MEJORAS EN SISTEMA DE CONTROL NUEVA PLANTA DE ÁCIDO SULFÚRICO INCIDENTE Y FALLA EN PLANTA PREVIA INDUSTRIA SULFÚRICA S.A. Planta Industrial Agraciada Soriano - Uruguay Ing. Quím. Hugo F. Ramírez X MESA REDONDA Plantas de Ácido Sulfúrico Punta Arenas - Chile - 2014
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MEJORAS EN SISTEMA DE CONTROL NUEVA PLANTA DE ÁCIDO SULFÚRICO
INCIDENTE Y FALLA EN PLANTA PREVIA
INDUSTRIA SULFÚRICA S.A. Planta Industrial Agraciada
Soriano - Uruguay
Ing. Quím. Hugo F. Ramírez
X MESA REDONDA Plantas de Ácido SulfúricoPunta Arenas - Chile - 2014
Planta N°1 - Ciudad del Plata• Construida en 1950 para 13 tpd• Ampliada en 1960 para 45 tpd• Remodelada en 2002 para 120 tpd
Planta N°2 - Ciudad del Plata• Construida en 1982 para 50 tpd• Remodelada en 2004 para 120 tpd
Planta N°3 - Agraciada• Construida en 2007 para 120 tpd• Operando desde 2008
Planta N°4 - Agraciada• Construcción en 2013 para 300 tpd• Operando desde 2014
MEJORAS EN SISTEMA DE CONTROL NUEVA PLANTA DE ÁCIDO SULFÚRICO
ANTECEDENTES
MEJORAS EN SISTEMA DE CONTROL NUEVA PLANTA DE ÁCIDO SULFÚRICO
INTRODUCCIÓN
DISPOSITIVOS DE MEDICIÓN
SUPERVISIÓN
LAZOS DE CONTROL PUNTOS CRÍTICOS
CONTROLADORES PROGRAMABLES
SISTEMA DE CONTROL DEL PROCESO
PROCESOS• Fusión de Azufre• Combustión de Azufre• Generación de Vapor• Oxidación Catalítica de SO2
MEJORAS EN SISTEMA DE CONTROL NUEVA PLANTA DE ÁCIDO SULFÚRICO
HASTA FINALES DE ‘70• Lazos de control no confiables• Redundancia de dispositivos de
medición• Controladores simples para procesos
puntuales
LUEGO DE ‘80• Proliferación de dispositivos de
medición• Más compactos y confiables• Controles repetidos innecesarios
MEJORAS EN SISTEMA DE CONTROL NUEVA PLANTA DE ÁCIDO SULFÚRICO
MEJORAS EN SISTEMA DE CONTROL NUEVA PLANTA DE ÁCIDO SULFÚRICO
PROYECTO 2007 – DF PA3 v04 120 tpd SA
MEJORAS EN SISTEMA DE CONTROL NUEVA PLANTA DE ÁCIDO SULFÚRICOPROYECTO 2007 – Sistema de Control y Visualización
Se mantuvo Se cambió• Se agrega la posibilidad de
visualización de variables porsector de planta en variaspantallas.
• Se agrega control manual desdePLC a través de Scada.
• Se agrega visualización dealarmas en HMI touch screen entablero, en lugar de leds fijos.
• Sistema de control con Servidorremoto y PLC con PC maestro-esclavo en sala de control.
• Sistema de visualización devariables de proceso, por tipo deparámetro en varias pantallas.
• Sistema de control dual, por PLCen SCADA y backup concontroladores en tablero.
• Sistema de enclavamientos deseguridad.
• PLC central con módulos• Lectura de presiones por toma
manual.• Niveles visuales en tanques y
equipos.
MEJORAS EN SISTEMA DE CONTROL NUEVA PLANTA DE ÁCIDO SULFÚRICO
PROYECTO 2007 – Planta de 120 tpd SA
MEJORAS EN SISTEMA DE CONTROL NUEVA PLANTA DE ÁCIDO SULFÚRICO
PROYECTO 2007 – Planta de 120 tpd SA
Mantener un nivel permanente de adiestramiento, que permite al personalestar preparados para responder ante situaciones imprevistas o emergenciasen que no es posible el control automático (PLC u otro controlador).
NIVEL A• Comandos a través del tablero de
control, no desde Scada.• Regulación de actuadores de
válvulas y variadores conpotenciómetros.
• Regulación de concentraciones yniveles a través de loscontroladores
• Ejecución de acciones discretas quenormalmente se llevan a caboautomáticamente.
NIVEL B• Es un nivel más complejo que
implica la ausencia de control através del tablero, además deprescindir del PLC y Scada.
• El control pasa a ser manualdirectamente en grifos, variadoresy/o válvulas.
MEJORAS EN SISTEMA DE CONTROL NUEVA PLANTA DE ÁCIDO SULFÚRICO
OPERACIÓN MODO MANUAL - Simulación y Entrenamiento
• Incidente con detención: 04:47 AM del 12/01/2010• Causa I: descarga eléctrica atmosférica (rayo) en área de
proceso• Causa II: protecciones deficientes en buses de
comunicaciones y líneas de alimentación de tableros decontrol
• Daños: el PCL central y 6 módulos, 1 transmisor Ethernet, elPC HMI de control esclavo, 1 variador de velocidad, 3controladores PID, 1 sensor de nivel, 2 transductores y 3indicadores de barras
• Acciones y contingencias: Operación Manual y visualizaciónde variables
• Vuelta a puesta en marcha: 11:26 AM del 12/01/2010
MEJORAS EN SISTEMA DE CONTROL NUEVA PLANTA DE ÁCIDO SULFÚRICOINCIDENTE Y FALLA – Colapso del Sistema de Control
MEJORAS EN SISTEMA DE CONTROL NUEVA PLANTA DE ÁCIDO SULFÚRICO
INCIDENTE Y FALLA
• Incidente con detención: 04:47 AM del 12/01/2010• Causa I: descarga eléctrica atmosférica (rayo) en área de
proceso• Causa II: protecciones deficientes en buses de
comunicaciones y líneas de alimentación de tableros decontrol
• Daños: el PCL central y 6 módulos, 1 transmisor Ethernet, elPC HMI de control esclavo, 1 variador de velocidad, 3controladores PID, 1 sensor de nivel, 2 transductores y 3indicadores de barras
• Acciones y contingencias: Operación Manual y visualizaciónde variables
• Vuelta a puesta en marcha: 11:26 AM del 12/01/2010
MEJORAS EN SISTEMA DE CONTROL NUEVA PLANTA DE ÁCIDO SULFÚRICOINCIDENTE Y FALLA – Colapso del Sistema de Control
• Puntos críticos controlados:– Fusión de azufre y calefacción de bombas y cañerías
MEJORAS EN SISTEMA DE CONTROL NUEVA PLANTA DE ÁCIDO SULFÚRICO
NUEVO PROYECTO 2013 – Implementación
• Inversión en 10 válvulas actuadas con posicionadores SVi1000 electroneumáticos
• Ahorro en 10 transductores IP
• Ahorro de espacio en tablero neumático
Acción N°1
• Protocolo HART evita tendido de 34 líneas a dispositivos realizando sólo 8
• Ahorro de 77% de cableado y las protecciones correspondientes
Acción N°2
• No se colocan instrumentos en tablero (0 de 12)
• Permite inversión en EMM para monitoreo preventivo de motores
• Operador no se ve aturdido por señales innecesarias y en exceso
Acción N°3
MEJORAS EN SISTEMA DE CONTROL NUEVA PLANTA DE ÁCIDO SULFÚRICO
NUEVO PROYECTO – Conclusiones
• Evitar distracciones del supervisor/operador con variables inocuas (no críticas)
• Evitar controles innecesarios en exceso, obsoletos y con costo de mantenimiento
¿Por qué Mejorar el Sistema de Control?
• Tableros ciegos, con HMI que muestre variables críticas del proceso (alarmas, umbrales, diagramas) de fácil visualización
• Entrenamiento del personal para contingencia de operación manual (última barrera de vulnerabilidad)
¿Cómo Mejorar el Sistema de Control?
• PLC con módulos reemplazable sin detención (hot-swap)
• Conexión SCADA con i-Fix por escritorio remoto y respaldo
• Sensores y controles no críticos por protocolo HART
¿Qué Mejorar del Sistema de Control?
MEJORAS EN SISTEMA DE CONTROL NUEVA PLANTA DE ÁCIDO SULFÚRICO
NUEVO PROYECTO – Conclusiones
• Las máquinas se comunican más efectivamente que las personas, pero éstas últimas toman decisiones con mayores alternativas
HMI
• Ningún sistema con dispositivos de medición o controles automáticos redundantes es mejor que otro simple que cuente con la pericia de personal entrenado y preparado
Entrenamiento
MEJORAS EN SISTEMA DE CONTROL NUEVA PLANTA DE ÁCIDO SULFÚRICO
GASTO Y AHORRO RELATIVO A INVERSIÓNGasto Previsto Gasto Real Ahorro
Transductores IP (15 unidades vs. 5 unidades)
4,20% 1,40% 2,80%
Posicionadores de válvulas(Electroneumáticos vs. Neumáticos)
10,22% 10,96% -0,73%
Cabezales de termocuplas (HART vs. independientes)
0,60% 1,78% -1,18%
Líneas HART (34 líneas vs. 8 líneas)
0,92% 0,09% 0,83%
Protección de sobretensiones (53 puntos vs. 34 puntos)