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TISICS encuentra el equilibrio correcto entre flexibilidad de la automatización y seguridad del operador


Compañía de materiales especiales utiliza ControlLogix, RSLogix 5000 y FactoryTalk View SE de Allen-Bradley para mantener un proceso de precisión volátil seguro y bajo control

Antecedentes
TISICS, con sede en Farnborough, Reino Unido, es una de sólo dos compañías en el mundo que fabrica monofilamentos de núcleo continuo de carburo de silicio, principalmente para uso como refuerzo de fibra en partes compuestas de titanio. Los monofilamentos permiten la fabricación de componentes de titanio que ofrecen atributos funcionales a la par con componentes similares de acero resistente a la temperatura; pero típicamente a la mitad del peso, y con mayor fortaleza y resistencia a la corrosión. Como podrá imaginar, esto es de gran interés para el sector aeroespacial, teniendo en consideración la caída del precio del titanio, así como otras aplicaciones en las que no es posible cambiar la resistencia y el peso.
Después de su reciente reubicación, la compañía decidió aprovechar al máximo el nuevo espacio de fabricación disponible; necesitaba cambiar su proceso manual actual de creación de recetas y control a uno que incorpore una solución de automatización contemporánea de Rockwell Automation. Además, también necesitaba resolver los problemas importantes de seguridad que surgen debido a la química del proceso de recubrimiento.

Reto
El proceso usado por TISICS para recubrir el filamento de tungsteno se conoce como deposición de vapor químico (CVD). El proceso CVD no sólo requiere temperaturas muy altas, generalmente alrededor de 1,300°C y voltajes muy altos, sino que también usa diclorometilsilano, el cual puede ser extremadamente peligroso si no se contiene de manera apropiada.
Además de las situaciones de seguridad, el proceso también es extremadamente sensible a variaciones de los parámetros. Antes de adoptar una infraestructura de automatización, TISICS utilizaba un proceso manual distribuido para controlar las operaciones de recubrimiento. El voltaje y los productos químicos se controlaban por separado y los vaporizadores usaban entradas de potenciómetro directamente del calefactor, no había control electrónico. Según Renny Moss, Gerente de Desarrollo de Procesos de TISICS: "Era un proceso manual muy básico que además tenía un margen de tolerancia muy bajo. El principal problema era que no sabíamos si teníamos un problema con el proceso de deposición hasta después de la salida y prueba de la fibra".

La compañía también ha observado una creciente demanda de sus productos, tanto las fibras que produce como los componentes de titanio que fabrica. Entre nuestros clientes conocidos se encuentra un importante fabricante de motores aéreos para componentes aeroespaciales y una compañía en los EE.UU. que utiliza las fibras para celdas solares. En la mayoría de casos, las aplicaciones específicas requieren ciertos tipos de fibras; el problema es que cuanto más variables se introducen, más difícil es controlar el proceso. Con el proceso manual también se necesitaba mucho tiempo para desarrollar y probar nuevas recetas, un proceso que a menudo tomaba años anteriormente a la automatización.



Solución
TISICS optó por un proceso SCADA basado en la Arquitectura Integrada™ de Rockwell Automation que emplea un PAC ControlLogix de Allen-Bradley, el cual ejecuta RSLogix 5000 con la versión sofisticada de FactoryTalk View SE. Para monitorizar y controlar el PAC ControlLogix PAC pasa todos los datos del proceso a un servidor FTView SE de modo que los operadores puedan disponer de una representación gráfica clara en una pantalla de todos los parámetros asociados con este proceso de precesión usando una solución de interfaz operador-máquina (HMI) desarrollada por uno de los integradores de sistemas de Rockwell Automation.

Moss explica: "El hardware de Rockwell Automation nos proporciona toda la información necesaria en una pantalla. Conoce y proporciona información sobre las condiciones, no permite ninguna variación del proceso fuera de niveles aceptables y nos ofrece un nivel mucho más alto de la función de seguridad. Otra faceta muy útil de la instalación es su capacidad de expansión. Nuestra intención es lograr una mayor producción en la fábrica, y con el hardware que tenemos actualmente sabemos que podemos añadir de una manera sencilla líneas de producción en el marco de control del PAC ControlLogix sin problemas mayores de reprogramación.

"La mayoría de los problemas de seguridad están en el lado del gas", continúa Moss. "El PAC ControlLogix PAC se completa y alimenta mediante los reactivos. También mide la cantidad de material que se mueve a través del sistema midiendo el peso y la presión, sin llenar nunca excesivamente el burbujeador, y ayuda a asegurar que se realicen todas las operaciones de limpieza dando a los operadores instrucciones lógicas claras y precisas. Anteriormente, el manejo de materiales era una operación de gran envergadura, ahora podemos cargar materiales con la confianza de que los sistemas de seguridad y control los contienen porque sabemos que se están monitorizando con precisión. Nunca fue nuestra intención fragmentar, simplemente deseábamos eliminar las preocupaciones de seguridad de los operadores".

Además de ofrecer seguridad y funcionalidad, TISICS también tiene capacidad de desarrollar nuevas formulaciones y recetas en una fracción del tiempo requerido anteriormente.Moss continúa: "Lo que antes nos tomaba años lograr, ahora podemos hacerlo en cuestión de meses. Más aún, la cantidad de variables no es un problema debido al nivel de control que el PAC nos ofrece. Debo admitir francamente que considero a los sistemas FTView SE SCADA y PAC como una caja negra. No necesito saber cómo funcionan, pero puedo confiar en que todo está bajo control y que todos los operadores cuentan con lecturas fáciles de entender para todo".

Moss concluye: "A corto plazo el equipo de Rockwell Automation nos ha brindado un control muchísimo mejor de nuestros procesos y nos ha ofrecido la capacidad de expansión a mediano plazo. También ha resuelto todos los aspectos críticos de seguridad que nos causaban preocupación".

Para obtener más información, envíenos un mensaje de correo electrónico a: info_at@ra.rockwell.com ref: Tisics

Reto
Con el traslado a una nueva factoría, TISICS quería un sistema de automatización avanzado, así como mantener bajo estricto control la precisión del proceso de deposición de vapores químicos y que ofreciera un nivel superior de seguridad.
    Soluciones
    - Arquitectura Integrada
    - Allen-Bradley ControlLogix PAC
    - RS Logix 5 000
    - FTView SE
    - S.I.L. 2
Resultados
- Mejora del control de todos los parámetros de proceso
- Total visibilidad de todos los parámetros de proceso
- Contribuye a la reducción del tiempo de desarrollo del producto.
- Contribuye al incremento de la productividad
- Mejora de la seguridad del operador