Arquitectura Integrada™ de Rockwell Automation
Gracias a la ampliación de las instalaciones, la estación de tratamiento del agua potable (ETAP) de Llobregat ha incrementado su producción de 200.000 a 345.000 m3/día.
El proyecto, cofinanciado por el Fondo de Cohesión de la Unión Europea, tiene como objetivo mejorar la línea de tratamiento, ya que el agua procedente de la zona baja del río Llobregat presenta problemas de salinidad y contaminación (trihalometanos) que dificultan el proceso de purificación. Por este motivo, ATLL necesitaba poner en marcha una planta de desalinización basada en un sistema de electrodiálisis reversible (EDR) que mejorase las propiedades químicas y organolépticas (sabor y olor) del agua.
Otro de los retos era aumentar el nivel de automatización de la planta. Todos los componentes de control y de las instalaciones deben monitorizarse desde una estación central. De este modo, las 100.000 señales existentes se incrementarán con 30.000 señales nuevas (distribuidas a lo largo de una extensión de 2000 km2) que serán monitorizadas en tiempo real desde la sala de control, donde se regulará el funcionamiento de la red de distribución regional. Por último, la elevada disponibilidad de la instalación también es una cuestión legal: un paro de la producción de agua potable es inadmisible, aunque solo se prolongue unas cuantas horas. Este factor implica una estructura paralela del proceso de la planta y la necesidad de una solución de control fiable, flexible y escalable.
En colaboración con ATLL, Rockwell Automation y EBE Asociados desarrollaron una avanzada solución de automatización para la nueva planta basada en el sistema Arquitectura Integrada de Rockwell Automation. Esta solución de control integra 11 PLC ControlLogix®, de los cuales, nueve se encuentran en el sistema de electrodiálisis reversible, subdivididos en nueve líneas de producción completamente independientes. De este modo, los ingenieros solo tienen que detener una novena parte de la planta si se produce algún incidente. Cada uno de estos PLC se conecta a un panel de operador PanelView™ Plus 1250 que permite monitorizar y manejar cada una estas nueve líneas a escala local. Las E/S se dividen en cuatro estructuras ControlLogix a distancia, y las E/S descentralizadas en las instalaciones se configuran mediante tres estructuras de tarjeta FLEX™ I/O.
Todos los controladores, los paneles de operador y las entradas y salidas descentralizadas se conectan mediante una red ControlNet™ redundante, que garantiza un alto grado de disponibilidad de datos en cualquier situación. Cada una de las nueve líneas de producción cuenta con redes DeviceNet que permiten accionar las válvulas. En resumen, la planta desalinizadora incluye un total de nueve redes ControlNet redundantes, 18 redes DeviceNet™ y un total de 10.200 señales, de las cuales 1000 son analógicas para su procesamiento.
Los otros dos controladores ControlLogix redundantes gestionan la estación de bombeo, los lechos de cal, el control de adición de sustancias químicas y los componentes auxiliares de la instalación. Las entradas y salidas se distribuyen en las instalaciones mediante tarjetas FLEX I/O y se conectan a través de una red ControlNet redundante. Todos los controladores se agrupan en la sala de control central a través de una red EtherNet/IP™ con topología en anillo de fibra óptica, que configura los medios ideales para la visualización de todos los parámetros procedentes de cualquier dispositivo en tiempo real.
La gran versatilidad del sistema Arquitectura Integrada, que aúna plataformas de controladores multidisciplinares Logix, arquitectura de redes abiertas NetLinx, plataforma de visualización View y servicios de información y datos FactoryTalk, ofrece el más alto nivel de fiabilidad, flexibilidad y capacidad de escalado que requiere la consecución de los objetivos establecidos al inicio del proyecto.
Monitorización de condiciones en línea
ATLL tiene experiencia en el uso de sistemas de mantenimiento predictivos basados en las lecturas de vibraciones de las máquinas a través de colectores de datos portátiles. En este caso, la ventaja radica en la posibilidad de medir un gran número de máquinas en una planta con una inversión reducida en adquisición de instrumentación y software. Por otro lado, también se plantea el problema del coste que conlleva todo un equipo humano con formación en estas técnicas y la falta de información en tiempo real sobre el estado mecánico de los equipos que se consideran esenciales para el proceso.
Unas de las instalaciones más importantes de la planta es el punto de admisión de agua. Éste contaba originalmente con cuatro bombas verticales que han sido ampliadas a ocho. Tras un exhaustivo análisis de las opciones disponibles en el mercado para la monitorización en línea de la vibración, la temperatura y los parámetros críticos, ATLL eligió una solución de Rockwell Automation basada en la familia XM. A continuación se detallan los motivos de esta decisión.
Máquinas de velocidad variable
En las instalaciones donde se utilizan variadores para regular la velocidad de motores se ha logrado una reducción del consumo energético de hasta el 50 %. En ellas, las cargas centrífugas, como el agua, son reguladas mediante bombas que funcionan a entre el 100 y el 80 % de su capacidad. En consecuencia, las máquinas empleadas deben contar con un control de velocidad muy preciso para regular el caudal y, desde el punto de vista mecánico, con algunas medidas de seguridad para su funcionamiento y mantenimiento. La entrada de tacómetro presente en los dispositivos de control de vibraciones de la serie Allen-Bradley XM120 permite relacionar directamente el nivel de vibración con la velocidad de funcionamiento. De este modo, el valor de vibración puede ser controlado como múltiplo de la velocidad de giro (1x, 2x, 3x, etc.) de forma permanente. Esta información, junto con la lectura de fases, es de vital importancia cuando se arrancan y detienen las bombas y en condiciones de uso normales, ya que permite determinar las frecuencias críticas y de resonancia del conjunto del sistema.
