Optimizando la calidad de producto empleando control de proceso integrado
Cognis Deutschland GmbH & Co. KG (anteriormente Grünau Illertissen GmbH) se especializa en la producción de aditivos para productos básicos alimenticios. Es un fabricante líder de emulsificadores, así como de otras especialidades para la industria internacional alimenticia y de bebidas. Mientras más altos son los estándares requeridos para consumibles producidos industrialmente, más crítica la calidad de aditivos altamente desarrollados. Cognis Deutschland GmbH & Co. KG, la subsidiaria alemana de Cognis AG, un proveedor internacional de especialidades químicas, está comprometido a proveer productos consistentemente de alta calidad a la industria de alimentos y bebidas.
Automatización “a mitad” del proceso de producción fué el primer paso, la siguiente etapa acometida por Cognis Deutschland GmbH & Co. KG fué la conexión en software de un reactor aguas arriba. El resultado es un sistema uniforme, integrado que permite un control contínuo altamente efectivo orientado a batches.
Con ésto en mente, Cognis decidió hace dos años automatizar el proceso de la planta de emulsificantes. Este proceso involucra la producción y embotellado de un producto líquido preliminar. La planta completa produce, entre otras cosas, aditivos para la industria panificadora.
Producción de productos preliminares
Previo al procesamiento, se emplea un reactor para producir el producto líquido preliminar a partir de varios componentes de materias primas. Esto requiere el control preciso de teperatura y presión, hasta ahora ejecutado manualmente. Como la planta existente estaría operando a su máxima capacidad en poco tiempo, Cognis decidió instalar un reactor nuevo, aprovechando a su vez la oportunidad de conectar el reactor nuevo aguas arriba con el proceso de refinamiento ya automatizado. La meta era mejorar tanto la calidad del producto como rastrear los batches durante la operación del reactor.
Una combinación inusual
Cognis solicitó a los especialistas de software de ProLeiT AG con sede en Herzogenaurach, Baviera, encargarse del pryecto de automatización. Los ingenieros de ProLeit ya habían instalado todo el sistema de control Plant iT, cuyos módulos, Direct iT, Acquis iT, Batch iT y Liqu iT, cubren todas las tareas relativas al control, desde el control hasta el nivel de administración de producción. El sistema modular y la arquitectura abierta ofrecidos por ésta gama de productos permiten su fácil integración en plantas existentes, así como su expansión subsecuente donde se requiere. Esto era ideal para las necesidades de Grünau, quien quería equipar solo la etapa de procesamiento en aquel momento.
El reto al que se enfrentaron los especialistas de ProLeiT en la tarea de automatización fué convertir la solución existente en un sistema de control integrado y uniforme. Con el fin de lograr la combinación óptima de las diversas secciones de la planta con el control secuencial, decidieron la aplicación algo la inusual de combinar los dos módulos del sistema, Batch iT y Liqu iT.
El sistema Plant Batch iT está diseñado para los requerimientos específicos de procesos controlados por batches, tomando en cuenta factores de costo de materiales. Se empleó una herramienta de configuración, Batch iT Configuration, para la parametrización tecnológica de la estructura de la planta. Esto involucra la especificación de ciertos parámetros y funciones básicas en las secciones de la planta, resultando en un modelo de planta que sirve como base para trazar las directrices de manufactura y recetas de control. Las funciones de coordinación central son llevadas a cabo por el Batch iT Server, mientras que las directrices de producción (recetas maestras, listas de materiales, descripciones de proceso) son generadas y administradas por el Plant Batch iT Manager. El enlace de la lista de materiales y las secuencias de proceso permite la generación de recetas de control que toman en consideración condiciones de planta actuales, tales como disponibilidad de ingredientes y de secciones de planta.
El paquete de software Plant Liqu iT ofrece secuencias tecnológicas con listas de recetas y procedimientos para complementar Plant Direct iT, el sistema de controlde procesos modular de ProLeiT. La parametrización de las secuencias está integrada en la interfaz de usuario para parametrización de Plant iT. Esto requiere la definición de actuadores y sensores apropiados y la configuración de procedimientos con lógica de pasos, por ejemplo, arranque y condiciones de transición, así como los valores consigna requeridos. Plant Liqui iT permite la programación simple y el despliegue de pasos individuales.
Rastreo optimizado de batches
Plant Batch iT permite la documentación contínua y rastreo de todos los datos relevantes. Por éso los ingenieros de ProLeiT implementaron las secuencias de Lqu iT “debajo” de las fases de receta maestra de Batch iT. El beneficio: los operadores de la planta pueden ahora trabajar con las amigables matrices maestras de batches de Batch iT y seguir los pasos individuales desplegados por el programa Plant Liqui iT en las fases de la receta maestra. Esto resulta en una transparencia significantemente mayor en toda la planta.
Las matrices de batch proporcionan al trabajador en Cognis una vista general de todos los batches en operación en la planta. Las órdenes de producción son producidas, operadas y administadas con ayuda de listas de órdenes.
Un requerimiento adicional de Cognis Deutschland GmbH & Co. KG fué la creación de protocolos relacionados a los batches, lo cual lo hace posible el Plant Batch iT, ya que todos los datos del batch son archivados en una base de datos. Valores de proceso y de consigna de los batches del reactor, tiempos de inicio y finalización, así como la secuencia real de los pasos individuales se pueden desplegar ahora automáticamente. Los mensajes de fallas o conmutaciones manuales son documentados en tiempo real.
El reporte contínuo de números de batch para la materia prima y los productos permite a Cognis rastrear batches automáticamente, desde el momento de suministro de materia prima hasta la obtención del producto final.
Cognis Deutschland GmbH & Co. KG ha logrado hacer uso total de los beneficios ofrecidos por la gama de productos del sistema Plant iT. Fué posible establecer el enlace al sistema de automatización “a mitad” del proceso de producción, mientras que la uniformidad del sistema implica que será posible conectar más tarde el reactor viejo al contolador. Se planea también hacer uso del enlace entre Plant Liqu iT y Plant Batch iT en otras plantas. |
