Todo indica que nos dirigimos hacia una «Era con Automatizacion de Procesos»

Ya tocaba valorar un artículo de los que publican los enlaces externos de nuestro portal. Teniendo en cuenta las posibilidades de automatizacion de procesos industriales mediante la integración de todos los datos de planta (big data) en plataformas empresariales, creo relevante la traducción y comentarios del artículo Oil and Gas Industry Benefis OPC publicado en el tercer trimestre del año 2015 por la revista Maintworld.

automatizacion de procesos industriales

Standard OPC en Gas y Petróleo

Cualquier sector, pero el Petroquímico con mayor particularidad lucha por optimizar sus niveles de automatizacion de Procesos. Abordar un análisis de esta industria resulta complejo si bien el escenario en el que se escribe este artículo es el siguiente:

  • El Petroleo y Gas son responsables del 60% del suministro diario de las necesidades de energía (el 40% restante vendrían de carbón, nuclear, hidroeléctrico y renovables).
  • El petroleo se usa también en la generación de energía en el sentido de que se trata de materias primas para la fabricación de fertilizantes, gomas sintéticas y plásticos que constituyen parte de los componentes de todo nuestro entorno infraestructural.

Por ello la automatizacion de procesos en esta industria ha de entenderse desde un punto de vista global por lo que multitud de industrias se están gastando billones de dólares anualmente para mantener e incrementar su producción de aceite y gas. Desde este punto de vista existe una preocupación y gestión política hacia este tema máxime cuando existe una importante concentración geográfica de estas materias  en zonas como Africa, Latinoamérica y Europa del Este que actúan de proveedores de áreas como Norteamérica, Europa o Asia. Existe, por tanto, una imperante

Necesidad de maximizar ingresos y minimizar los Costesde Explotación de todos sus Activos como criterio fundamental de Gestión.

Gestión de Activos

No sería descabellado decir que la mayor parte de las cosas que tocamos están hechas de aceite, gas o una combinación de ambas. Además existe un preocupación planetaria por las cuestiones del daño al entorno o medio ambiente, algo a lo que añadir los obvios criterios de seguridad por las características de volatilidad de estos componentes. Esos serían algunos de los principales criterios a tener en cuenta para la gestión de mantenimiento y activos y su automatizacion que han de buscar en cualquier caso

poder cumplir con el Tiempo de Vida de todas nuestras Inversiones y Bienes de Equipo.

Para ello disponer de información actualizada es clave, de modo que sería clave disponer de datos debidamente recientes de todo nuestro parque de activos. Sólo así garantizaremos óptimas decisiones de nuestros Centros de Ingeniería y Análisis de nuestros diferentes Programas de Monitorizado de Condición. El estándar de Arquitectura Unificada OPC (en siglas OPC UA), de la Fundación OPC, permite desarrollas cualesquiera infraestructura de control para los diferentes suministradores de Bienes de Equipo.

estandar para automatizacion de procesos industriales

OPC

Con el standard cualquier organización (empresa, proveedores, servicio post-venta, en definitiva toda nuestra batería de Stake Holders) será capaz de utilizar un entorno multifuncional para desarrollar cualquier sistema de automatizacion de procesos e inteligencia que mejore el grado de desempeño en nuestros activos. Sin embargo para ello se requiere colaboración entre las diferentes plataformas Hardware y Software de la compañía para que los datos puedan estandarizarse a ese formato y los modelos autónomos de Mantenimiento Predictivo puedan ser desarrollados.

Redes de Colaboración

El Standard OPC simplemente describe un modelo de arquitectura para la automatizacion de procesos, incluyendo información como:

  • Registros de Acceso a Datos

  • Alarmas y Condiciones

  • Datos Históricos

El OPC UA, un avance sobre el tradicional, permite separar estas especificaciones de sus diferentes aplicaciones prácticas. De ese modo se ha sido capaz de categorizar el comportamiento para servicios como lectura, escritura, navegación, subscripción y seguridad, actuando separadamente de la información sobre la que operan (lo que serían los Metadatos).

doble capa en automatizacion de procesos industriales

MDIS

Se trata de un fruto de esas colaboraciones que permite operar en interfaces MCS – DCS. En él se han integrado la mayor parte de los vendedores DCS (Distributed Control System) junto con los vendedores de bienes de equipo para performadoras submarinas, buscando la estandarización y automatizacion de las comunicaciones entre ambos dispositivos (protocolos, modelos de información, …). Reproduciendo el modelo

se podría lograr una Intercomunicación Completa de todas las aplicaciones bajo el Estándar OPC UA

Mejorando los Procesos

Un paso más sería la Automatizacion de los Sistemas de Perforzación; se basan en los equipos de la perforadora, y cómo modelizar la transmisión e integración de la información entre los diferentes sistemas de control. Se trata de un auténtico reto pues supone la colaboración entre operadores, contratistas, proveedores de equipos y las compañías de servicio que pueden manejar intereses bien distintos, y por tanto actitudes poco colaborativas.

El objetivo, lograr un sistema accesible que permita gestionar complejos modelos de información y elevados grados de mantenibilidad, con unos niveles además de seguridad. Este estándar llamado

«Well Information Transfer Standard»

está basado en OPC UA y está siendo usado en la industria de la perforación.

Protocolo para Automatizacion

Se trata de una iniciativa de la propia Fundación OPC en el que participan todos los distribuidores del consorcio de Gas y Petróleo, y que tiene por fin la integración del OPS y Energístics en lo que será una especificación propia de la compañía llamada

PRODML.

El tiempo es un desafio para esta Industria y el Control de Costes es elevado siendo una prioridad para cualquier compañía involucrada. Para su optimización se está trabajando en plataformas que agilicen la recolección de datos en tiempo real de los equipos usados en pozos petrolíferos:

  • Información de Producción.
  • Salud de activos

que podrían ser integrados en un dispositivo de análisis para mejorar los procesos de predicción de fallos.

automatizacion de procesos industriales

Así, el reto es la

Comunicación de Datos desde localizaciones remotas a los Sistemas de Automatizacion.

El OPC UA es una tecnología que cubre ese vacío a través de protocolos seguros y flexibles para la información logrando formatos comprensibles para las aplicaciones de automatizacion de procesos e inteligencia artificial.

Y se está logrando, pues existen multitud de plataformas que permiten la conversión desde ese standard OPC UA. ¿Cómo? Basándose en los elevados niveles de abstracción que permite a los operadores camuflar los datos de cada hardware en el pozo de las aplicaciones «aguas arriba», de modo que los usuarios puedan adaptar fácilmente sus cambiantes necesidades.

En definitiva que estamos ante una

Industria Multifacética,

para mejorar el impacto diario que su actividad tiene sobre nuestras vidas. Ha de ser así pues no olvidemos que cualquier mantenimiento o parada general se basa en el histórico de datos disponibles, más allá de que este pueda provenir de plataforma submarina, pozo o la propia refineria. Esta necesidad casa además perfectamente con las necesidades de maximizar ingresos y minimizar costes que tiene cualquiera de las compañías de este sector.

Lo que ha aportado OPC es la TECNOLOGÍA para plasmar esa idea, además de ampliar las capacidades para poder establecer colaboración con otras organizaciones igualmente estandarizadas extendiendo así el alcance del proyecto de Automatizacion de Procesos. Pero este no es el único proyecto en curso, desde luego, para la Fundación OPC siendo recomendable que visitéis su web para más información sobre otros proyectos de automatizacion y conectividad en maquinaria y activos industriales.


Bueno, hasta aquí este artículo, extenso pero muy orientado hacia las tendencias actuales en

Automatizacion de Sistemas.

En este sentido deciros que el estándar OPC ya se trató en la entrada Software de Mantenimiento en el sentido de haceros ver que se trata de un estándar que se incorpora en la mayor parte de los sistemas de captación y análisis de datos en entornos industriales. Básicamente lo que hacen estos sistemas es traducir la información del protocolo base (en aquella entrada DeviceNet) al estándar; pero claro esto se ha de hacer con todos los sistemas de automatizacion disponibles por lo que se requiere para ello de consenso y trabajo con tu

  • Nube de Stake Holders

automatizacion de procesos industrialesEl trabajo de estos sistemas pese a lo complejo que pueda parecer se basa en la diferenciación tradicional entre Data Mining y Data Warehouse. Esta diferenciación surge de diferenciar entre

  • Datos Elementales. Aquellos que se utilizan en el día a día, que son actualizables y se encuentran al día, que no continen redundancias y presentan una elevada probabilidad de acceso y están orientados a Transacciones.
  • Datos Derivados. Aquellos que se calculan para el Uso de la Dirección, no pueden actualizarse, son Históricos, contienen Redundancia, tienen una Baja Probabilidad de Acceso y están orientados al Análisis.

Esta diferenciación, siempre planteada a nivel de datos en la informática tradicional, ha marcado los diseños de los diferentes sistemas de automatizacion de procesos pues representa la realidad operativa de cualquier sistema de almacenamiento y gestión de información. De esa distinción derivan los 2 anglicismos que trataremos a continuación y que seguro conoces.

Data Warehouse

Se refiere a un tipo de Almacenamiento de Datos corporativo para todos los procesos de análisis que usan una perspectiva histórica como soporte para la toma de decisiones. Presenta las siguientes características:

  • Orientado a Temas.
  • Integrado.
  • Variable en el Tiempo.
  • No Volátil.

En el artículo planteado sería lo que llamábamos nube de datos y que se separaba en su tratamiento de la parte de analítica o inteligencia empresarial.

datos-en-automatizacion-de-procesos industriales

Data Mining

Se refiere a la Minería de Datos, que sería la actividad orientada a Extraer Conocimiento sobre nuestros procesos revelando tramas, tendencias y correlaciones ocultas hasta ese momento. Para ello se hace uso de técnicas de estadística e inteligencia artificial que buscan relaciones de causalidad entre variables.

Algunas técnicas tradicionales de Data Mining han sido:

  • Redes Neuronales
  • Árboles de Decisión
  • Algoritmos
  • Procesos basados en Memoria

inteligencia en automatizacion de procesos industriales

Y en esa diferenciación tradicional, que tiene su origen en los finales del Siglo pasado, siguen basándose los estándares de automatizacion de procesos como el OPC UA.

Bueno pues hasta aquí esta entrada sobre

Automatizacion de Procesos Industriales

que seguro has encontrado de utilidad, pues en definitiva cualquier industria en la actualidad tiene ese objeto en mente cuando plantea la compra o implantación de cualquier sistema de optimización o inteligencia empresarial. La automatizacion no implica la eliminación de la actividad humana, que duda cabe, pero sí la facilita eliminando ruido en todos nuestros procesos de decisión.

En relación al Estándar OPC indicarte que es realmente amigable tanto a nivel de interfaz base como de parametrización, de hecho como se indica en el artículo los propios operadores fueron capaces de desarrollar la aplicación definitiva de gestión de información. Lo complejo es la Gestión Previa a nivel de acuerdos entre diferentes Sotware y Hardware para que el proceso sea realmente viable y funcional en su fase final.

Lo que sí también me gustaría remarcarte es que el uso de estos estándar y su autobombo (justificado por los beneficios que deriva su uso) no te haga olvidarte que cada sistema (en el caso del artículo los que usarán en pozos, plataformas, …. de siempre) ha de estar perfectamente optimizado para que luego la visualización o traslado a estos sistemas de inteligencia artificial sea realmente operativa.

Por eso no olvides muchas de las entradas de la Categoría de Mantenimiento Predictivo, por ejemplo control de turbinas en las que se habla del uso de la estadística como herramienta de parametrización y automatizacion en la detección de niveles de alarma.

Bueno, pues hasta aquí la entrada de esta semana de la etiqueta Artículos, que como siempre te digo puedes comentar o debatir a través de la sección de comentarios. automatizacion de procesos industriales

 

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