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Intelligent Maintenance
Gestión de activos a nivel de plantaProductos para el mantenimiento inteligente en la industria de procesos
Folleto · Abril 2008
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© Siemens AG 2008
Mantenimiento inteligente: mayor productividad2
Mantenimiento inteligente: mayor productividad
¿Cómo se puede aumentar más la productividad de una planta con un elevado grado de automatización? Las encuestas han dado como resultado que los operado-res de las plantas de todos los sectores consideran que el motor más eficaz para aumentar la productividad es dis-frutar de una mayor disponibilidad y de menores períodos de inactividad. Los estudios muestran que los períodos de inactividad a menudo están motivados por un manteni-miento no óptimo, pese a que el mantenimiento ya repre-senta una parte significativa de los costes de ciclo de vida.
Estrategias de mantenimiento inteligentes pueden contribuir de forma significativa a un aumento de la productividad:
• Aplicando técnicas de monitoreo de condición de la planta es posible prevenir averías.
• El mantenimiento se hace planificable. En efecto, no reac-ciona cuando ya se ha presentado un fallo, sino actúa anti-cipadamente para prevenir anomalías. Estas actuaciones pueden planificarse de forma que se aprovechen al máximo los recursos disponibles.
• Las innovadoras estrategias de mantenimiento salen a cuenta por duplicado: la seguridad de planificación y la aplicación puntual de recursos reducen los costes de mantenimiento directos.
• Al mismo tiempo, aumenta la disponibilidad de la planta. Esto significa que también se reducen los costes derivados, como defectos de calidad o pérdida de imagen.
Totally Integrated Automation soporta las estrategias de mante-nimiento inteligentes. La SIMATIC Maintenance Station juega aquí un papel preponderante, ya que visualiza uniforme y clara-mente las informaciones de todos los componentes de automa-tización relevantes para el mantenimiento y, por lo tanto, ofrece valiosos datos que facilitan las decisiones al mantenedor.
Estrategias de mantenimiento
En las estrategias de mantenimiento se diferencia si se reacciona a averías o si se actúa preventivamente. En el caso del manteni-miento correctivo, las actuaciones no se inician hasta que se ha producido un fallo, es decir, se corre el riesgo de que se produz-can fallos y dado el caso se minimizan sus efectos por medio de una configuración redundante de equipos o instalaciones.
El objetivo de las estrategias preventivas es lanzar actividades de mantenimiento antes de que se produzcan fallos, a fin de evitar las paradas que éstos provocan. Esta estrategia se puede im-plementar con actividades que dependen del tiempo de funciona-miento y de la carga. Los trabajos periódicos de mantenimiento periódicas son un ejemplo de actividades cronológicas. La con-dición resultante de la carga se computa a partir del número de ciclos de maniobra, las horas de servicio o los picos de carga.
Monitorización de condición, esto significa observar el estado con el objetivo de detectar a tiempo posible fallos. La monito-rización de condición proporciona información sobre la vida útil restante. En el mantenimiento condicional no se inician las actividades de mantenimiento hasta que no haya trans-currido la vida útil.
En la práctica se ha acreditado que se pueden conseguir resul-tados óptimos usando una combinación inteligente de las distintas estrategias.
Para unidades o componentes que juegan un papel esencial en la disponibilidad de una planta y son caros de reponer merece sin duda la pena el mayor trabajo que supone el mantenimiento con-dicional. Sin embargo, también existen unidades y componentes para los que se puede asumir el riesgo de fallos, sin poner en peligro la disponibilidad y la productividad de la planta.
Estrategias de mantenimiento
Ventajas del mantenimiento inteligente
La monitorización continua de la planta
■ reduce el riesgo de fallos y aumenta la disponibilidad■ convierte el mantenimiento en un proceso planificable
La aplicación optimizada de recursos de mantenimiento
■ aumenta la calidad del mantenimiento■ aporta ahorro de costes
El ahorro de costes resultan
■ en el mismo mantenimiento y ■ porque se evitan costes derivados
Mantenimiento
Correctivo
En función del tiempo
En función de la carga
En función del estado
Preventivo
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Contenido
Introducción
Gestión de activos a nivel de planta como tarea de mantenimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . .4
Mantenimiento inteligente en la industria de procesos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
SIMATIC PCS 7 Maintenance Station
Mayor productividad con Totally Integrated Automation . . . . . . . . . . . . . . .7
Visualización de información para el mantenimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8
Maintenance Station interfaz gráfica de usuario para el mantenimiento . . .9
Add-ons como opción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
Vigilancia y diagnóstico
de PC industriales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
de dispositivos de comunicación . . . . . . . . . . . . . . .14
de sensores y analítica de procesos . . . . . . . . . . . . .16
de posicionadores y válvulas . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22
de componentes de protección, maniobra yaccionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23
Gestión de activos a nivel de planta con componentes de Totally Integrated Automation . . .27
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Introducción4
IntroducciónGestión de activos a nivel de planta como tarea de mantenimiento
Generalidades
En la fase de explotación u operación de una planta se presen-tan diferentes tareas de las que se encargan diferentes grupos de personas.
El personal de producción controla y supervisa la planta y asegura que los productos deseados se fabriquen con la correspondiente calidad, en la cantidad especificada, en el momento definido y con los mínimos recursos relativos a personal, materia prima, energía, costes, etc.
Los mantenedores se encargan de
• asegurar una elevada disponibilidad de la planta, • asegurar ésta a largo plazo mediante actividades de
optimización y• llevar a cabo actividades de mantenimiento con mínimos
recursos de personal, material, energía, costes, etc.
Como desarrollan diferentes tareas, los dos grupos de personas tienen distintas necesidades de información.
Distintas necesidades de información en la planta
Operador de plantaInformación sobre el proceso, p. ej.:• Parámetros de recetas • Curvas de temperatura • Valores de presión • Existencias de materias primas • Rendimiento
MantenedoresInformación sobre el estado de la unidad de producción, p. ej.:• Componentes en buen estado • Mantenimiento necesario • Avería • Control de funciones
El operador de la planta dispone de información sobre las va-riables de proceso medidas. Además del propio valor medido y de su estado, la información puede ser, por ejemplo, de si el valor medido aún es válido.
El punto de interés esencial del operario de mantenimiento es el estado de la unidad de producción que se refleja en los esta-dos de los equipos y componentes utilizados (es decir, especial-mente en los estados de los dispositivos de campo). En este caso, los estados típicos son "Componente correcto", "Necesi-dad de mantenimiento", "Avería" o "Control de funciones".
SIMATIC PCS 7 permite una división clara de la información en función de si es para operadores de planta o para operarios de mantenimiento.
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Introducción 5
Gestión de activos en la producción
El término gestión de activos procede del ámbito económico-financiero y designa la gestión de los activos fijo y circulante de una empresa. A ellos pertenecen las unidades de produc-ción con sus componentes tales como aparatos, máquinas, tuberías, etc., y los dispositivos y equipos para su automatiza-ción. Reciben el nombre de activos. En un contexto de produc-ción, la gestión de activos comprende todas las actividades y medidas que sirven para conservar o aumentar el valor de una planta. En este caso se trata de gestión de activos a nivel de planta.
Beneficios de la gestión de activos a nivel de planta
La gestión de activos a nivel de planta permite al mantenedor
• identificar y evaluar de forma unívoca los activos, es decir, la unidad de producción y sus componentes,
• tomar las medidas adecuadas en caso de que se produzcan desviaciones del estado o condición deseado o esperado.
Gracias a la monitorización, es decir, el registro y la evaluación de magnitudes de estado, se puede determinar la condición de un componente o de un equipo.
En este caso se detecta, por ejemplo, que no se dispone de señales del sensor, lo que provoca el diagnóstico "Rotura de cable". Este diagnóstico activa una demanda de mantenimiento que tiene como consecuencia una reparación, es decir, la sus-titución del cable roto.
Esta actividad, en este ejemplo la sustitución del cable defec-tuoso, hace que el componente vuelva al estado deseado y cierra el circuito de mantenimiento. De este modo, la gestión de activos a nivel de planta constituye la base para incre-mentar la productividad.
Vigilancia
DiagnósticoMantenimiento solicitado
Medida de mantenimiento
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Introducción6
Mantenimiento inteligente en la industria de procesos
Pese a las diferentes tareas de operadores y mantenedo-res, es conveniente y necesario reproducir la información para ambos dentro de un mismo sistema de control de procesos y no con distintos sistemas.
Para ello existen diferentes motivos:
• Visualización homogénea de todos los componentes y equipos.
• Ninguna limitación al seleccionar los dispositivos de campo.
• Tanto para la automatización como para el mantenimiento son relevantes las mismas fuentes de información (disposi-tivos de campo).
• Existe una estrecha interacción entre las funciones de automatización y las de gestión de activos, por ejemplo, porque la forma de operar la planta en un momento dado desempeña un papel importante para evaluar el estado de un componente.
• Los datos de ingeniería para la automatización pueden utilizarse también para el mantenimiento.
• Simplificación de la operación del sistema, puesto que el usuario sólo debe dominar las herramientas de ingeniería, manejo y supervisión de un único sistema.
La Agrupación Sistemas de Control de Procesos de la Industria Química y Farmacéutica Alemana (NAMUR) ha formulado los requisitos esenciales (NE 91) desde el punto de vista del usua-rio. Ella concede una gran importancia a la integración de la gestión de activos a nivel de planta en el sistema de control de procesos.
• La gestión de activos a nivel de planta es parte integrante del sistema de control de procesos.
• Registro y evaluación del estado de los activos.• Integración de todos los activos (equipos de control de
procesos y componentes de la planta).• Separación de la información relevante para el
mantenimiento y de la información de proceso.• Visualización homogénea de todos los activos.
• Ninguna limitación al seleccionar los dispositivos de campo.
Además se desea (NE 107) que todos los dispositivos de campo entreguen mensajes uniformes sobre su estado; a saber:
• CorrectoNo se conocen limitaciones funcionales.
• InseguroFuncionamiento fuera del rango especificado.
• Fallo del equipoEs necesario un mantenimiento.
• Necesidad de mantenimientoControl de funciones (valor de proceso manipulado).
• Control de funciones, manejo localFallo (valor de proceso no válido).
Las unidades de planta de procesos controladas y reguladas con SIMATIC PCS 7 y componentes de la gama Totally Integrated Automation satisfacen los requisitos de los usuarios formuladas por NAMUR.
Para evitar saturar con información a los distintos grupos de usuarios, es decir, operadores de planta y mantenedores, la información generada se divide. Para ello, la estación de ope-rador (OS) se ve complementada con una Maintenance Station (MS). La información relevante para el mantenimiento no apa-rece en la estación de operador. Ésta se presente agrupada en la estación al efecto. En la estación de operador y en la de mantenimiento, se utilizan las mismas herramientas de interfaz hombre-máquina, y su filosofía es completamente idéntica.
Gestión de activos a nivel de planta con SIMATIC PCS 7
■ Las unidades de planta de procesos controladas con SIMATIC PCS 7 y los componentes de la gama Totally Integrated Automation satisfacen los requisitos de NAMUR.
■ La automatización y la gestión de activos a nivel de planta se ejecutan en el mismo sistema.
■ La información para los operadores de la planta y los mantenedores se dividen entre la estación de operador y la Maintenance Station.
■ Una configuración común y unas interfaces unifica-das minimizan el trabajo para conseguir una gestión de activos a nivel de planta eficaz.
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SIMATIC PCS 7 Maintenance Station 7
SIMATIC PCS 7 Maintenance Station Mayor productividad con Totally Integrated Automation
Mantenimiento integral de planta y sistemas
La gestión de activos a nivel de planta sólo es realmente pro-ductiva si el mantenedor puede captar de un vistazo la infor-mación de diagnóstico de la completa cadena de procesos. En la práctica esto significa: procesos aguas arriba y abajo, como la logística de almacén y las líneas de envasado y empaquetado deben ser también asistidos por el mismo equipo de manteni-miento encargado también del proceso propiamente dicho sin necesidad de aprender mucho know-how adicional. Si el sistema de control de procesos y los controladores de los sistemas aguas arriba y aguas abajo proceden de diferentes fabricantes, entonces los diferentes sistemas de aviso pueden suponer gastos considerablemente mayores.
Si una planta está automatizada con SIMATIC PCS 7, resulta rentable para su propietario elegir para procesos aguas arriba y abajo máquinas e instalaciones que se automatizan con SIMATIC y se visualizan con SIMATIC WinCC ya que así puede aprovechar plenamente todas las ventajas de la homogeneidad de Totally Integrated Automation.
En caso de que las máquinas e instalaciones para procesos aguas arriba y abajo sean controladas y supervisadas mediante SIMATIC WinCC, la mejor solución para visualizar la informa-ción relevante para el mantenimiento es la SIMATIC Main-tenance Station, una opción para el sistema SCADA SIMATIC WinCC.
Gracias a la homogeneidad de Totally Integrated Automation es posible vigilar con la SIMATIC PCS 7 Maintenance Station, a través de un cliente, por ejemplo, también las líneas de empaquetado y envasado. Esto significa concretamente: en una Maintenance Station central puede reunirse la información para el manteni-miento del sistema de control de procesos y del sistema SCADA. Así, la representación, la lógica y la gestión de avisos son idén-ticas. Ahorro de costes y gran aceptación por el equipo de mantenimiento gracias a apariencia y comportamiento idén-ticos (Look and Feel). La SIMATIC Maintenance Station para SIMATIC PCS 7 y SIMATIC WinCC contribuyen enormemente a aumentar la productividad del mantenimiento y, con ello, a incrementar la disponibilidad de toda la planta.
Optimizar en lugar de reparar
No sólo evitar interrupciones imprevistas de la producción es una de las tareas de mantenimiento, sino que también optimi-zar la planta. Quién puede analizar operaciones reproducibles puede optimizar. La Maintenance Station proporciona la base de datos para una análisis de puntos críticos general. Dentro de un mismo sistema de control de procesos esto no es inusual. Pero en procesos aguas arriba y abajo, hasta el momento el diagnóstico se limitaba a menudo a notificar un fallo y a olvi-dar éste tan pronto como se había eliminado. Con la homo-geneidad de Totally Integrated Automation la Maintenance Station se usa como base para Total Productive Maintenance.
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SIMATIC PCS 7 Maintenance Station8
Visualización de información para el mantenimiento
Para poder evaluar de forma clara los estados de equipos y componentes individuales, se ha usado una representa-ción uniforme de símbolos.
Por eso, se dispone de símbolos para el propio estado del equipo y para el grado de importancia de una demanda de manteni-miento. Asimismo, se representa el estado de una actividad de mantenimiento. La representación uniforme de símbolos per-mite reproducir el estado de todos los equipos y dispositivos de automatización y de los componentes de la planta.
Símbolos unificados del estado de componentes y equipos
Además de la representación homogénea de símbolos, para el sinóptico general es esencial estructurar jerárquicamente la información con la que el operario de mantenimiento tiene acceso también, en caso necesario, a todos los detalles de los componentes y equipos partiendo de una representación general (vista de planta).
Extracto de una visualización estructurada jerárquicamente de la información de mantenimiento
En el sinóptico general aparece con símbolos unificados el estado de un componente propiamente dicho sí y, como infor-mación agrupada, los estados de todos los dispositivos de las jerarquías subordinadas.
El aviso de estado agrupado muestra el estado correcto o bien la gravedad de un posible problema con los colores rojo, ám-bar y verde, de forma análoga a un semáforo. Mediante un botón, se puede acceder paso a paso a todos los niveles de jerarquía subordinados hasta llegar al nivel más bajo de dispositivos.
También existen otras vistas de la información de manteni-miento para que el operario de mantenimiento tenga una visión de conjunto completa sobre toda la información actual relevante para el mantenimiento del activo. Esto permite eva-luar de un vistazo el estado de una planta.
Vista detallada de un componente
La información se estructura de forma coherente y se divide jerárquicamente. El operario de mantenimiento siempre tiene visible la información representada en cada una de las vistas de pantalla, aunque en todo momento tiene un acceso sencillo a toda la información.
Estado de diagnóstico
Estado de mentenimiento
Estado de demanda
Identificación del componente
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SIMATIC PCS 7 Maintenance Station 9
Maintenance Station: interfaz gráfica de usuario para el mantenimiento
Para la implementación de la gestión de activos a nivel de planta, se dispone del paquete de software SIMATIC PCS 7 Maintenance Station como opción de SIMATIC PCS 7. Este software permite transformar una estación de operador en una estación de mantenimiento.
El operario de mantenimiento puede procesar en la Mainte-nance Station los mensajes de diagnóstico y las solicitudes de mantenimiento de los activos. A través de la estación de man-tenimiento tiene acceso a:
• Componentes del sistema de control de procesos: disposi-tivos de campo inteligentes y módulos de E/S, buses de campo, controladores, componentes de red y bus de planta, así como servidores y clientes de los sistemas de operador.
• Activos que no pertenecen directamente al sistema de con-trol de procesos, como bombas, motores, centrifugadoras, intercambiadores de calor o lazos de regulación (activos pasivos o indirectos). Estos se representan mediante obje-tos sustitutos que contienen las reglas de diagnóstico.
Funciones estándar de diagnóstico
Para informarse sobre el estado de diagnóstico de áreas o componentes concretos de la planta, el encargado de mante-nimiento puede, partiendo del sinóptico general, pasar al sinóptico de diagnóstico del nivel inferior de hardware. Si se señaliza un fallo en el sinóptico general, vía "Loop in Alarm" el usuario llega rápidamente al faceplate de diagnóstico corres-pondiente al componente afectado. La información se filtra según el ámbito de responsabilidad del usuario.
Se pueden ofrecer la siguiente información:
• Representación del estado de diagnóstico determinado por el sistema
• Datos sobre el componente como nombre del punto de medida, fabricante o número de serie
• Indicación de los mensajes de diagnóstico de un componente
• Visualización del tipo y de la situación actual en que se encuentra la medida de mantenimiento iniciada
Información sobre activos pasivos o indirectos
Para activos pasivos o indirectos sin diagnóstico propio (bom-bas, motores, lazos de regulación, etc.), el módulo lógico pro-gramable AssetMon permite determinar estados de funciona-miento no permitidos a partir de diferentes valores medidos y sus desviaciones respecto de un estado normal definido.
Dichos estados se visualizan en la Maintenance Station como alarmas de mantenimiento. Con ayuda de AssetMon también es posible realizar estructuras de diagnóstico individuales, reglas de diagnóstico específicas para un proyecto y funciones de monitorización de condición.
Diseño de una Maintenance Station
SIMATIC PCS 7 Maintenance Station tiene estructura modular. En plantas pequeñas, la estación de operador y la de manteni-miento pueden funcionar en el mismo PC. Al igual que la esta-ción de operador, la estación de mantenimiento se puede ampliar a una aplicación cliente/servidor que permite utilizar varios clientes.
En el servidor de la aplicación cliente/servidor se recogen y archivan las señales y los avisos relevantes para el manteni-miento de los componentes y equipos. El cliente los visualiza.
SIMATIC PCS 7 Maintenance Station se basa en productos estándar SIMATIC:
• SIMATIC PCS 7 ES/OS para la configuración, el manejo y la supervisión.
• SIMATIC PDM para la conexión de los dispositivos de campo.
• Servidor OPC SNMP SIMATIC para la conexión de componentes de red.
Sinóptico general de la planta con iconos de componentes
Indicador agrupado p. estructura subordinada
Selección nivel PC
Selección nivel Ethernet
Selección nivel AS
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SIMATIC PCS 7 Maintenance Station10
Maintenance Station: interfaz gráfica de usuario para el mantenimiento
Configuración de una estación de mantenimiento
Para la configuración de una estación de mantenimiento, el usuario sólo debe asignar el correspondiente atributo una vez al realizar la configuración. Con ello, se crea automáticamente una jerarquía tecnológica de las pantallas de diagnóstico. Las pantallas de diagnóstico se pueden complementar poste-riormente con contenidos específicos del proyecto.
Al configurar el PCS 7, se obtiene automáticamente un área de manteni-miento propia partiendo de la vista tecnológica de la planta
Visualización en la estación de mantenimiento
En el estado operativo, el cliente de la estación de manteni-miento solicita cíclicamente los datos del correspondiente servidor. El cliente puede acceder además de forma directa a los componentes de hardware y dispositivos de campo me-diante una conexión en línea, de manera que el operario de mantenimiento dispone de toda la información relevante en cualquier momento. Con SIMATIC PCS 7 se utilizan componentes diferentes con capacidades de diagnóstico muy distintas. No obstante, desde el punto de vista del mantenimiento, todos los componentes deben visualizarse de la misma manera. Por eso, los estados de mantenimiento y diagnóstico de los com-ponentes se visualizan mediante símbolos homogéneos.
Con los símbolos se señaliza el estado de mantenimiento:
• de un componente (Maintenance State Display), • de los equipos subordinados (Maintenance Group Display), • y, en caso necesario, el estado de los trabajos de
mantenimiento (Operator State Display).
Sinóptico general de componentes en una línea PROFIBUS con símbolos
Símbolos y módulos gráficos de componentes
En las pantallas de diagnós-tico, el estado de los compo-nentes o de los componentes subordinados se visualiza con símbolos estandarizados. Los símbolos de los componentes incluyen:
• Mapa de bits del compo-nente
• Tag del componente• Indicador de estado de mantenimiento • Indicador agrupado de avisos de mantenimiento de los
componentes subordinados
Haciendo clic sobre un elemento del símbolo, o bien se abre el nivel de la jerarquía subordinada, o bien se abre un bloque gráfico de componentes. Este bloque gráfico contiene dife-rentes vistas del correspondiente componente, en las que se muestra información adicional específica de los dispositivos. Se dispone de tres vistas estándar.
Identificación:En la vista Identificación se visualiza toda la información disponible de la configuración del hardware o sobre SIMATIC PDM en la descripción de dispositivos electrónicos (Electronic Device Description, EDD), en función del componente. Asimis-mo, se visualiza el estado de mantenimiento y, en caso de que se disponga de él, el estado de un componente redundante.
Avisos:En la vista Avisos se muestran los mensajes para diagnóstico, las intervenciones del operador y las demandas de manteni-miento.
Símbolo
Bloque gráfico
Símbolo e iconos un componente
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SIMATIC PCS 7 Maintenance Station 11
Mantenimiento:
En la vista de mantenimiento tiene lugar la reacción del ope-rador/usuario a una demanda de mantenimiento del compo-nente. Se pueden exigir trabajos de mantenimiento. Además, también se puede indicar el estado del trabajo. Esta acción se guarda en un registro y se señaliza en los símbolos. Para cada demanda de trabajo se puede introducir un número de ins-trucción de trabajo y un comentario. El número de instrucción de trabajo no tiene ningún efecto en la estación de manteni-miento y se aplica solamente al registro. Puede utilizarse para la transmisión a la planificación del mantenimiento.
Faceplate, vista de mantenimiento
Process Device Management
En función de la capacidad de diagnóstico de un dispositivo se dispone de más vistas. Así pues, en la pantalla de manejo de componentes para dispositivos de campo inteligentes (DP, PA, HART) se muestra información adicional que proporciona el gestión de dispositivos de procesos (Process Device Manage-ment, PDM). Las modificaciones en la parametrización se gestionan en un libro de registro de modificaciones y pueden consultarse desde la estación de mantenimiento. Al hacerlo, se muestran el momento y el usuario responsable.
También se pueden mostrar modificaciones de configuración. Con la gestión de dispositivos de procesos, la información de diagnóstico de dispositivos de campo inteligentes se determi-na conforme a la EDD de un dispositivo de campo. En la EDD, el fabricante del dispositivo, entre otros, describe adicional-mente la información complementaria que se proporciona en caso de que se produzcan fallos. En este caso se puede indicar la causa, la tendencia e instrucciones para eliminar el fallo. Además, se puede acceder a PDM directamente desde el bloque gráfico. Mediante este acceso, para los dispositivos de campo inteligentes se dispone de toda la información específica del fabricante y de toda la documentación que ha integrado el fabricante.
Faceplate de la vista detallada de un componente
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SIMATIC PCS 7 Maintenance Station12
Add-ons como opción para SIMATIC PCS 7 Maintenance Station
Sistema de gestión de alarmas Alarm Control Center
El sistema de gestión de alarmas Alarm Control Center (ACC) envía avisos de sistemas de visualización y control de procesos a destinatarios móviles, como teléfonos móviles o buscapersonas.
Los mensajes se envían automáticamente a la persona responsa-ble o grupos de personas. Si no hay respuesta de la persona notificada (p. ej. respuesta vía SMS) dentro de un tiempo parametrizable, se avisa a otras personas. En combinación con el sistema de escalado pueden implementarse supuestos de alarma para numerosos requisitos.
En el paquete básico ya está incluida una administración de turnos, que permite una asignación de personal según el horario y el día de la semana.
La transferencia para e envío de SMS se realiza por RDSI, módem analógico o módem GSM. Para otros requisitos se ofrecen, entre otros, canales de emisión para VOIP, voz y equi-pos telefónicos. La configuración y el manejo basados en web pueden realizarse a través de LAN/Wireless LAN.
Con otras opciones puede adaptarse el Alarm Control Center a necesidades específicas. La opción Replicación posibilita siste-mas de alta disponibilidad y redundantes. El módulo de diálogo posibilita la toma de contacto activa con estaciones, por ejemplo, para dar de baja una estación vía configuración remota o consultar valores de proceso. La función de evalua-ción avanzada de archivo de llamada permite crear informes de gran alcance y soporta más actuaciones para asegurar la calidad.
Más información:www.siemens.com/alarmcc
Gestión inteligente del mantenimiento PM-MAINT
El add-on PM-MAINT completa la SIMATIC Maintenance Station con las siguientes funciones:
Planificación de mantenimientoEn base a parámetros de prestaciones o intervalos de tiempo PM-MAINT permite una planificación preventiva que aclara cuándo y qué tareas de mantenimiento se deben realizar. Mediante avisos de daños y peticiones de mantenimiento de la SIMATIC Maintenance Station también pueden planificarse tareas de mantenimiento imprevistas.
Administración de información adicionalPara los objetos de mantenimiento pueden añadirse datos necesarios para un mantenimiento efectivo. Además de datos de componentes, del fabricante y sobre proveedores también pueden vincularse documentos electrónicos a objetos y tareas. De este modo, el mantenedor tiene acceso directo, por ejem-plo a instrucciones de reparación, esquemas de circuitos, fotografías, manuales o documentos similares.
Ventana de estado de PM-MAINT
Registro histórico de datos de mantenimientoTodas las actividades de mantenimiento se registran en un histórico. La evaluación del histórico permite una valoración exacta y, por lo tanto, un perfeccionamiento continuo del mantenimiento.
Más información:www.siemens.com/pm-maint
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Vigilancia y diagnóstico 13
Vigilancia y diagnósticode PC industriales
Los PC SIMATIC son PC industriales robustos para solucio-nes de automatización profesionales que funcionan las 24 h. Gracias a su alta disponibilidad, entre otros, se utili-zan en las plantas PCS 7 como estaciones de operador o mantenimiento, pero también como estaciones de inge-niería o servidores OPC.
El software de vigilancia y señalización SIMATIC PC DiagMonitor detecta a tiempo posibles fallos de hardware y software, y pre-para los mensajes correspondientes para la estación de man-tenimiento. En combinación con varios PC SIMATIC es posible diseñar arquitecturas de red cliente/servidor a través de LAN y, así, vigilar con DiagMonitor todos los PC SIMATIC de una planta de fabricación. El servidor web integrado permite consultar y gestionar los datos a través de un navegador de Internet. Al integrar vías de comunicación automatizadas, p. ej., a través de Ethernet, correo electrónico o SMS (teléfono), es posible construir estructuras de servicio eficaces.Con DiagMonitor, los datos de funcionamiento de los PC vigilados se amplían con mensajes de texto, se transmiten a través del servidor SNMP-OPC y se muestran en la pantalla de manejo de activos correspondiente:• La vista "Monitoring 1" muestra las horas de funciona-
miento del PC SIMATIC, así como las temperaturas internas del equipo en distintos puntos de medición, como el proce-sador y la placa base.
• En otras dos vistas se muestran las velocidades de los ventiladores o datos de diagnóstico e información sobre el estado de las unidades. De esta forma, el usuario tiene la posibilidad, por ejemplo, de cambiar los discos duros de forma preventiva sin que se produzca una pérdida de datos (mantenimiento preventivo).
Además, se le advertirá oportunamente de fallos de los venti-ladores o discos duros (mantenimiento predictivo). En caso de alarma, DiagMonitor también puede iniciar pro-gramas de forma independiente, como herramientas de PC
Horas de funcionamiento y temperaturas internas de dispositivos en la vista Monitoring 1
especiales o aplicaciones específicas de usuario para reaccionar individualmente a los avisos de alarma.
Prevención de potenciales fallos• Funciones de diagnóstico y señalización para temperatura
en el PC, ventilador, discos duros (SMART), estado del sistema (watchdog)
• Contador de horas de funcionamiento para mantenimiento preventivo
• Registro de datos de funcionamiento y posibilidad de evaluación
• Función de registro integrada, detallados avisos textuales y ayuda en pantalla en alemán e inglés
Posibilidades para minimizar los tiempos de parada de los PC:• Product Equipment Data: herramienta de servicio en línea
para obtener información de forma rápida y sencilla sobre el equipamiento de los equipos en el estado de suministro. La información permite, entre otros, la adquisición de nuevos componentes (www.siemens.com/ped).
• El sistema de información postventa para SIMATIC PC/PG ofrece información de productos y contacto en un punto central en Internet (www.siemens.com/asis).
SIMATIC PC DiagMonitor permite detectar rápidamente y evitar de forma eficaz posibles fallos en los sistemas
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Vigilancia y diagnóstico14
Vigilancia y diagnóstico de dispositivos de comunicación
SIMATIC PCS 7 se comunica con los componentes Totally Integrated Automation subordinados mediante Industrial Ethernet y PROFIBUS y, al hacerlo, utiliza los componentes de red y procesadores de ordenadores (CP) de la gama SIMATIC NET. Además de una comunicación fiable, estos componentes ofrecen la posibilidad de emitir diagnósticos sobre la red durante el funcionamiento.
De esta manera se pueden detectar oportunamente puntos débiles y, en caso de fallo, localizarlos con rapidez. SCALANCE X es la nueva familia de switches Industrial Ethernet de SIMATIC NET. Los switches son componentes activos de red que distri-buyen de forma controlada datos a los correspondientes des-tinatarios. La gama SCALANCE X se compone de varias líneas de productos coordinadas entre sí y adaptadas a la correspon-diente tarea de automatización.
• SCALANCE X-200 managed: uso universal desde aplica-ciones a pie de máquina hasta unidades de planta inter-conectadas.
• SCALANCE X-300 managed plus: rentable variante compacta para el diagnóstico de las comunicaciones y aplicación en redes de planta de alto rendimiento (Gigabit Ethernet). Comparado con los X-200 destaca por su mayor repertorio funcional (funcionalidad TI).
• SCALANCE X-400 modular: para el uso en redes de planta de alto rendimiento que respondan también a las necesi-dades futuras (p. ej.: High Speed Redundancy).
La gestión de redes integrada con el estándar SNMP (Simple Network Management Protocol) en los productos SCALANCE X (excepto X-100) proporciona información para el diagnóstico.
Componentes de red SCALANCE
Industrial Wireless Communication
Los equipos móviles, interconectados a través de redes de datos inalámbricas rápidas (Wireless LAN), permiten configu-rar unas medidas de mantenimiento considerablemente más eficientes. Con Industrial Wireless Communication, SIMATIC NET ofrece productos para comunicación inalámbrica aptos para ambiente industrial:
SCALANCE W
SCALANCE W es un grupo de productos para la construcción de redes inalámbricas según el estándar WLAN IEEE 802.11.Además, los productos ofrecen ampliaciones para determinismo y redundancia. Destacan por la fiabilidad del canal de radio y por la forma constructiva estanca al polvo y al agua. Unos mecanismos estándar de ID de usuario y codificación de datos protegen frente a un acceso no permitido. Los sistemas de seguridad existentes se pueden integrar sin el más mínimo problema.
Los productos para gestión de redes como p. ej. SINEMA E (SIMATIC Network Manager Engineering) y servidor OPC SNMP ayudan en la planificación, control, simulación y monitoriza-ción de redes en entornos industriales.
Servidor OPC SNMPA través del servidor OPC SNMP se pueden leer datos de diag-nóstico y de configuración de dispositivos Ethernet cuales-quiera y visualizarse en la Maintenance Station. Gracias a este software es posible percibir rápida y sencillamente además de los datos de mantenimiento estándar también problemas en la red de una planta, como por ejemplo, el fallo de un cable.
El alcance de esta vigilancia de la red puede ser definido por el usuario por medio de perfiles y ampliado en caso necesario. Según el modelo del que se trate existen perfiles, que permiten un diagnóstico PING sencillo pero también diagnósticos SNMP detallados de la red. El diagnóstico PING (protocolo ICMP) también puede ser utilizado en equipos no compatibles con SNMP, como p. ej. SIMATIC S5 CP1430 TCP/IP. Para la siguiente se-lección de equipos compatibles con SNMP de Siemens existen los correspondientes perfiles
• SCALANCE X, W, OSM, ESM • WinAC/LC con SIMATIC NET CP • CPs y CPUs SIMATIC S7 300/400 • Equipos PROFINET, como p. ej. ET 200S• Software DiagMonitor
La configuración de la lista de dispositivos incluida la selección de perfiles está integrada en STEP 7. Allí pueden leerse equipos Ethernet desde un proyecto STEP 7 o con la ayuda de la fun-ción Autodiscovery directamente desde la red en marcha. El usuario puede adoptar sencillamente todos aquellos equipos detectados en la lista de dispositivos para la vigilancia en el servidor OPC. A continuación se exportan, con una función de mapeador especial, estos datos de configuración a la Main-tenance Station para allí crear automáticamente tags, avisos de alarma y faceplates para estos equipos. La configuración de la vigilancia de la red en la aplicación de mantenimiento se acelera y simplifica por lo tanto considerablemente.
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Vigilancia y diagnóstico 15
El operador de la Maintenance Station no necesita realizar configuración alguna. Durante el funcionamiento se leen los datos de los equipos del servidor OPC cíclicamente a través de SNMP (o alternativamente ICMP-Ping) y, a continuación, se ponen a disposición de la Maintenance Station.
Todas las modificaciones en la red se notifican como alarmas y se representan de forma gráfica en la Maintenance Station. De esta manera, se pueden registrar fácilmente fallos en la red y documentar junto con otros datos de mantenimiento en la base de datos.
C-PLUG para la fácil sustitución de componentes de red
Como contribución adicional a la minimización de los períodos de parada en el sistema de control PCS 7 X/W/S, se puede utilizar opcionalmente C-PLUG con los componentes de red SCALANCE X-400, X-300, X-200, SCALANCE S y SCALANCE W. C-PLUG es un cartucho intercambiable para el backup de datos de configuración y diseño. Se utiliza donde la sustitución de componentes de red SCALANCE debe poderse realizar, en caso de error, de forma rápida y sencilla, sin necesidad de reconfiguración del nuevo componente ni intervención de personal especializado.
Diagnóstico en línea del cable de bus con el repetidor de diagnóstico PROFIBUS
Durante el funcionamiento de la planta, los cables de bus tam-bién están sujetos a efectos exteriores que pueden provocar daños. En concreto, en caso de una solicitación especial, p. ej., con cables móviles o bajo fuertes vibraciones, se recomienda comprobar continuamente los cables a fin de reducir los fallos al mínimo.
Para el diagnóstico de los cables durante el funcionamiento se dispone del repetidor de diagnóstico. Se integra en la red PROFIBUS como un repetidor RS 485 y dispone adicionalmente de potentes funciones para el diagnóstico de los siguientes fallos de cable:
• Rotura del hilo A o B del cable • Cortocircuito de los hilos de señal con la pantalla • Ausencia o exceso de resistencias terminales de bus
Funcionalidad de diagnóstico El repetidor de diagnóstico determina la topología del sistema de bus. Cuando se produce un fallo, el repetidor transmite automáticamente, como esclavo PROFIBUS, un aviso de diag-nóstico normalizado al maestro.
El aviso incluye indicaciones sobre:
• el segmento de bus afectado. • el lugar del fallo (p. ej.: entre la estación X e Y), es decir,
la distancia en metros entre el punto averiado y el repetidor o las estaciones.
• la causa posible del fallo, p. ej., el cortocircuito del hilode señal A con la pantalla.
De esta manera, se pueden detectar también fallos esporádicos de cable, los cuales se señalizan como diagnóstico. Las funcio-nes de diagnóstico mencionadas permiten también que los operarios de mantenimiento que no tienen experiencia con PROFIBUS localicen fallos en el cable de bus con rapidez y seguridad.
La familia de productos PROFIBUS-OLM, compuesta por 7 módulos, se encuentra disponible en la nueva versión 4.0. Éstos sustituyen por completo a los modelos predecesores de la versión 3.1, ya que tienen la misma forma constructiva y dimensiones.
• Detección automática de todas las velocidades de trans-ferencia PROFIBUS: 9,6 kbits/s a 12 Mbits/s, incluida la de 45,45 kbits/s (PROFIBUS PA)
• Construcción de las siguientes topologías de red: línea, árbol, anillo redundante
Diagnóstico• Vigilancia de funcionamiento a través de contacto de
señalización • Señalización por LED de la calidad del tramo óptico, para la
vigilancia de canal • Señalización de la calidad del tramo óptico mediante valor
analógico, análisis con voltímetro a través de bornes de medición o lectura en PLC a través de módulo analógico
Ventajas• Alta disponibilidad de la red gracias a topología en anillo
óptico redundante • Posibilidad de implementar redes de alta disponibilidad
mediante alimentación y tendido de cables redundantes • Localización rápida de fallos mediante contacto de señali-
zación, LED para vigilancia de canal y bornes de medida • Gran alcance gracias al uso de FO de vidrio de hasta 15 km
de largo • OLM/G12-EEC para aplicaciones en el exterior hasta –25 °C • Campos de aplicación• Buses de plantas y de campo basados en PROFIBUS • Redes entre edificios con cables de fibra de vidrio • Redes mixtas con segmentos eléctricos y ópticos • Redes de gran extensión (túneles de carretera, sistemas de
control del tráfico) • Redes con grandes exigencias de disponibilidad
(redes en anillo redundantes)
Integración en SIMATIC PCS 7• Para el repetidor de diagnóstico se dispone de bloques
driver SIMATIC PCS 7.
Se puede obtener información detallada desde la Maintenance Station PCS 7 entrando en el sistema de ingeniería.
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Vigilancia y diagnóstico16
Vigilancia y diagnóstico de sensores y analítica de procesos
Mensajes de diagnóstico homogéneos y significativos componen la descripción de dispositivos electrónicos (Electronic Device Descriptor). SIMATIC PCS 7 utiliza la EDD y transmite el aviso en cuestión automáticamente a la Maintenance Station. El usuario no sólo recibe la infor-mación de qué fallo se trata, sino que también de cómo puede resolver éste.
La especificación del perfil 3.01 para PROFIBUS proporciona una actualización caracterizada ahora como "Condensed Status" del byte de estado. El objetivo del "Condensed Status" es reducir el número de mensajes y aumentar la comodidad para el usuario. Además, el usuario tiene la posibilidad de cambiar en cada mensaje de diagnóstico el nivel de prioridad y, por consiguiente, determinar lo qué es relevante para su proceso.
Actualmente se están reprogramando numerosas EDDs para obtener EDDs ampliadas (EEDDs) . Esto le ofrece las siguientes ventajas:
• Apariencia y comportamiento nuevo e idéntico ("Look & Feel") para todos los equipos de Siemens
• Asistentes (Wizards) Quick Start para rápida puesta en servicio
• Una mejor representación gráfica para funciones de diagnóstico más desarrolladas
En la mayoría de equipos de Siemens el manual forma parte de la EDD.
En caso de utilizar PROFIBUS, las funciones de gestión de acti-vos se pueden utilizar de forma óptima, si los equipos utiliza-dos de la especificación de identificación y mantenimiento ("Identification and Maintenance") para PROFIBUS, así como de la especificación del perfil corresponden a la versión 3.01. Los equipos de Siemens cumplen esta norma. Además de la especificación "Identification and Maintenance" quedan a disposición, entre otras, las siguientes funciones:
• Fabricante• Referencias• Descripción• Fecha de instalación• Número de serie• Cambios de hardware y software
Como las informaciones también están disponibles en el equipo, se pueden leer con el software de comunicación y almacenar permanentemente en la memoria del software.
Medición de temperatura
SITRANS T son los instrumentos de medición de la temperatura en plantas de procesos. Gracias a técnica inteligente, estos ins-trumentos permiten una puesta en marcha y mantenimiento óp-timos. Sus distintas formas constructivas, p. ej., como punto de medición completo, modelo de montaje en cabezal, mode-
lo para perfil DIN o modelo de campo, otorgan al usuario una gran libertad. Para el mantenimiento preventivo, todos los equipos disponen, entre otras, de las siguientes funciones:
• Conexión universal de termorresistencias, termopares, emisores de resistencia y señales de tensión continua.
• Vigilancia de cortocircuitos y roturas de cable en el punto de medición.
• Puntero de arrastre para la vigilancia de la temperatura de la electrónica y los sensores.
Los siguientes instrumentos están disponibles como converti-dores de montaje en cabezal o integrados en un punto de medición completo:
SITRANS TH300, el dispositivo HART:El contador de horas de funcionamiento evalúa los valores de temperatura del sensor y del sistema electrónico, los prepara y los representa en ocho clases de temperatura. Los valores medidos se pueden archivar. De la carga de temperatura del sensor se puede deducir, siempre y cuando se conozcan los procesos de envejecimiento, una estrategia para el manteni-miento predictivo.
La intensidad de salida se vigila cíclicamente como valor fijoo función de rampa simulado.• Función de memoria de RAM, ROM y EEPROM según el
método de la suma de verificación• Ejecución de programa mediante la activación selectiva de
puntos de verificación (watchdog)
SITRANS TH400 para PROFIBUS PA Con la posibilidad de conectar dos sensores en redundancia. El aparato de perfil 3.0 garan-tiza una fácil sustitución.
Con el certificado FISCO, el uso en atmósferas potencialmente explosivas resulta sencillo
SITRANS TW para montaje sobre perfil DIN
SITRANS TW es el convertidor de medida de temperatura a 4 hilos universal para montaje en armario sobre perfil DIN con fuente de alimentación integrada:• Monitoreo de límites
y resultado a través de HART o relé de señalización
• Contador de horas de funcionamiento para la electrónica.
SITRANS TH 400
SITRANS TW
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Vigilancia y diagnóstico 17
Medición de presión relativa, absoluta y diferencial, caudal y medición hidroestática de nivel de llenado
SITRANS P es una familia de equipos de medición de presión. Los transmisores digitales SITRANS P DS III y P300 son instru-mentos universales ideales para medir presiones relativas, absolutas y diferenciales y, además, caudales y niveles de llenado (método hidrostático).
Disponen de una serie de funciones de diagnóstico y de simu-lación integradas que permiten que el usuario evalúe de forma selectiva el estado del dispositivo o de todo el punto de medi-ción al realizar la puesta en marcha, el servicio técnico o al ejecutar medidas de mantenimiento.
El mantenimiento preventivo está asistido por funciones como:
• Contador de horas de funcionamiento de la célula sensora y el sistema electrónico.
• Contador de eventos de rebasamiento por exceso o por defecto de límites.
• Puntero de arrastre para presión, temperatura del sensor y temperatura de la electrónica.
• Dos temporizadores libremente parametrizables que pue-den emitir una advertencia al alcanzar un valor umbral ajustado o bien transmitir una alarma.
El diagnóstico del dispositivo constituye una ayuda efectiva para la eliminación de fallos en el contexto del mantenimiento correctivo. Para ello se monitorizan cíclicamente los siguientes elementos:
• Integridad de memoria de RAM, ROM y EEPROM mediante el método de la suma de verificación.
• Correcta ejecución de programa en microcontrolador mediante el posicionamiento selectivo en puntos de verificación (watchdog).
• Posible rotura de sensores y funcionamiento del cálculo de linealización.
Adicionalmente, se dispone de funciones de simulación para comprobar la configuración del transmisor y de la entrada al sistema de control conectada a él. Ellos también contribuyen a una búsqueda rápida y selectiva de errores y, con ello, a un aumento de la eficiencia al ejecutar medidas de mantenimiento.
De la combinación de las funciones mencionadas se pueden obtener medidas que contribuyen al mantenimiento predictivo y, en consecuencia, aumentan la disponibilidad de la instala-ción y ayudan a incrementar la productividad.
SITRANS P DS III
SITRANS P 300, indicador digital
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Vigilancia y diagnóstico18
Vigilancia y diagnóstico de sensores y analítica de procesos
Medición de caudal
Para la medición de caudal, Siemens ofrece diferentes métodos de medición sin contacto:
• SITRANS F M MAGFLO, caudalímetros electromagnéticos• SITRANS F C MASSFLO Coriolis, caudalímetros másicos
Los instrumentos se pueden utilizar de forma flexible y se pueden instalar en cualquier punto.
Los caudalímetros MAGFLO y MASSFLO ofrecen información de mantenimiento excelente, correcta y preventiva a través de la interfaz HART o perfil PROFIBUS 3.0. La nueva variante MASSFLO "Transmisor Coriolis Siflow FC070 SIMATIC" puede integrarse directamente en un sistema SIMATIC por el lado posterior del módulo SIMATIC. SIMATIC Siflow FC070 tiene diseño externo de los módulos SIMATIC S7-300. El SIMATIC Siflow FC070 permite una integración perfecta en el sistema de automatización.
Los caudalímetros MAGFLO se emplean en aplicaciones con líquidos conductores; los caudalímetros MASSFLO, p. ej., para líquidos no conductores, estrictos requisitos de exactitud o en procesos en los cuales los parámetros de proceso están some-tidos a grandes fluctuaciones.
Los caudalímetros MAGFLO no son sensibles a fluctuaciones de presión, temperatura, viscosidad y conductividad electrónica (mín. garantizado: 5 µS/cm).
El dispositivo está provisto de varias funciones de diagnóstico que se visualizan en texto explícito y que se guardan en un libro de registro. En consecuencia, se pueden localizar también fallos periódicos. Estos fallos se transmiten automáticamente al sistema, según los estándares de requisitos de diagnóstico de Namur NE 107.
Se vigila el transmisor de medida y sus salidas. El sensor se comprueba continuamente y se ejecuta una detección de tubo vacío. Además, con los caudalímetros MAGFLO existe la posibilidad de comprobar todo el sistema de medición con un verificador externo.
SITRANS F M MAGFLO
Los caudalímetros MASSFLO son insensibles a las fluctuaciones de presión, temperatura, densidad, conductividad eléctrica y viscosidad. Un ASIC garantiza una mejor capacidad de reac-ción frente a discontinuidades. Los dispositivos son práctica-mente insensibles al efecto del ruido exterior, lo que constituye un requisito esencial para aumentar el margen dinámico.
MASS 6000 monitoriza tanto los errores que dependen de la aplicación como los ajustes del dispositivo seleccionados por el usuario:
• Exceso de aire en el tubo de medición.• Detección de tubo vacío.• Señal de flujo inestable.• Error de cero.• Densidad del líquido y límites de temperatura.• Límites del rango de medida.
Los ajustes específicos del usuario se comparan con los valores reales a fin de conseguir un ajuste óptimo. Los errores causa-dos por vibraciones mecánicas, cavitación o ruidos de la bomba pueden influir en la medición.
Las funciones de diagnóstico avanzadas del transmisor MASS 6000, que usan frecuencia de resonancia propia del sensor, amplitudes de captación y la fase de señal, pueden identificar estas influencias.
Al ser compatible con NAMUR NE 107, están disponibles amplias funciones de diagnóstico en la Maintenance Station. Esto facilita al personal de mantenimiento tomar las medidas adecuadas. De esta información homogénea (tipo y frecuen-cia de los avisos), el usuario puede extraer conclusiones que indican la aparición inminente de una avería o el manteni-miento preventivo. Así, se pueden tomar las medidas para aumentar la calidad de la medición o para impedir que se produzca un fallo en la producción.
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Vigilancia y diagnóstico 19
Medición de nivel
Para medir el nivel de llenado se dispone de tres tecnología diferentes: radar, capacitiva y ultrasonidos.
Medición sin contacto del nivel de llenado usando radar:
• SITRANS LR400/LR460 con radar OCFM (onda continua de frecuencia modulada)
• SITRANS LR200, radar de impulsos• SITRANS LR300, radar de impulsos• SITRANS Probe LR, radar de impulsos
Medición sin contacto del nivel de llenado usando ultrasonidos:
• SITRANS Probe LU con sonda ecoica compacta por ultrasonido
Medición capacitiva del nivel de llenado y detección de punto de nivel:
• POINTEK CLS 200/300/500• SITRANS LC 300/500
Los instrumentos de medición del nivel de llenado Siemens disponen de una serie de funciones de monitorización internas y externas. Por eso, los detectores de punto de nivel Pointek CLS 200/300/500 ofrecen la posibilidad de detectar influen-cias externas como sedimentaciones o suciedad y deducir de ellas las demandas de mantenimiento.
Además de los típicos componentes eléctricos y electrónicos, el diagnóstico del dispositivo también contempla la evalua-ción de la calidad de medición de la señal en cuanto a fiabili-dad e intensidad. La estación de mantenimiento señala la necesidad de mantenimiento al alcanzar un valor límite.
SITRANS LR400/LR460 suma datos de funcionamiento y calcula la vida útil restante a efectos del mantenimiento preventivo.
SITRANS LR400
SITRANS LR, LC y LU para vigilancia del nivel de llenado
POINTEK CLS200/300 detecta el grado de incrustaciones. El correspondiente estado actual del equipo es la base de los pro-nósticos sobre la vida útil restante. Con ello se puede realizar un mantenimiento predictivo. Las medidas de mantenimiento se pueden planificar de forma óptima. El resultado de los trabajos de mantenimiento ejecutados pasa a formar parte del cálculo de la tendencia actual.
Gracias al diseño y a la tecnología Active Shield patentada, los SITRANS LC300/LC500 son idóneos para complejas aplicaciones en las que se depende de una medición fiable, casi sin influen-cias, de las sedimentaciones de materiales o de la suciedad, y de una elevada exactitud de medición. Tienen una disponibi-lidad mayor que los equipos comparables. Las necesidades de mantenimiento se reducen al mínimo.
Los límites ajustables para los diferentes niveles de alarma permiten una adaptación óptima a las condiciones físicas
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Vigilancia y diagnóstico20
Vigilancia y diagnóstico de sensores y analítica de procesos
Funciones de diagnóstico para vigilar bombas volumétricas alternativas
SITRANS DA400 es un dispositivo de diagnóstico para monito-rizar continuamente el estado de bombas volumétricas alter-nativas. El equipo detecta incluso las fugas más pequeñas en las válvulas de alimentación de las bombas volumétricas alter-nativas. Se prescinde de una búsqueda de fallos adicional.
El principio se basa en la medición del sonido propagado por estructuras sólidas que está causado por la aparición de cavi-tación al producirse fugas. Adicionalmente existe la opción de monitorizar otras magnitudes como, p. ej., presiones o tempe-raturas en las bombas. Al alcanzar los límites, éstos se señali-zan mediante salidas digitales o mediante PROFIBUS PA a los sistemas de control superiores. Además del ajuste del equipo in situ, la parametrización también se puede realizar mediante PROFIBUS.
Grandes amplitudes causadas por las fugas en la válvula de aspiración indican el defecto.
SITRANS DA 400 aumenta la disponibilidad de la planta gracias:
• a períodos de parada sensiblemente reducidos,• a mayores intervalos de mantenimiento, ya que no es
necesario realizar el mantenimiento de las bombas hasta que lo exija su condición,
• a que se pueden evitar los daños derivados de averías, puesto que las piezas defectuosas se sustituyen o se repa-ran mucho antes de que deje de funcionar todo el compo-nente. Además, la detección temprana de las fugas permite una óptima planificación previa de las actividades de mantenimiento. Incluso se puede adaptar el modo de operación de una planta y, en consecuencia, mejorar también la disponibilidad.
El mantenimiento basado en la condición contribuye también al ahorro de energía: Se detecta con antelación una pérdida prematura de rendimiento, que se puede subsanar sustituyendo o reparando las piezas afectadas.
Así pues, SITRANS DA400 se encarga de contribuir de forma considerable a la reducción del coste de propiedad y al aumento de la productividad.
SITRANS DA400
Válvula de presión intacta
Válvula de aspiración defectuosa
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Vigilancia y diagnóstico 21
Analizadores de gases
Siemens ofrece una amplia gama de analizadores de gas:
• CALOMAT 6/62Analizadores de gases por conductividad térmica para la determinación cuantitativa de hidrógeno o helio en mezclas de gases binarias
• FIDAMAT 6Medición de las sumas de hidrocarburos según el principio de ionización de llamas
• OXYMAT 6/61Analizadores de gas para la medición de oxígeno según el principio paramagnético
• OXYMAT 64 Analizadores de gas para la medición de trazas de oxígeno mediante sensores de ZrO2
• ULTRAMAT 6 Analizadores de gas de uno y dos canales para la medición de alta selectividad de componentes absorbentes del infrarrojo
• ULTRAMAT/OXYMAT 6Combinación de OXYMAT 6 y ULTRAMAT 6 en una misma unidad
• ULTRAMAT 23Analizadores de gas para la medición de hasta tres componentes absorbentes del infrarrojo y del oxígeno.
• LDS6Analizador de gas para la medición in situ de O2 (tempera-tura), NH3, HCI, HF, H2O, CO, CO2 y aplicaciones especiales en humos antes y después de su lavado. Otras aplicaciones po-sibles son en la industria química y petroquímica, siderúr-gica, cementeras y fábricas de papel.
Los analizadores de gas poseen amplias funciones para el diag-nóstico del equipo y, en consecuencia, para el mantenimiento correctivo. Asimismo, tienen la capacidad de detectar irregulari-dades funcionales. Aparecen como demandas de mantenimien-to o como aviso de fallo en el indicador de la estación de mante-nimiento, están aplicadas en la salida de señalización o bien se señalizan a los sistemas superiores mediante PROFIBUS PA/DP. Los avisos se envían a un libro de registro.
ULTRAMAT 6, unidad de 19"
Las posibles causas de que aparezcan demandas de manteni-miento son, p. ej.:
• Tolerancia de ajuste sobrepasada por suciedad en la cámara de medición, deriva o cambio del gas de ajuste
• El gas cero o de comparación contiene demasiado oxígeno (OXYMAT 6)
• Utilización del gas de prueba o de comparación incorrecto • Detector defectuoso o fallo del gas de comparación • Temperatura máxima de la cámara de medida o del
cabezal de medida sobrepasada (OXYMAT 6) o calefacción defectuosa
• Falta de gas combustible o extinción de la llama (FIDAMAT 6)
Las demandas de mantenimiento también pueden deberse a:
• Vigilancia del motor del chopper (ULTRAMAT 6)• Vigilancia del campo magnético (OXYMAT 6)• Vigilancia de señales externas de fallo
(preparación de la sonda)• Monitorización de flujo (ULTRAMAT 23)• Vigilancia de señales externas de fallo
(preparación de la sonda)• Mala transmisión por desajuste de la unidad emisora y
receptora (LDS6)
Con estas funciones de monitoreo, los analizadores de gas aseguran un funcionamiento fiable y sirven de ayuda para un eficaz mantenimiento correctivo.
OXYMAT 6, modelo de campo
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Vigilancia y diagnóstico22
Vigilancia y diagnóstico de posicionadores y válvulas
SIPART PS2 es un posicionador electroneumático para válvu-las de control. El equipo es idóneo para una regulación de alta precisión de válvulas en las más diversas aplicaciones.
Además de las numerosas funciones básicas de autovigilancia, el posicionador se caracteriza por las siguientes funciones de diagnóstico en línea, en relación directa con las necesidades de mantenimiento actuales:
• Pérdida de suavidad de accionamiento de la válvula y su actuador
• Fugas neumáticas (p. ej.: rotura de membrana)• Taponamiento de una tubería o rotura del obturador de la
válvula• Desgaste del asiento o del obturador de la válvula• Sedimentaciones o pegotes en el asiento o el obturador de
la válvula• Rozamiento excesivo en prensaestopas• Test de carrera parcial para válvulas de apertura/cierre
(p. ej.: válvulas de seguridad)• Test de carrera parcial para válvulas de control
Posicionadores SIPART PS2
En función de su gravedad y urgencia de mantenimiento, estos fallos se notifican según la escala de evaluación de tres etapas (símbolos de llave fija, ver página 10).
Estos fallos también se muestran gradualmente en la pantalla in situ. Así, los errores pueden detectarse a tiempo, mucho antes de que provoquen fallos o paros de la instalación.
Además, con relación a las medidas de mantenimiento pre-ventivo también se vigilarán las siguiente magnitudes y, en parte, se podrá emitir un aviso gradual (ver arriba):
• Horas de funcionamiento (también diferenciadas según rangos de temperatura y rangos de ajuste)
• Temperatura de servicio actual y mín./máx.• Contador de carreras (integral de recorrido) • Número de cambios de dirección
El beneficio de un mantenimiento predictivo consiste en que la vida útil de los correspondientes componentes se puede agotar por completo sin correr el riesgo de que se produzcan averías o daños. Así, del grado de carga pueden obtenerse indicaciones que pueden aprovecharse para optimizar la operación de la planta y, en consecuencia, aumentar la disponibilidad.
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Vigilancia y diagnóstico 23
Vigilancia y diagnóstico de componentes de protección, maniobra y accionamiento
Protección selectiva de derivaciones de motor
En la industria de procesos, los componentes de automatización normalmente se alimentan con tensión continua de 24 voltios. Con el módulo de diagnóstico electrónico SITOP select, cada carga de 24 V se comprueba de forma fiable en busca de so-brecargas y cortocircuitos, y se desconecta en caso de fallo.
Un módulo de diagnóstico vigila hasta 4 derivaciones a motor que pueden conectarse secuencialmente según unos tiempos definidos para descargar la alimentación. Las corrientes a monitorear pueden ajustarse entre 2 y 10 A. Así, la electrónica de SITOP select permite picos de intensidad breves, como picos de corriente de conexión, mientras que corta sobrecargas más prolongadas o cortocircuitos.
Si se desconecta una de las 4 salidas, entonces se activa un contacto de señalización agrupada que puede evaluarse con el sistema de automatización superior. El técnico de servicio in situ detecta inmediatamente qué derivación de 24 V es la afectada, ya que cada salida cuenta con un LED multicolor que muestra el estado de funcionamiento en ese momento. Además de la rápida detección y localización de fallos, así se reducen los tiempos de parada.
SITOP select
Contactor con señalización de vida útil restante RLT (remaining life time)
Los contactos principales de contactor son piezas desgastables que se deben sustituir oportunamente al alcanzar el final de su vida útil. La erosión de los materiales de contacto y, en consecuencia, de la vida útil eléctrica (= número de ciclos de maniobra) es más o menos grande en función de la carga, de la categoría de utilización, del modo de operación, etc.
Las inspecciones rutinarias o los controles visuales realizados por el personal de mantenimiento aportan información sobre el estado de los contactos principales. La función "Señaliza-ción de vida útil restante" de los contactores SIRIUS con RLT se encarga de esta tarea y hace que los controles ópticos realizados in situ sean innecesarios. No sólo se cuentan los ciclos de maniobra, que no aportan información sobre el desgaste de los contactos, sino que el avance real de la erosión de cada uno de los tres contactos principales más bien se registra elec-trónicamente, se evalúa, se guarda y, al alcanzar los límites es-tablecidos, se señaliza. Estos datos guardados no se pierden incluso si falla la alimentación del circuito de mando.
El mantenimiento basado en la condición permite un óptimo aprovechamiento del material de contacto. De esta manera se reducen los costes de explotación, al mismo tiempo que se aumenta la disponibilidad de la planta.
La señalización se realiza, vía contacto de relé o bus AS-Inter-face, al alcanzarse una vida útil residual del 20%. Por ejemplo, por medio de una entrada digital de SIMOCODE pro y, en con-secuencia, mediante PROFIBUS, las señalizaciones llegan a SIMATIC PCS 7 Maintenance Station.
Contactor SIRIUS con RLT
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Vigilancia y diagnóstico24
Vigilancia y diagnóstico de componentes de protección, maniobra y accionamiento
Sistema de gestión de motores SIRIUS SIMOCODE pro
SIMOCODE pro es el sistema de gestión de motores modular y flexible para motores de velocidad constante de la gama de baja tensión. Optimiza la conexión entre el sistema de control y la derivación a motor y aumenta, por tanto, la disponibilidad de la planta. SIMOCODE pro está diseñado especialmente para la utilización en centros de control de motores (MCC) de la industria de procesos y de generación eléctrica y se emplea para la protección y el control de motores o bombas, etc., p. ej., en atmósferas potencialmente explosivas, en aplicaciones con arranque difícil (industria del papel, del cemento y del metal) y en instalaciones de alta disponibilidad.
Características especiales:• Protección electrónica y multifunción integral para motores,
independiente del sistema de automatización• Software flexible en lugar de hardware para el control de
motores• Datos detallados de funcionamiento, servicio técnico y
diagnóstico• Apto para gestión de energía • Comunicación vía PROFIBUS DP
Para poder ofrecer el sistema óptimo para cada aplicación, SIMOCODE pro se puede ampliar de una forma flexible a los siguientes módulos de función: módulos digitales, analógicos, de defecto a tierra y de temperatura. La librería de bloques PCS 7 permite visualizar datos de diagnóstico en la estación de mante-nimiento. Así se pueden evitar fallos o, en caso necesario, locali-zarlos y eliminarlos rápidamente. El aviso de diagnóstico no sólo se produce con mucho detalle mediante PROFIBUS sino también directamente en el armario eléctrico mediante el bloque gráfico con pantalla. De esta forma es posible visualizar directamente en la pantalla multilingüe valores de medición, información de estado y avisos de fallo en texto explícito.Si se debe sustituir un equipo o todo el módulo de armario eléc-trico en los centros de control de motores (MCC), el conector de direccionamiento permite la rápida y fácil asignación de la nueva dirección PROFIBUS al equipo de sustitución. Utilizando un módulo de memoria también se puede transferir directamente al nuevo SIMOCODE pro la parametrización del equipo que se sus-tituye: sólo hay que enchufarlo a la interfaz de sistema.
Sistema de gestión de motores SIRIUS SIMOCODE pro
Visualización de tendencia de mediciones cualesquiera
Otra característica esencial de SIMOCODE pro es la ejecución autónoma de todas las funciones de protección y control incluso si la comunicación con el sistema de control está inter-rumpida. Cuando falle el sistema de bus o de automatización, se seguirá garantizando también la plena capacidad funcional de la derivación. Para el fallo, se puede parametrizar un com-portamiento definido, p. ej., la desconexión selectiva de la derivación o la ejecución de determinados mecanismos de control parametrizados (por ejemplo, la inversión del sentido de giro).
Datos de funcionamiento y estadísticos que permiten un mantenimiento basado en la condición:
• Horas de funcionamiento del motor, períodos de inactividad del motor, horas de funcionamiento del aparato
• Número de arranques del motor y disparos por sobrecarga• Comentarios internos almacenados en el equipo
Datos de diagnóstico sobre el mantenimiento correctivo:
• Numerosos mensajes detallados de preaviso y de fallo para su procesamiento en el aparato o en el sistema de control
• Memoria interna de fallos • Etiqueta de fecha y hora de avisos de estado, alarma y fallo
seleccionables para registro cronológico exacto de señales de proceso
• Valor de la última corriente de disparo• Fallos de respuesta (p. ej.: no circula corriente en el circuito
principal después del comando Marcha), etc.
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Vigilancia y diagnóstico 25
Diagnóstico de accionamientos
Casi ningún grupo de productos influye tanto en la disponibi-lidad de la planta como los accionamientos: si falla, la planta se detiene. Estas detenciones no planificadas de la planta acarrean costosos fallos de producción, reparaciones extra-ordinarias y, a menudo, los consiguientes daños.
Por eso, todos los sistemas de accionamiento y convertidores de frecuencia de las familias SINAMICS, MASTERDRIVES y MICROMASTER con los motores instalados aguas abajo están integrados en SIMATIC PCS 7 Maintenance Station. De ello se obtiene como resultado una representación común y homo-génea de información relevante para el mantenimiento que permite estrategias de mantenimiento preventivo y predictivo.
Los componentes inician sesión automáticamente si es nece-sario el mantenimiento. Un ejemplo son los variadores de media tensión como SINAMICS GM150. En tal caso, un método de presión diferencial determina el grado de suciedad de los filtros para el polvo.
En la ejecución con refrigeración por agua, la medición analógica de conductividad comprueba continuamente el funciona-miento del intercambiador iónico y avisa a tiempo si se reduce su capacidad de intercambio. Los ventiladores, en el caso de refrigeración por aire, y las bombas, en el caso de la refrigeración por agua, cuentan con contadores de horas de funcionamiento que recomiendan comprobar los componentes al alcanzar un número determinado de horas de funcionamiento.
Los sistemas de accionamiento se integran en la Maintenance Station mediante el software Drive ES PCS 7, un paquete adi-cional para SIMATIC PCS 7. Con Drive ES PCS 7, los variadores de Siemens se pueden controlar desde SIMATIC PCS 7 usando bloques de función y pueden manejarse y supervisarse en la estación del operador mediante faceplates.
La familia SINAMICS
Motores IEC
Evaluación de estado de máquinas de alta tensión
El diagnóstico de descargas parciales, que puede ejecu-tarse como medición en o fuera de línea, según la aplica-ción, es un método establecido para evaluar el estado de máquinas de alta tensión. Es una importante actividad en las estrategias de mantenimiento orientadas a la fiabilidad en grandes accionamientos.
Para medir las señales de descargas parciales, los motores de alta tensión pueden incorporar opcionalmente de fábrica las "SIEMENS Insulator Integrated Coupling Units" patentadas.
Así, sólo habrá que sustituir los aisladores rígidos de las cajas de bornes por las Insulator Integrated Coupling Units. De esta forma se obtienen las siguientes ventajas:
■ Instalación simple y económica■ Sin necesidad de cambiar la caja de bornes■ Robusta construcción mecánica■ Máxima seguridad probada de las distancias de
aislamiento■ Interfaz directa con el diagnóstico de estado
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Vigilancia y diagnóstico26
Vigilancia y diagnóstico de componentes de protección, maniobra y accionamiento
Ejemplo de mantenimiento con Drive ES PCS 7 para el accio-namiento de una mezcladora: con el tiempo, el material a mezclar se pega a las palas. Hasta el momento, las palas se limpiaban a intervalos periódicos planificados para garantizar su disponibilidad. Con la ayuda de las nuevas funciones de la estación de mantenimiento, la limpieza se podrá realizar en el futuro según las necesidades.
El variador ofrece la posibilidad de vigilar el par resistente utilizando límites al efecto ajustables y de seleccionar el tipo de reacción en caso de que se rebasen. La mezcladora funciona sin problemas dentro de los límites de carga. Para la mezcla-dora se sabe que el grado de suciedad repercute de forma indirecta en la curva de par del convertidor. Al superar el límite, se transmite un aviso al sistema de control.
Partiendo de esta alarma del variador, Drive ES PCS 7 genera el correspondiente aviso de mantenimiento para la Mainte-nance Station. Ahora se puede limpiar la mezcladora de acuerdo con las necesidades. Además, existe la posibilidad de registrar la frecuencia de las demandas de limpieza y, de ahí, deducir las optimizaciones del proceso o supuestos de mantenimiento predictivo.En consecuencia, también se puede optimizar el mantenimiento de los elementos móviles de la instalación e incrementar la disponibilidad y la productividad de la planta.
Ejemplo de flujo esquemático de información en un accionamiento de mezcladora
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Gestión de activos a nivel de planta con componentes de Totally Integrated Automation
Más información sobre el tema:www.siemens.com/maintenance
SIMATIC HMI:www.siemens.com/hmi
SIMATIC PC DiagMonitor:www.siemens.com/diag-monitor
SIMATIC NET:www.siemens.com/simaticnet
PROFIBUS:www.siemens.com/profibus
PROFINET:www.siemens.com/profinet
SITOP select:www.siemens.com/sitop-select
AS-Interface:www.siemens.com/as-interface
Arrancadores de motor ET200pro:www.siemens.com/sirius-motorstarter
Aparatos de control y distribución de baja tensión:www.siemens.com/lowvoltage
Accionamientos:www.siemens.com/drives
SIMATIC Sensors:www.siemens.com/simatic-sensors
Ventajas
■ Representación homogénea para toda la planta del estado de diagnóstico y de mantenimiento
■ Asistencia integrada del mantenimiento basado en la condición
■ Optimización de todo el flujo de trabajo desde el diagnóstico hasta la conclusión de la actividad de mantenimiento
■ Funcionalidad de mantenimiento integrada en el sistema, no hacen falta trabajos de ingeniería adicionales
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Este folleto contiene descripciones o prestaciones que en el caso de aplicación concreta pueden no coincidir exactamente con lo descrito, o bien haber sido modificadas como consecuencia de un ulterior desarrollo del producto. Por ello, la presencia de las prestaciones deseadas sólo será vinculante si se ha estipulado ex-presamente al concluir el contrato. Reservadas las posibilidades de suministro y modificaciones técnicas.Todas las denominaciones de productos pueden ser marcas y nombres de productos de la empresa Siemens AG o de otras em-presas proveedoras, cuyo uso por terceros para sus fines particu-lares puede violar los derechos de los propietarios.
Más información:
www.siemens.com/maintenance
Si lo desea, podrá encontrar información más detallada en los manuales SIMATIC Guide:www.siemens.com/simatic-docu
Descarga de otras publicaciones sobre SIMATIC en la dirección: www.siemens.com/simatic/printmaterial
Encontrará documentación técnica detallada en nuestro portal de asistencia y servicio técnico:www.siemens.com/automation/support
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