Todo conflicto o erro en asignaciones de señales I/O se notifica a través de una pantalla de visualización de señales o
a través del asistente Ethernet I/O y se corrige de inmediato. El sistema ya está listo para su puesta en servicio.

05 Select IO agiliza y simplifica proyectos de automatización con resultados magníficos.

Las tareas anteriores se realizan en campo, mientras que el código de la aplicación se configura y comprueba con hardware de simulación en las instalaciones de ABB o del integrador
de sistemas. Select IO y las herramientas de ingeniería de System 800xA facilitan la separación de tareas y permiten que dos equipos independientes trabajen en paralelo y se unan posteriormente con precisión y eficiencia. El efecto de los cambios durante la ejecución del proyecto y la puesta en servicio se reduce significativamente. En resumen, Select IO, asistido por herramientas de ingeniería de System 800xA, ayuda a cumplir el objetivo último, que es eliminar la ruta crítica de proyectos de automatización. Con esta solución, se producen menos sorpresas, menos peticiones
de cambios, una puesta en servicio más temprana y operadores más satisfechos →5.

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