Los softwares de instrumentación y control son la clave del proceso de automatización industrial hacia la industria 4.0, productiva y sostenible. La instrumentación y control en plantas industriales permite hacer los ajustes necesarios al proceso productivo diario.

Como parte de la automatización de la producción, la ingeniería de instrumentación y control analiza de manera continua las variables productivas. De manera automática, estos sistemas de control generan alertas que permiten corregir los desajustes que retrasan o afectan negativamente a la producción y la seguridad industrial.

Del mismo modo, estos sistemas de instrumentación y control ayudan a los operarios a eliminar los factores que atentan contra la producción sostenible. Hoy veremos las ventajas de la instrumentación y control como parte indispensable en la producción sostenible y la industria 4.0.

Además, analizaremos algunas consideraciones destacadas sobre la integración de la instrumentación y control como parte fundamental del proceso industrial.

AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL INDUSTRIAL

Software de instrumentación y control

La automatización industrial se sustenta en una serie de procesos lógicos, modulares, encadenados y secuenciales. En los procesos de planificación de la producción, los ingenieros industriales contemplan pequeñas alteraciones del proceso causadas por una multiplicidad de agentes.

Estas alteraciones deben ser detectadas de manera inmediata como una medida de contención, corrección y modificación de los procesos. De este modo, se pueden crear acciones que compensan cualquier alteración y llevan al proceso a los planes iniciales.

Sin embargo, en la concepción filosófica de la automatización industrial es imposible detectar estas desviaciones sin un sistema de medición de máxima exactitud. Así mismo, estos programas informáticos deben tener la capacidad de cuantificar la magnitud de las variables e identificar la fase de la cadena productiva errónea.

Parte de los objetivos de la ingeniería de instrumentación y control es determinar y discriminar los elementos que alteran los procesos productivos. Adicionalmente, esta instrumentación y componentes de control deben autoevaluarse de forma continua para detectar fallos en cualquier parte de la cadena.

Los softwares e instrumentos de control varían de acuerdo con múltiples factores como tipo de producción, fase de la cadena o grado de automatización. Veamos algunas de las principales concepciones metodológicas de estos sistemas de control industrial:

Software de automatización

En un proceso industrial se involucran una serie de elementos físicos y químicos que intervienen en procesos de transformación de materiales. Esta transformación depende de la precisión de la maquinaria, equipos y operarios para crear un producto final con unas características determinadas.

Cualquier alteración de estos elementos puede crear condiciones inseguras para el equipo humano, instalaciones físicas y calidad del producto final. Además, pueden afectar la configuración de todo el sistema y crear factores contaminantes no planificados.

He ahí la importancia de detectar estos elementos con la mayor precisión y crear las medidas correctivas necesarias. Sin embargo, en muchas ocasiones, la tecnificación, especificidad y velocidad de los procesos requiere de un sistema informático con mayor y mejor capacidad de respuesta.

En este contexto, los softwares y aplicaciones informáticas de instrumentación y control permiten automatizar esta fase fundamental del proceso. Estos softwares analizan de manera automática y sistematizada cada uno de los eslabones de la cadena de producción de principio a fin.

Hoy en día existen cientos de aplicaciones a medida para optimizar las tareas de control de todos los tipos de industria. No obstante, los softwares de instrumentación y control más usados son:

  • Diagramas de tuberías y flujo de producción (P&ID)   
  • Esquemas de flujos de ingeniería de procesos (PEFS) 

Estos sistemas informáticos permiten a ingenieros y supervisores crear esquemas y diseños de cadenas de producción con diferentes objetivos. Aún así, las ventajas de estos sistemas es la calibración de los elementos de producción para ajustarlos a las necesidades particulares de la industria.

Automatización industrial

Como hemos visto, el control proactivo, minucioso y detallado de las variables de producción es fundamental para la automatización industrial. La transformación de la producción hacia una automatización total de toda la cadena es la base fundacional de la industria 4.0. 

El desarrollo de sistemas que también automaticen los procesos de control y medición de variables es una de las necesidades más apremiantes de la actualidad. Es por ello que ambas corrientes van de la mano hacia un mayor peso de los softwares que ejecuten controles en tiempo real y con mayor precisión. Además, la meta ulterior es crear sistemas que midan variables, alertas y eliminen las alteraciones de forma 100% automática. En ello, la ingeniería industrial trabaja sin descanso para crear sistemas de instrumentación y control a medida, orientados a roles, modulares y escalables.

INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL

Software de instrumentación y control

Los softwares de instrumentación y control crean entornos productivos de mayor seguridad, fluidez operativa y predictibilidad. La detección temprana de las alteraciones del flujo productivo permite hacer los correctivos en el proceso de diseño de plantas industriales.

Igualmente, le permite a los ingenieros controlar que las máquinas y equipos de producción tengan una intercomunicación eficaz con la siguiente fase de la cadena. De este modo, controlando y midiendo cada nodo de la transformación de materiales, los ingenieros pueden crear modelos productivos 100% automatizados.

Para ello, se deben analizar dos facetas cruciales en todo el sistema: la instrumentación y el control de todo el proceso productivo de punta a punta. Es decir, desde la primera fase de transformación hasta la ejecución del último paso de la producción.

Instrumentación del proceso productivo

Analizar la fluidez e idoneidad del proceso pasa por crear elementos de medición de las principales variables físicas y químicas del proceso. Desde la identificación de las magnitudes óptimas y normales hasta la generación de alertas de alteraciones, fallos y errores.

Para hacer esto posible, la ingeniería ha creado una serie de instrumentos que miden variables como la eficiencia, velocidad, temperatura, textura, unidades producidas y otras más. Adicionalmente, deben medir variables como humedad, PH, composición química, presencia de agentes contaminantes y otras variables.

Control del proceso productivo

Una vez que se han detectado alteraciones del proceso, del producto o de la fase de la cadena, se deben tomar las medidas de ajuste necesarias. La creación de controles les permite a los ingenieros comparar las muestras con valores óptimos, mínimos y/o máximos. A su vez, estos controles crean las acciones que alertan sobre las alteraciones y la ubicación precisa de los fallos. Con ello, se pueden ejercer las acciones de rectificación, ajuste o incluso, paralización de la producción.

¿QUÉ ES LA INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL?

La instrumentación y control existen como fases fundamentales de la industria desde las primeras etapas de la industrialización de la producción. La comprobación in situ de las fases, ingredientes, elementos, maquinarias y operadores de la producción es fundamental como parte del proceso de control de calidad.

Software de instrumentación y control

Sin embargo, la automatización de la industria y la incorporación de sistemas de producción predictiva ha exigido una evolución de la instrumentación y control industrial. La industria moderna ha creado mecanismos automatizados para medir las variables fisicoquímicas, cualitativas e intangibles de cada etapa de la producción.

La instrumentación y control permite crear valores de comparación, sistemas de medición versátiles y cuantificación de la eficiencia. Cada industria y cada etapa del proceso tiene un instrumento y un mecanismo de control idóneo.

Características de la instrumentación y control 

Los sistemas de instrumentación y control se aplican en las diferentes etapas del proceso productivo y varían de acuerdo a cada industria. En términos generales, podríamos decir que se aplican en:

  • Instrumentación y control de entrada: Esta se aplica como un mecanismo de medición de variables físicas y químicas de elementos, procesos e ingredientes del proceso productivo.
  • Instrumentación y control de salida: Esta se aplica en la medición de dispositivos que se involucran en el proceso como máquinas, equipos, instrumentos y componentes de una cadena de producción.

Instrumentación y control de procesos

Cada industria tiene un know how y un proceso único que transforma materiales de una manera específica. Es por ello que la instrumentación y control de procesos se aplica como un traje a la medida de las necesidades de cada industria.

No obstante, en la mayoría de los procesos industriales se aplica una instrumentación y control de:

  • Presión, temperatura, flujo, nivel, humedad, conducción, calibración, PH o resiliencia
  • Posición, pesaje, dimensión, volumen, forma, color o textura
  • Elementos de comunicación, transmisión y análisis de datos
  • Empaquetado, apilado, cuantificación y entrega final

Una de las claves fundamentales de estos diseños es contemplar que a cada instrumento de medición se deben generar medidores de control. Asimismo, la ingeniería debe crear soluciones de ajuste, configuración y puesta a punto de elementos fuera de norma y/o estándares de control.

En Nirosa hemos asesorado a la industria española a crear sistemas de instrumentación y control desde hace 40 años. Nuestras soluciones han evolucionado a la par de la innovación y las nuevas necesidades industriales. De la mano de las principales industrias buscamos incrementar la productividad, seguridad y eficiencia en cada una de las etapas del proceso productivo.