La Tecnología Móvil en la Operación y Mantenimiento de Plantas Industriales

InTech México Automatización,
Edición Expo control 2010.

INTRODUCCIÓN

Los avances tecnológicos de hardware, software y telecomunicaciones, promueven una nueva generación de soluciones de gran impacto dentro del sector industrial. Las tecnologías móviles cada día se adaptan más a las necesidades de la industria manufacturera y de la automatización, y permiten analizar capacidades de flujo de trabajo, procedimientos y administración de tareas orientadas a las operaciones de planta, monitoreo y gestión de activos en el campo, gestión de mantenimiento, captura de datos en entornos hostiles y seguimiento de actividades. Además de permitir mayor productividad de los empleados y entregar información de manera rápida para soportar la toma de decisiones, también genera valores como:

  1. Mayor confiabilidad y control operacional
  2. Mayores niveles de seguridad y cumplimiento
  3. Mayor productividad de la fuerza laboral
  4. Mayor disponibilidad de activos
  5. Reducción de costos de mantenimiento

Ya existen soluciones que nos permiten usar tecnologías de identificación por radio frecuencia, software de última generación para el seguimiento de actividades, dispositivos de tecnología pasiva y dispositivos móviles que nos ayudan a acelerar y sostener mejoras de proceso operacionales en plantas industriales.

IDENTIFICACIÓN POR RADIO FRECUENCIA (RFID POR SUS SIGLAS EN INGLÉS)

¿Qué es RFID?

RFID es un medio electrónico altamente confiable para controlar, detectar y rastrear una variedad de dispositivos usando métodos de transmisión en frecuencia modulada (FM). Se basa en un pequeño dispositivo llamado “transponder” comúnmente conocido como “tag” o etiqueta, y que puede pegarse a cualquier equipo o instrumento para identificarles individualmente usando un código único, programado, personalizado e inalterable. La mayoría de los tags usados para rastreo e identificación de activos opera con una fuente de energía pasiva, lo que significa que obtienen la energía emergente enviada desde la unidad que interroga, llamada lector.

Los sistemas RFID superan las limitantes de otras tecnologías de identificación automática de aproximación, tal como la de código de barras, porque no requieren línea-de-vista entre el tag y el lector. Esto significa que trabajan efectivamente en ambientes hostiles donde existe exceso de suciedad, polvo, humedad, y/o una pobre visibilidad que normalmente obstaculizaría una identificación rápida. En concreto, el mayor beneficio de RFID es su habilidad para obtener lecturas precisas en ambientes hostiles a velocidades asombrosas.

Además, la tecnología RFID es completamente automática y transparente, eliminando la necesidad de escanear un objeto manualmente o activar una banda magnética, lector, u otra tecnología de identificación de contacto. Aún mejor, en el caso de tags pasivos o libres de batería, la capacidad de identificación típicamente perdura la vida del producto o sistema en donde se integra el tag.

¿Cómo trabaja?

El componente principal de un transponder de RFID es un chip de silicón con un circuito integrado personalizado. Este chip controla las comunicaciones al lector y tiene una sección de memoria que almacena el código de identificación permanente que se transmite al lector una vez activado.

A) El lector envía energía e información al tag, B) El tag regresa información.

El lector ejecuta varias funciones, una es producir un campo magnético de radio frecuencia (RF) de bajo nivel. Este campo magnético de RF sirve como un portador de energía del lector al tag pasivo de RFID.

Cuando un tag se encuentra en el campo magnético del lector, la energía emitida por esta activa el circuito integrado dentro del tag, y el contenido de la memoria se transmite de regreso al lector.

Una vez que el lector ha revisado errores y ha validado los datos recibidos, los datos se decodifican y reestructuran para transmitir a un usuario en el formato requerido por el sistema de la computadora anfitrión (host). Todas las operaciones se llevan a cabo a la misma velocidad que un parpadeo.

EL SISTEMA PARA EL SEGUIMIENTO DE ACTIVIDADES (PROCEDIMIENTOS)

El sistema de seguimiento es una solución integral de hardware y software específicamente diseñado para cumplir con las necesidades de los procesos industria les, que combina dispositivos móviles inalámbricos (hand-helds), software de tecnología avanzada, y tecnología RFID para redefinir la recolección de datos de campo y la administración de activos.

El sistema es una combinación única de tags de RFID, scanners, y hand-helds diseñados para trabajar en ambientes industriales y proveer un medio eficiente y de costo efectivo para ejecutar la identificación de activos y el seguimiento de tareas de inspecciones de integridad mecánica, e inspecciones de sistemas de seguridad. Están diseñados para trabajar con la mayoría de los sistemas de administración de mantenimiento o módulos de mantenimiento del ERP (Enterprise Resource Planning) como el de SAP para reducir los costos en el seguimiento del mantenimiento.

Con un sistema de seguimiento de activos, las inspecciones de seguridad y equipos de procesos pueden completarse con una mejor integridad de datos y en la mitad de tiempo que con los sistemas tradicionales de recolección de datos manuales.

Dar seguimiento y mantenimiento a los equipos e instrumentos activos en los procesos industriales puede ser una tarea monumental y crítica. Típicamente las áreas de procesos donde se encuentran los equipos e instrumentos de campo son sitios extremadamente riesgosos y complejos, y cualquier falla de estos equipos que son prioritarios para la operación, particularmente equipos que manejan presión, que puedan dañar el ambiente y que ocasionen interrupciones en el proceso pueden convertirse en una pérdida económica para el negocio.

Existen incluso sistemas que cumplen con ciertas regulaciones internacionales, como por ejemplo con la organización “Occupational Safety & Health Administration” (OSHA) 29 CFR 1910.119 que describe prácticas como hacer inspecciones y pruebas con frecuencias regulares y seguir las recomendaciones del fabricante, documentar cada inspección y hacer las pruebas en cada equipo del proceso. En otras palabras debe poder:

  • Guardar la hora y fecha de cuando se ejecuta la tarea
  • Identificar al operador o inspector al loggearse
  • Identificación única de PIN en el tag RFID
  • Tener un flujo grama específico para cada equipo de acuerdo a las tareas a efectuar en ellos
  • Poderse sincronizar con la base de datos histórica de los resultados obtenidos después de la inspección

Los componentes principales de un sistema de seguimiento consideran al menos:

  1. Un transponder (que tiene un identificador único y se conoce como tag)
  2. Dispositivos lectores de datos (dispositivos móviles hand-held equipados con lectores de RFID)
  3. Software para reportes y administración

El dispositivo identificador (lag)

Ejemplo de colocación. Su encapsulado debe tener también la capacidad de adherirse a casi cualquier superficie.

El dispositivo de identificación industrial llamado comúnmente tag, es un elemento de uso rudo que provee un método durable, y de costo efectivo para la identificación y control permanente de equipos e instrumentos. Este dispositivo al poderse leer por radiofrecuencia en lugar de luz como los códigos de barra, puede ocuparse incluso en áreas no accesibles o problemáticas al usar códigos de barra, ya que se comunica a través de materiales no metálicos como pintura, plástico, grasa, suciedad y es a prueba de vibración, luz, agua, y calor (hasta 100°C).Normalmente vienen encapsulados con transponer RFID, y están hechos de un circuito integrado pasivo (no requiere batería), un capacitor sintonizador y una antena.

Este tipo de transponders puede ser programado con información específica del equipo o instrumento objetivo, así como un identificador único (64 bits) o hasta 1088 bits de datos programables y que pueden ser bloqueados para no ser editados. Como ejemplo, un tag puede contener la información de la última inspección como parte de los datos de una pieza en particular de un equipo. Por consecuencia, un equipo móvil, con un lector integrado, puede notificar a un inspector de campo con los resultados obtenidos en las inspecciones.

Formato de tag Universal

Usando el protocolo de formato de tag universal (Universal Tag Formatting Protocol) el usuario puede definir el formato del tag necesario para cumplir las necesidades del negocio en lugar de tener que ajustar las necesidades del negocio ha lo preestablecido por el tag, y podemos tener diferentes combinaciones como:

  • Formatos de Tag para toda planta, y todo tipo equipo
  • Cada tag puede tener múltiples “paginas” que pueden bloquearse o editarse
  • Formatos múltiples pueden usarse dentro de una misma planta para administrar procesos diversos.

Diseño de tag Universal

Tag encapsulado

El diseño ideal del tag debe permitir a la industria acoplarlos rápido y fácilmente a diferentes tipos de equipos e instrumentos, debe ser lo suficientemente robusto para soportar las condiciones ambientales extremas donde se localizan los equipos, como exposición química, temperaturas extremas, a la naturaleza. Más aún su diseño puede utilizarse como una referencia visual para puntos de inspección críticas o como un medio visual de advertencia a los trabajadores en caso de peligro.

DISPOSITIVOS MÓVILES LECTORES DE DATOS

Tecnología de computadoras Móviles

Existen en el mercado proveedores líderes de hardware móvil entre ellos se incluyen Intermec y Motorola (formalmente Symbol Technologies) que ofrecen las tecnologías de comunicación más avanzadas, captura de datos, procesamiento para su personal de campo. El hardware en el mercado está disponible y certificado también para sitios de ambiente peligroso como Clase 1, División 2 (hazardous locations).

CONCLUSIONES

La tecnología móvil está aquí y tiene que estar ya que ayuda a acelerar y mejorar los procesos operacionales, y se ha convertido en un componente clave en los sistemas de administración de operaciones y mantenimiento de las industrias manufactureras así como de las compañías de procesos industriales como gas, petróleo, agua y energía.

Estas tecnologías permiten la recolección de datos de los activos (equipos e instrumentos) de campo instalados incluso en ambientes hostiles, permite ejecutar las mejores prácticas a la fuerza laboral y operar los activos óptimamente ayudando a la continuidad de las operaciones.

Mientras muchas organizaciones ya empezaron a implementar segmentos móviles en sus operaciones de manufactura y producción, existen oportunidades importantes para eficientar procedimientos, calidad y rendimiento a un costo reducido.

 

 

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