Los cambios de recetas son simples y rápidos con la Arquitectura Integrada de Rockwell Automation.

Históricamente, los cambios de recetas en los procesos por lotes han estado asociados a costos elevados. Si bien varios son los problemas que impactan en dichos costos, cuatro son de gran peso.
El primero está dado por el tiempo en que el proceso permanece detenido debido a modificaciones a realizar en el sistema de control (donde incluso puede estar asociado a la ampliación de las instalaciones). Usualmente, durante este tiempo no hay producción y el aumento en los costos se ve reflejado por la imposibilidad de tener producto disponible para abastecer la demanda.
El segundo está dado por el tiempo en que demora un producto en ir al mercado. Muchas veces, los cambios en recetas obedecen a la incorporación de nuevos productos o modificaciones de productos existentes, que se lanzan al mercado en búsqueda de nueva demanda o en respuesta a acciones de la competencia. Si el tiempo que se utiliza para realizar cambios es elevado, los costos asociados a no tener el producto apropiado disponible en el momento adecuado no son despreciables.
El tercero obedece a la necesidad de contar con personal especializado, propio o subcontratado, que sea capaz de llevar adelante dichas modificaciones en el menor tiempo posible y a un costo acotado. En el caso que se cuente con personal técnico propio, se deberá mantenerlo capacitado y con las herramientas de desarrollo actualizadas. Caso contrario, se dependerá de una tercera empresa que conozca el proceso, realice los nuevos desarrollos y provea de soporte.
El último de ellos responde al mantenimiento en el tiempo del sistema de control. Los sistemas de control, tradicionalmente, se dimensionan al momento de instalarse teniendo en cuenta las recetas existentes en ese momento y tal vez alguna pequeña previsión para el futuro. Sucede que conforme las recetas aumentan en cantidad y requerimientos, los mismos deben ser actualizados (por ejemplo mayor capacidad de memoria, mayor velocidad de procesamiento, etc.), lo que requiere de una inversión importante además del tiempo asociado a la pérdida de producción dada por la parada de planta.
Adicionalmente, se puede encontrar un quinto problema que afecta a compañías multinacionales con capacidad de producción de un mismo producto en varios países. En estos casos, el problema que existe reside en la búsqueda de consistencia y uniformidad del producto (en sabor, color, consistencia, etc.), independientemente del lugar donde se fabrique. Por ejemplo, un fabricante de cerveza o bebidas gaseosas tendrá interés en que todos los lotes de un mismo producto tengan el mismo sabor en todas sus plantas.
A lo largo de los años, han surgido diferentes maneras de trabajo que intentan minimizar el impacto que los cambios de recetas traen en los costos. Prácticamente en su totalidad, apuntan a reducir los costos dados por los dos primeros problemas antes mencionados. La programación en estructuras, la definición de bloques funcionales y la estandarización de terminología, son ejemplos de estas aproximaciones. En todos los casos, las implementaciones tenían un alcance local dentro de la planta o, en el mejor de los casos, de la empresa.

El nacimiento de un estándar

Surge un número de preguntas con el objeto de dar respuesta a los problemas planteados: ¿Es posible realizar cambios en las recetas en menor tiempo? ¿Cuánto más rápido puede un producto llevarse al mercado? ¿Cómo elegir un sistema de control de fácil operación y mantenimiento? ¿Qué sistema de control permite dimensionarse para el futuro? Es difícil responderlas al no existir un modelo universal para control de lotes. Mas aún si la comunicación de las necesidades de procesamiento es compleja debido a la no existencia de una terminología común.
Por otro lado, la integración de arquitecturas de marcas diferentes era un problema ya que cada fabricante desarrollaba su propia metodología. Finalmente, la capacidad de registro y seguimiento de la producción resultó todo un desafío.
Atendiendo a estas necesidades y respondiendo a estas preguntas, nace el estándar ISA S88. El mismo aporta terminología y modelos comunes para el control de lotes, de tal forma que los usuarios puedan expresar sus planes sobre una misma base que permita integrar soluciones de distintos proveedores, dividiendo el proceso en partes pequeñas, bien definidas, minimizando el tiempo utilizado para realizar modificaciones en las recetas.
El estándar S88 divide en partes el control del procedimiento o receta, haciendo posible la utilización del mismo equipo en la ejecución de diferentes lotes para elaborar productos distintos. Dentro del controlador, el código se subdivide en partes menores específicamente definidas, permitiendo que las recetas sean fácilmente modificables. El sistema puede entenderse en tres partes:
t Equipo - Describe qué instalaciones, maquinaria y componentes están disponibles para realizar tareas de procesamiento de lotes. Por ejemplo, el hardware "estático" y los componentes manuales dentro de la fabricación.
t Procedimiento - Describe cómo utilizar el equipo de planta, dentro de un proceso específico, para hacer un lote de un producto.
t Diario - Describe qué sucedió durante el proceso y brinda un historial de datos que pueden ser utilizados por operadores, ingenieros y la administración.

La solución al problema

Con el nacimiento del estándar ISA S88, ahora es posible implementar un sistema de control de recetas y procesos por lotes (batch) sin necesidad de preocuparse por los problemas antes mencionados.
Atento al estándar S88, Rockwell Automation integra los controladores de campo Logix y el software de manejo de recetas RSBatch de modo que ambos permitan dividir el proceso en pequeñas partes (como por ejemplo "mezclar" o "agitar"), las cuales serán codificadas sólo una vez en la lógica de control, para luego ejecutarse en el orden y forma que lo requiera cada receta. De este modo, cuando se realiza un cambio o agregado, sólo se deberán ejecutar las secciones necesarias en el orden apropiado y con los parámetros que correspondan, sin necesidad de modificar la lógica de control.
RSBatch ofrece un conjunto de herramientas que permite modelar y programar el proceso para luego seguirlo, por ejemplo, en una programación de secuencias. Además, una vez definidas las partes del proceso, RSBatch se sincroniza con Logix y le transmite la información necesaria, dentro de la lógica de control, para que pueda ejecutar cada sección del modo en que se definió en RSBatch. Es decir, no hace falta modelizar el proceso dos veces (a nivel software y a nivel hardware), sino que todo se realiza en un solo lugar y luego se sincroniza, eliminando errores y maximizando los tiempos productivos.

Resumen

Rockwell Automation posee la más completa arquitectura de control para trabajar con recetas y procesos por lotes (batch). La combinación e integración entre RSBatch y Logix permite realizar modificaciones en los procesos actuales y agregados para proyectos futuros, sin necesidad de preocuparse por los recursos de hardware ni por el impacto que los agregados y/o modificaciones tendrán en ellos. El dimensionamiento del sistema se realiza una sola vez al momento de definir las partes que componen el proceso, para luego ejecutarse tomando los parámetros de entrada y salida como puntos de partida y de reportes.
Logix y RSBatch brindan el mejor y más completo exponente en integración y sencillez de operación para resolver los problemas de cambios en recetas planteados por la realidad del mercado actual.

Para mayor información, por favor contactarse con Rockwell Automation Argentina por email a raconsultas@ra.rockwell.com

Preparado por el Ing. Luciano Marrazzo, System Solution Manager - Automation Products, Rockwell Automation Argentina