¿Cómo mejorar el proceso de recibo de leche?

 

recibo leche proeceso

 

En la industria del sector lácteo es fundamental el proceso de recibo de leche, de allí se despliegan los demás procesos que garantizan su calidad. A continuación, veremos los sistemas y protocolos que se deben seguir, a fin de obtener los mejores resultados.

 

Como lo hemos mencionado con antelación, el recibo de leche es un proceso que exige en sí mismo el cumplimiento de protocolos que garanticen la calidad del producto final; dicho proceso se divide en varias etapas, en donde, un sistema de recibo de leche básico deberá contar con:

 

  • Filtro de impurezas de leche.
  • Bomba centrífuga.
  • Tanque desaireador.
  • Medidor de caudal.

 

Dentro de nuestro recorrido en este tipo de industria, hemos podido evidenciar que, para tener un buen sistema de recibo de leche, se requiere tener un excelente sistema de desaireación, de tal forma que, el medidor de caudal tenga una medición confiable de los litros de leche que pasan. Hay que tener en cuenta que al final del día, gracias a este primer paso, se logrará totalizar la cantidad recibida a fin de determinar cuánto dinero es el que debe pagar por el recaudo de dicha leche.

 

Lastimosamente, en la mayoría de los casos, los clientes tienen instalados medidores electromagnéticos, los cuales solo cuentan con la opción de cuantificar la cantidad de leche que pasa y su totalización. De esta forma se exponen a que los camiones en su proceso de recolección de leche por las fincas, le ingresen agua o apliquen aditivos que alteren su composición, pasando la leche por mayor cantidad y haciendo que la planta finalmente deba pagar más por ella.

 

 

¿Qué hacer ante este panorama?

 

Con nuestra solución integral que contribuye a la automatización industrial para recibo de leche de Siemens, es posible medir no solo la tasa del flujo de masa sino también la densidad y temperatura. Gracias a la lectura de densidad es posible determinar el caudal volumétrico y conocer si la leche se encuentra mezclada con agua.

 

De este modo, junto con un sistema de control es posible llevar un registro completo de las descargas de vehículos por día, con densidades y temperaturas promedio, fecha y ruta, lo que permitirá llevar el control respectivo en una base de datos. Así pues, contribuimos a la eliminación de planillas, las cuales llenan a los operarios y pueden traer consigo errores humanos al indicar una descarga de leche incorrecta.

 

De igual modo, nuestro sistema de recibo de leche se complementa con los procesos de lavado de CIP, permitiendo integrarse con los sistemas ya instalados, o bien, podemos incluir un paquete para CIP. Todas estas posibilidades hacen del medidor de caudal másico tipo Coriolis Siemens, un dispositivo de medida confiable en la industria del sector lácteo.

 

¿Cómo funciona?

 

Nuestro tablero de control se compone de un PLC S7-1200 que recibe las señales provenientes de un medidor de caudal másico tipo Coriolis FC330 Siemens, el cual permite: totalizado en litros, caudal másico, caudal volumétrico, densidad del líquido y temperatura. Estas señales son registradas por el sistema junto con los datos ingresados por los operarios (placa, ruta, tipo producto, número de compartimientos y compartimiento a descargar). Al finalizar la descarga el sistema almacenará estos datos mediante un sistema de supervisión instalado en un PC, el cual genera un archivo Excel .CSV y guarda la información en una base de datos, que llevará el histórico de todas las descargas realizadas, con la fecha y hora de finalización de cada una se imprimirá un ticket con dicha información cada vez que finalice la descarga de un vehículo.

 

Mecánicamente el sistema cuenta con dos bombas y un tanque pulmón. El tanque pulmón tienen la funcionalidad de garantizar que el caudalimetro trabaje con la tubería totalmente llena y de esta forma evitar que el equipo mida dos fases simultáneamente, ya que ningún medidor de caudal puede trabajar si hay dos o más fases presentes (Líquido/Aire).

 

Las bombas se utilizan para transportar el producto hacia la descremadora el proceso siguiente a recibo, la primera bomba envía el producto al tanque pulmón y la segunda envía del tanque hacia la descremadora haciendo pasar el producto (leche) por el medidor de caudal. Para proteger las bombas, el sistema cuenta con dos SWITCH de nivel, uno en la entrada de la bomba 1 y el segundo ubicado en la parte baja del tanque pulmón, estos SWITCH se utilizan para desactivar las bombas evitando que estas trabajen en vacío. Si el nivel del tanque se encuentra por debajo del switch, la bomba se detiene para evitar que se ingrese aire a la tubería.

 

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Ingreso datos

 

Mediante la HMI el operario puede ingresar los datos de cada uno de los camiones que ingresan para el recibo de la leche, los datos que deben suministrar son los siguientes:

 

  • Placa del vehículo.
  • Compartimiento.
  • Ruta.
  • Cantidad de compartimientos.
  • Tipo de leche (Fría/Caliente).
  • Proceso por realizar (Descarga de leche/Carga de leche*/CIP).

 

Una vez se ingresen los datos del vehículo a través de una serie de pasos amigables con el usuario, se habilita el botón para comenzar el proceso de descarga. La carga de leche se ejecuta en los casos en que requieren sacar leche de la planta para llevarla a otra, en estos casos el equipo cuenta con la ventaja que el flujo puede ser bidireccional.

 

Detección de fallas

 

La principal falla que hemos encontrado en las plantas, ha sido por presencia de aire en la tubería y que ésta a su vez ingresa al medidor, como mencionamos anteriormente es fundamental que no ingrese aire al equipo ya que no podrá tener una medida correcta y confiable. Por ello, antes de implementar un sistema de recibo de leche con medidor de caudal, ya sea electromagnético o másico, es esencial eliminar este problema y lo hemos evidenciado colocando el tanque pulmón. Las vibraciones tienen un efecto sobre la estabilidad del punto cero y por lo tanto sobre la precisión de las mediciones; por lo tanto, si la estabilidad del cero se ve afectada por vibración, se deben tomar acciones para mejorar la instalación, como por ejemplo utilizar tubería flexible. Otra posible causa de fallas es no realizar periódicamente mantenimiento a los empaques de las conexiones tri-clamp, ya que hemos encontrado empaques desgastados y puede filtrarse aire por allí.

 

Condiciones para tener una confiabilidad de la medición

 

Para garantizar la confiabilidad en la medición, se debe realizar un ajuste de cero inicialmente, teniendo en cuenta que el valor de desviación estándar del ajuste de cero debe estar entre los límites del transmisor por ficha técnica.  Además, es necesario utilizar un tanque pulmón intermedio entre la bomba de descarga y el medidor de caudal, con la finalidad de evitar ingreso de aire en la tubería mientras se realiza el proceso de escurrido, de igual forma el uso de SWITCH para evitar que las bombas trabajen en vacío y de esta forma podemos minimizar los errores.

 

Es importante que la tubería esté anclada a pared o piso para evitar la transferencia de tensiones de la línea al sensor de flujo. Las vibraciones de la tubería y la pulsación del fluido pueden afectar la capacidad del sensor para medir con exactitud si la vibración externa tiene una frecuencia cercana a la frecuencia de resonancia del sensor.

 

Escrito por :  Sebastian Garzón y  Daniel Molina

Ventajas de la Automatización industrial

El objetivo central de toda empresa es el ejecutar tareas en el menor tiempo posible, manteniendo la calidad y aumentando los niveles concernientes a la producción. Esto es posible gracias a la automatización industrial. Dicho proceso consta de la aplicación de diferentes tecnologías y sistemas, con el fin de llevar a cabo un control computarizado y electromagnético de gran parte de la instrumentación de la empresa.

De igual modo, esto permite que los procesos desarrollados de manera repetitiva sean realizados de manera automática y con el mínimo de intervención humana; optimizando los ciclos de producción, reduciendo los errores y fallos, y garantizando uniformidad en la ejecución de tareas.

Hay que tener en cuenta que este tipo de procesos de automatización pueden llevarse a cabo en diferentes sectores industriales, como:

  • Industria Cementera.
  • Industria de Alimentos.
  • Industria textil.
  • Industria Minera.
  • Industria Oil &Gas.
  • Industria electrónica.

La automatización industrial es en sí, una alternativa de mejoramiento y control eficaz de los procesos que se llevan a cabo en el interior de una empresa.

Dentro de las ventajas que ofrece su aplicación, se encuentran:

  • Aumento de la productividad y reducción de gastos operarios.
  • Consolidación de los niveles de seguridad.
  • Disminución de errores y realización de tareas de maneras más exactas.
  • Monitoreo constante y a distancia.

Recuerde que…  automatizar los procesos y tareas llevan a su empresa a la optimización de los niveles de producción, lo que se traduce en evolución y calidad.

¿Qué son los Transmisores de temperatura universales?

Uno de los elementos que pueden contribuir a la mejora y a la evolución de una industria, son los transmisores de temperatura universales. Estos equipos permiten convertir la señal de una gran multiplicidad de sensores, en señales de salida estandarizada. Es decir, llevan a cabo un proceso que permite aislar, alinear y acondicionar una señal proveniente de termopares o de sistemas RTD (Resistance Temperature Detector/Detector de Temperatura Resistivo). Esto a fin de que las señales puedan ser controlables y monitoreadas de manera óptima.

 

¿Qué beneficios proporciona su uso?

Su función principal es la estandarización de señales para crear puntos de control, por ello:

  • Aíslan, amplifican, alinean y convierten la información recibida de sensores, a señales de salida controladas.
  • Ofrecen mayor resistencia a los efectos electromagnéticos, los cuales se han convertido en los causantes de las variaciones en las señales emitidas por los sensores, ocasionando alteraciones en las lecturas.
  • Permiten que las señales se extiendan más allá, que las emitidas por los sensores.
  • Sus lecturas son señales estables y confiables, por lo que la transmisión mantiene un correcto control eléctrico.
  • Permiten que se mantenga un control homogéneo de las emisiones.

Dentro de los usos y mecanismos más populares están los siguientes:

  • Extensiones de señal superior a 30 de metros.
  • Controladores modulantes.
  • PLC (Programmable logic controller / controlador lógico programable)
  • Variadores de velocidad.

Tenga en cuenta que los transmisores de temperatura universales hacen parte de los productos especializados en el control de la medición de temperatura, los cuales ayudan a cualquier industria a optimizar la información recibida y a crear puntos o protocolos de control eficientes.

¿Qué son los sistemas SCADA y cómo pueden contribuir a optimizar su empresa?

OPTIMIZAR Y CONTROLAR LA GESTIÓN DE DATOS Y AUTOMATIZAR PROCESOS DE PRODUCCIÓN, SON ALGUNAS DE LAS VENTAJAS QUE PODRÁ ADQUIRIR CON EL USO DEL SISTEMA SCADA. AQUÍ LE EXPLICAREMOS EL POR QUÉ.

Los sistemas SCADA, o Supervisory Control and Data Acquisition (supervisión, control y adquisición de datos), son aplicaciones de software diseñadas especialmente para gestionar los datos de productividad de una empresa, con el fin de mostrar información en tiempo real de todas las variables dentro del proceso de automatización y desarrollo.

Este sistema se convierte en la parte central del monitoreo y comunicación, controlando un espacio deseado. Así mismo, se caracteriza por ser un sistema moldeable que permite el ajuste ideal, a las diferentes formas de producción sin importar su complejidad o expansión.

¿En qué consiste el sistema SCADA?

SCADA es un sistema automatizado que controla y gestiona todos los procesos de producción de una empresa. Es eficiente y adaptable, ya que puede monitorear cualquier tipo de operación. Maneja de manera eficiente los indicadores, la visualización de la planta operaria y la interacción de los procesos gestionados, desde un espacio intuitivo.

Las visualizaciones de las variables están orientadas en registrar los datos generales en el sistema, revisando todos los procesos y así, generando una información en tiempo real de lo ocurrido en las áreas industriales. Lo anterior, a fin de permitir la mejora constante de la empresa.

El funcionamiento del sistema SCADA  como SIMATIC WINCC  permite automatizar procesos de manera eficaz e intuitiva, adicional a esto está dotado de potentes funciones para la supervisión de procesos y enfocado a todos los sectores de la industria.

Registra en tiempo real todos los datos de productividad, genera un puente comunicativo entre los operadores, los dispositivos de mando y los sistemas coordinados. Al funcionar de manera autónoma y automática, el control de la información crea a escala, y a medida que se requieran, los datos necesarios para el entendimiento funcional de la sección establecida.

Es decir: provee a todos los usuarios la información que genera el proceso productivo.

Su manejabilidad hace que la revisión del proceso alcance a las diferentes áreas de trabajo, como lo son: supervisión, control de calidad, control de producción, almacenamiento de datos y demás. Da vía a la comunicación interna, encaminándola a la consecución de resultados de calidad, haciendo que los índices de control crezcan, por medio de un completo proceso de retroalimentación.

La retroalimentación o feedback es una de las ventajas más representativas que nos proporciona SCADA, ya que, dentro de la automatización de los procesos, el conocer los datos completos de la gestión industrial, ayuda eficazmente a identificar observaciones y a plantear soluciones que lleven a la optimización de resultados en los ambientes de comunicación industrializada.

la recopilación completa de la información, permite mejorar todos los aspectos del funcionamiento de la empresa, ya que la información se tienen almacenada en bases de datos, lo que permite su fácil acceso.

Así mismo, los componentes esenciales del sistema permiten la conexión con múltiples unidades de terminal remota, por medio de una estación maestra o servidores con aplicaciones HMI y con una segura infraestructura de comunicación para que todos los usuarios puedan revisar la información condensada en la plataforma.

Dentro de las funciones de SCADA, se destacan:

  • Monitorear: revisión constante de los procesos, desde el inicio hasta el final de la operación.
  • Gestionar: recopilación permanente de datos que permiten al usuario entender el interés de evaluación de procesos.
  • Controlar: interpretación de datos que identifican puntos a mejorar o a modificar, con el fin de ejecutar de la manera más adecuada los procesos de control de calidad.
  • Administrar: organización de datos, almacenamiento, análisis de resultados y automatización de los procesos existentes.
  • Revisar: verificación del sistema dentro del contexto de producción, el cual guarda el historial de los procesos, con el fin de analizar detalladamente las tareas realizada, utilizando herramientas como el generador de Informes.

automatización de procesos

 

La automatización de los procesos provee entonces, maneras satisfactorias para el monitoreo del trabajo general de la sección administrada, mostrando gráficas históricas o Tendencias, tablas de eventos y permisos, y accesos de conectividad entre usuarios y operarios en general. Dicho monitoreo se realiza por medio de una estación monopuesto o multipuesto  y un controlador lógico.

En sí, SCADA es una opción ideal de automatización de procesos industriales y de producción, ya que su interfaz regulada provee y controla toda la información que ayuda a entender los aspectos esenciales de las variables estipuladas por la empresa.

UNACEM Ecuador S.A.

Planta Cementera, Otavalo

Antecedentes. 

UNACEM Ecuador (antes Lafarge Cementos), es una empresa dedicada a la fabricación de cemento. Su Planta industrial está ubicada en Otavalo, provincia de Imbabura, Ecuador.  Cuenta con dos hornos rotatorios para su proceso productivo. La Línea 1 dispone de una torre de precalentamiento de cuatro etapas, con un sistema de flujo de gases del horno; proceso que opera con combustible líquido crudo residual, pet coke y biomasa. La Línea 2 tiene una torre de precalentamiento de cinco etapas, además de pre-calcinador y aire terciario. Opera con combustibles líquidos (crudo residual), sólidos (pet coke) y biomasa.

En 2015, la empresa recibió la licencia ambiental para el co-procesamiento de desechos peligrosos en hornos cementeros (Acuerdo Ministerial 048. Registro Oficial N° 439 del 3 de mayo de  2011, del Ministerio de Medio Ambiente de Ecuador), convirtiéndonos en la primera planta industrial del país que puede realizar este tratamiento controlado. Para este fin, UNACEM Ecuador supervisa sus emisiones de forma continua, principalmente las concentraciones de CO, SO2, NOx, VOC con corrección de oxígeno al 7%.

Diseño.

Para este monitoreo de emisiones, en UNACEM Ecuador, se instaló un sistema completo con instrumentación de campo. Mediante un tablero analítico, que tiene los analizadores de gases  correspondientes a las variables  requeridas, el sistema de control hace las correcciones pertinentes en línea.

En la chimenea de salida de gases de la Línea 2, se escogió un anillo de medición donde se instalaron los siguientes instrumentos: una sonda toma muestra, extractiva BÜHLER, con filtro de 2 micras y calentada a 180°C, para reducción de condensados; un transmisor de presión absoluta SIEMENS, modelo SITRANS DSIII; una RTD con un transmisor de temperatura.

El gas de muestra es transportado aproximadamente 30 metros, por una manguera calentada, hasta el tablero analítico. El tablero analítico cuenta con un bastidor de 19´´, doble puerta con ventanas en vidrio de seguridad cada una, auto-soportable y láminas laterales extraíbles.

En el tablero, se instalaron: tres analizadores un ULTRAMAT 23 para medir CO, SO2 y O2; un analizador FIDAMAT 6 para medición de HCT; y un analizador de NOx con tecnología quimioluminicente, tecnología exigida por las normas ecuatorianas.

El sistema de acondicionamiento consiste en: un filtro de 2 micras de PTFE, con detección de humedad; un enfriador de tipo compresor de dos etapas, de 320 kJ/h, con descargas de condensado y dos bombas peristálticas a un tanque de 6.5 lt, con detección de alto nivel. La bomba de succión de la muestra fue una de tipo diafragma, con una válvula de aguja para la regulación del caudal. A la entrada de cada analizador, se instaló un rotámetro, con una conexión de bypass a la salida de los analizadores de gases.

Por otro lado, las señales analógicas de las concentraciones de gases son acondicionadas en un PLC SIEMENS S7-1200, con corrección al 7% de O2 y entregadas vía comunicaciones (PROFIBUS DP) a un DCS SIEMENS, basado en PCS7, llamado CEMAT.

El sistema de control, también es el encargado de validar las condiciones de arranque de la toma de gases; por ejemplo, verificar que la temperatura de la sonda y la manguera calentada se mantenga a 180°C, la temperatura del enfriador alcance los 5°C, que no exista humedad en la línea de muestra y que el sensor de alto nivel del tanque de condensado no se encuentre activado. Estas validaciones se encuentran conectadas en serie para activar la operación de la bomba de succión de gas de muestra.

La visualización de las variables de proceso, se realizan en una pantalla touch screen, SIEMENS, modelo KTP-700, de segunda generación, a color de 64K, la cual permite ver: la secuencia de arranque del sistema mediante el cambio de color de cada instrumento según su estado; las tendencias, en tiempo real, de las concentraciones de gases, tanto las variables brutas como las corregidas; el registro de las alarmas de los niveles de concentración de gases según los niveles permitidos por la Norma ecuatoriana; así como un menú de ayudas explicativo de cada despliegue, con la posibilidad de visualizar extractos de documentos de texto como las normas y artículos técnicos referentes a la medición continua de gases.

 

Ventajas.

El diseño propuesto fue muy versátil y flexible en cuanto al ensamble del sistema en Colombia, reduciendo costos de transporte e implementación. Así mismo, los equipos de control utilizados en la línea SIMATIC de SIEMENS (PLC S7-1200) y su pantalla de supervisión “touch screen” KTP-700, robustecen el sistema de control y mejoran, indudablemente, la presentación de las variables de proceso de señales discretas y analógicas del sistema.

Adicionalmente, el sistema de control ofrecido tiene amplia posibilidad de integración por comunicaciones con sistemas existentes, sea por redes RS-485 mediante PROFIBUS-DP, o por redes Ethernet con PROFINET.

 

Conclusiones

La solución ofrecida, integra las mejores soluciones de productos SIEMENS en diferentes segmentos, bajo el concepto de TIA (“totally integrated automation”). El transmisor de presión SITRANS DSIII, los analizadores de gases ULTRAMAT 23 y FIDAMAT 6, el sistema de control S7-1200 con su pantalla de 7″  a color de alta resolución y todos sus accesorios de conexión eléctrica de la familia SIRIUS, permiten una solución integral y abierta como CEMS que es robusta y diferenciadora en el mercado de CGA´s.

Arroz Diana automatiza su planta más grande en Colombia

“Una de las compañías arroceras más grandes del país con cerca de 50 años en el mercado, automatiza sus procesos, aportando agilidad a la operación y abriendo la planta más tecnificada del país”

Una de las actividades más críticas y esenciales que se llevan a cabo en el molino es el proceso de secamiento, donde se debe tener un control de la temperatura y humedad del paddy, con lo que se obtendrán mejores resultados y un arroz de mejor calidad en la zona de trilla. Los procesos de secamiento usualmente manejan un control básico de temperatura del horno y un control manual del calor hacia las baterías o torres (sistemas de secamiento). Actualmente la planta ubicada en Yopal, la más grande del grupo Diana Corporación, cuenta con un sistema de secamiento robusto, adaptable a las condiciones de temperatura y humedad ambiente.

Ingetes S.A.S “Solution Partner” de Siemens, modernizó y automatizó todo el sistema de secamiento, con una solución que incluye la tecnología PLCs S7-1500, S7-1200, TP Comfort, KTP Basics, periferias descentralizadas profinet y profibus, un sistema SCADA 7.3, Webux e Information Server. Las tecnologías utilizadas y la oportunidad de ampliación del sistema, fueron importantes para efectuar el proyecto.

El sistema se dividió en dos topologías, la 1ra implementada en el 2015 y la 2da en 2016. La arquitectura de la 1ra topología consistió en un PLC S7-1516 3PN/DP y una periferia IM 155-5 DP ST (56 entradas digitales, 56 salidas digitales, 64 entradas análogas y 32 salidas análogas), una TP900 Comfort y una TP1200 Comfort.

Se integró un sistema previamente instalado que contaba con 2 PLCs 1212C (cada uno con 8 entradas digitales, 6 salidas digitales, 5 entradas análogas, módulo de termocuplas, switch CSM 1277 y módulo de comunicación USS) y 2 pantallas KTP600 Basic. Todos los equipos se conectaron con un switch Scalance XB005.

La arquitectura de la 2da topología consistió en un PLC S7-1511 PN y una periferia IM 155-5 PN ST (40 entradas digitales, 16 salidas digitales, 32 entradas análogas y 24 salidas análogas) y dos TP900 Comfort.

Se integró un sistema previamente instalado que contaba con 3 PLCs 1212C (cada uno con 8 entradas digitales, 6 salidas digitales, 5 entradas análogas, módulo de termocuplas, switch CSM 1277 y módulo de comunicación USS) y 3 pantallas KTP600 Basic.

Se realizaron los tableros, la programación y puesta en marcha, la lógica de programación cuenta con funcionamiento en modo automático y manual, integración de PLCs y sistemas, seguridades del proceso, pausas y paros, así como los históricos de eventos, valores de ingeniería y alarmas, y lo más importante reportes gerenciales, con el software Information Server para apoyar digitalmente y alinear el proceso. Con el Webux se puede visualizar el SCADA desde cualquier punto de la planta en celulares, tabletas y computadores, que se encuentren en la red.

Algunos de los beneficios obtenidos tras la automatización:

• Disminución en tiempos de operación.
• Mejora en la calidad del trabajo del operador y en el desarrollo del proceso.
• Reducción de costos, tiempos de secado, tiempos de procesamiento de la información y en el consumo de cascarilla como combustible para los hornos.
• Aumento en la seguridad de las instalaciones y la protección a los trabajadores.
• Funcionamiento autónomo del proceso.
• Supervisión y diagnóstico de equipos, facilitando su mantenimiento.
• Apertura de la información a niveles gerenciales.
• Registros de las variables de proceso en SCADA, almacenamiento en bases de datos SQL.
• Reportes de las variables en determinados rangos de tiempo, gráficas y tablas, usando Information Server. Generados por evento o cada cierto periodo de tiempo programado.
• Visualización en tiempo real de las variables de secamiento desde cualquier punto de red de la planta utilizando la herramienta Webux.