Un fabricante de alimentos para mascotas, con dos líneas de extrusión para la producción de alimentos para perros y gatos, se enfrentaba a importantes retos operativos debido al envejecimiento de la infraestructura y a la fragmentación de los sistemas de control. NorthWind fue contratada para modernizar una línea de extrusión existente y sustituir completamente la segunda línea con nuevos equipos y controles. El objetivo del proyecto de modernización del sistema de control era transformar los procesos manuales dispersos en un sistema cohesionado y automatizado que mejorara la eficacia operativa y simplificara los procedimientos de mantenimiento.
Las instalaciones funcionaban con equipos eléctricos obsoletos cuyo mantenimiento resultaba cada vez más difícil. La automatización existente era mínima, y los operarios ajustaban manualmente los parámetros críticos, como los caudales de agua y vapor, en función de las lecturas del contenido de humedad. La automatización existente estaba fragmentada en varios PLC repartidos por toda la planta, lo que creaba "islas de automatización" que obligaban a los operarios a recorrer físicamente la línea de producción para supervisar y ajustar los distintos sistemas.
Los centros de control de motores (CCM) originales eran especialmente problemáticos. Durante la evaluación inicial del diseño realizada por NorthWind, el equipo descubrió que la disposición de los CCM era confusa y estaba mal documentada, con conexiones poco claras entre los cubos y los sistemas que controlaban. Esta desorganización hacía que la localización de averías llevara mucho tiempo y complicaba las tareas rutinarias de mantenimiento.
- Fabricante de alimentos para mascotas
- Situado Ohio
NorthWind desarrolló una estrategia integral de modernización del sistema de control que abordaba tanto la infraestructura eléctrica como la arquitectura del sistema de control. En lugar de trabajar con los CCM existentes, como se había previsto inicialmente, NorthWind propuso diseñar y construir nuevos paneles de control de motores (PCM ) que albergarían todos los equipos de control de motores de cada sistema en una ubicación organizada.
Una ventaja clave del enfoque de NorthWind fue el acoplamiento de los servicios de automatización e instalación eléctrica. En lugar de que el fabricante tuviera que coordinarse entre distintos proveedores, los equipos integrados de NorthWind colaboraron directamente para identificar y resolver cambios en los equipos, determinar las ubicaciones y cantidades de paneles de E/S y diseñar la arquitectura de red. Este enfoque de colaboración minimizó la carga del equipo del fabricante y permitió resolver rápidamente los problemas sin abrumar al usuario final.
La implantación se realizó por fases para reducir al mínimo las interrupciones de la producción.
La fase 1, finalizada en agosto, consistió en retirar el MCC y el panel de E/S del secador existentes e instalar nuevos MCP y paneles de E/S para controlar el secador existente y la nueva torre de laca instalada. A pesar de un ambicioso calendario de dos semanas para la retirada de equipos, la instalación, los trabajos eléctricos, la comprobación de E/S y la puesta en servicio, los esfuerzos coordinados de los equipos de automatización e instalación de NorthWind permitieron que la comprobación de E/S comenzara dos días antes de lo previsto y que la puesta en servicio de los equipos empezara tres días antes.
La Fase 2, que comenzó 2 meses después de la Fase 1 de implementación, se centró en la sustitución completa de la segunda línea de extrusión. El equipo de NorthWind mantuvo el calendario del proyecto e incluso realizó algunas comprobaciones iniciales de E/S antes de lo previsto. Su presencia in situ durante todo el proceso de instalación les permitió identificar y abordar los cambios del sistema de forma proactiva, evitando posibles retrasos durante la puesta en marcha.
En cuanto a la automatización, NorthWind transformó los procesos manuales en un sistema de control integrado. El nuevo sistema ajusta automáticamente los caudales de agua y vapor en función de los valores de consigna de las recetas, eliminando la necesidad de ajustar manualmente las válvulas. En lugar de PLC y HMI dispersos para cada subsistema, la instalación dispone ahora de un sistema de control unificado por línea con HMI que supervisan todos los sistemas, lo que permite a los operarios controlar y supervisar todo el proceso desde ubicaciones centralizadas.
El impacto
El proyecto de modernización aportó importantes beneficios al establecimiento de comida para mascotas:
- Operaciones racionalizadas: El sistema de control unificado eliminó la necesidad de que los operarios recorrieran físicamente la línea para supervisar los distintos sistemas, lo que mejoró la eficacia y redujo las necesidades de mano de obra.
- Soporte de mantenimiento mejorado: Los equipos eléctricos y de control actualizados, junto con una documentación precisa, redujeron significativamente el tiempo de resolución de problemas y simplificaron los procedimientos de mantenimiento.
- Control de procesos mejorado: El ajuste automatizado de los parámetros críticos en función de los valores de consigna de la receta garantiza una calidad constante del producto y reduce la intervención del operario.
- Coherencia operativa: Los controles similares para ambas líneas de producción facilitan la formación de los operarios y la flexibilidad, lo que permite al personal pasar sin problemas de una línea a otra.
- Reducción del tiempo de inactividad: El diseño organizado del sistema eléctrico minimiza el tiempo necesario para localizar y sustituir componentes, mejorando la eficacia general del equipo.
- Infraestructura preparada para el futuro: La actualización del sistema de control sienta las bases para futuras iniciativas de automatización y recopilación de datos.
El cliente ha expresado su extrema satisfacción con los dos equipos de NorthWind, destacando en particular la calidad de los trabajos de instalación eléctrica y los conocimientos del proceso demostrados por los programadores y los técnicos de control.
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¿Cuáles eran los principales indicadores de que era necesario actualizar el sistema de control de la planta?
Entre los indicadores clave se encontraban unos equipos eléctricos anticuados y difíciles de mantener, el ajuste manual de parámetros críticos, una automatización fragmentada en varios PLC que creaba "islas de control" y unos esquemas de CCM mal documentados que complicaban la resolución de problemas y el mantenimiento.
¿Cómo se minimizó el tiempo de inactividad de la producción durante el proyecto de modernización?
NorthWind aplicó un enfoque cuidadosamente escalonado y muy detallado, trabajando en una línea de producción cada vez e identificando las tareas y plazos de automatización y electricidad antes de la parada. Sus equipos integrados de especialistas en automatización e instalación eléctrica trabajaron eficazmente para completar el plan detallado antes de lo previsto, y la fase 1 se completó con la comprobación de E/S dos días antes de lo previsto y la puesta en marcha tres días antes.
¿Qué mejoras operativas concretas se han derivado de la modernización del sistema de control?
La modernización permitió agilizar las operaciones mediante un sistema de control unificado, el ajuste automático de parámetros críticos, controles coherentes en todas las líneas de producción, una mayor capacidad de mantenimiento gracias a la actualización del hardware y la documentación, y un diseño organizado del sistema eléctrico que redujo al mínimo el tiempo de resolución de problemas. Además, un enfoque de automatización similar en ambas líneas permitió que los operarios se familiarizaran con ambos sistemas, lo que flexibilizó la programación de recursos y la dotación de personal.
¿Cómo mejora el nuevo sistema de control la coherencia de la calidad del producto?
El nuevo sistema gestiona y carga los valores de consigna de las recetas en cada sistema, lo que reduce los errores de introducción durante los cambios. Además, las velocidades de extrusión se ajustan automáticamente, lo que elimina la variabilidad de los ajustes manuales y garantiza la coherencia de los parámetros de procesamiento que repercuten directamente en la calidad del producto.
¿Qué diferencia el enfoque de NorthWind del de otros integradores de sistemas?
El enfoque integrado de NorthWind, que combina los servicios de automatización e instalación eléctrica, eliminó la necesidad de que el fabricante tuviera que coordinarse entre varios proveedores. Esto permitió la colaboración directa entre equipos, la rápida resolución de problemas y la identificación proactiva de cambios en el sistema durante la instalación.
¿Qué beneficios a largo plazo puede esperar el fabricante de este proyecto de modernización?
Entre las ventajas a largo plazo se incluyen la reducción de los costes de mantenimiento, la mejora de la eficacia operativa, una mayor capacidad para formar a nuevos operarios, una mayor uniformidad de la producción y una base moderna que puede soportar futuras iniciativas de automatización y capacidades de recopilación de datos.
¿Hasta qué punto es escalable el nuevo sistema de control para futuras ampliaciones?
La arquitectura de control unificada proporciona una plataforma estandarizada que puede adaptarse fácilmente a futuras ampliaciones, a la integración de equipos adicionales y a la mejora de las capacidades de recopilación de datos sin necesidad de un rediseño significativo.
¿Qué métricas de retorno de la inversión deberían esperar las empresas de proyectos similares de modernización de sistemas de control?
Aunque las cifras concretas de retorno de la inversión varían en función de las instalaciones, las empresas suelen obtener beneficios gracias a la reducción del tiempo de inactividad, la disminución de los costes de mantenimiento, la mejora de la uniformidad del producto, la reducción de las necesidades de mano de obra y la mejora de la eficacia de la producción.
Las marcas comerciales como Allen-Bradley, FactoryTalk, Rockwell Automation y PowerFlex pertenecen a Rockwell Automation, Inc.