ABB S.A., Iván Villegas, 05 Junio, xA Simulator Mejorando la seguridad y productividad.

Transcripción

1 ABB S.A., Iván Villegas, 05 Junio, xA Simulator Mejorando la seguridad y productividad.

2 Qué es un Simulador? El término Simulador se utiliza para describir todo, desde simuladores simples a los más complejos! June 5, 2013 Slide 2

3 800xA Simulatir Una Planta Virtual Producto multidisciplinario personalizado a la planta del cliente Simulador de acuerdo al ciclo de vida de la planta Simulador de Ingeniería Chequeo Capacitación al personal Entrenamiento para emergencias Optimización de cambios Diseño Configuración DCS Inicio de la producción Operación de la planta Modificación Verificación del diseño de equipos y Testeo Hazop (Hazard Oportunities) Verificación y testeo de Sistemas de automatización y Seguridad Verificación de Procedimientos Operacionales Entrenamiento de operadores Optimización y estudios de qué tal si? Prueba de modificaciones June 5, 2013 Slide 3

4 Tipos de Simulador Tipos emulados y estimulados Emulados Los procesos e instrumentos son modelos. El Sistema de Control es diferente al de la planta real El entorno del Operador es diferente al de una planta real. Estimulados Los procesos e instrumentos son modelos. El Sistema de Control es idéntico al de una planta real El entorno del Operador es idéntico al de una planta real. 800xA Simulator es un Simulador estimulado! June 5, 2013 Slide 4

5 800xA Simulator Solución Estimulada Sistema en Planta Sistema en Simulador Solución Estimulada Reutilización directa del código de control del DCS de una planta real. Reutilización directa del HMI de una planta real. I/O redirigidas desde HW de I/O para comunicación de alta velocidad con el modelo dinámico que representa el proceso Resultados Garantiza el 100% de comportamiento idéntico al del sistema real Transferencia efectiva y libre de error entre DCS y el simulador Mantenimiento y costo operativo reducido. June 5, 2013 Slide 5

6 800xA Simulator Parte del Sistema de Control Probado 20 años de experiencia Más de 100 entregas ~40 Advant/Master Simulator Systems ~80 800xA Simulator systems HMI soportados AdvaCommand 800xA Operator Workplaces Controladores soportados AC 800M Advant Master Melody Harmony (beta) Mezcla de Controladores AC 800M + Melody AC 800M + Advant Master etc. Planes futuros para nuevos controladores June 5, 2013 Slide 6

7 Áreas de Negocios Claves para 800xA Simulator Mercados Minerales y Minería Petróleo & Gas Refinerías y Petroquímicas Energía Nuclear Pulpa y Papel 800xA Simulator es independiente del área de negocios Los modelos de proceso están más relacionados con el área de negocio. June 5, 2013 Slide 7

8 Área de Negocios Claves para 800xA Simulator Países Top 5: Noruega Suecia USA Brasil Sudáfrica Otros: Chile Canadá Reino Unido Emiratos Árabes Unidos Pakistán Australia Tailandia etc. June 5, 2013 Slide 8

9 800xA Simulator Componentes del 800xA + Características del Simulador Sistema en Planta Sistema en Simulador 800xA Simulator ofrece una mejora del sistema de control 800xA 800xA Simulator agrega funcionalidades de simulación a los componentes del sistema para ser parte de un Simulador dinámico de Procesos Estimulado 800xA Simulator enlaza al sistema de Control con modelos dinámicos de proceso de terceros. Características del modo andar (Run) Transferencia de I/O entre controladores y el simulador. Congelar simulación sin pérdida de información. Grabación y Reproducción. Guarda imágenes instantáneas en pantalla. Sincronización entre el Simulador y el Sistema de Control. Ejecuta la velocidad en tiempo real, así como más lento o rápido. Reconocimiento de alarmas. Características del modo Pausar (Freeze) Guarda o carga las Condiciones Iniciales (ICs) Guarda y carga imágenes instantáneas. Guarda instantáneas como condición inicial. Reanuda la simulación sin pérdida de información. June 5, 2013 Slide 9

10 800xA Simulator Conectado al modelo de procesos Sistema en planta 800xA Simulator agrega funcionalidades de Sistema en Simulador simulación a los componentes del sistema 800xA para ser parte de un Simulador dinámico de Procesos Estimulado. El 800xA Simulator es independiente de las áreas de negocio. Los modelos de proceso están más relacionados con el área de negocio. 800xA Simulator enlaza al sistema de Control con modelos dinámicos de proceso de terceros IDEAS Kongsberg O&G Tech. RSI Esscor (Invensys) GSE KSU Westinghouse Honeywell Aspentech CapeSoftware Trax Optimation etc. June 5, 2013 Slide 10

11 800xA Simulator Verificación del sistema y pruebas Prueba las aplicaciones del sistema de control como parte de la verificación del sistema de control / Factory Acceptance Test Prueba lógicas complejas del sistema de control como secuencias Prueba lógicas para detención/seguridad del sistema Prueba y verifica el HMI del sistema de control Sintonización del controlador antes del comisionamiento Estudio de alarmas antes de la puesta en marcha Verificación de la lógica del Sistema de Control. Verificación del Sistema de Control Chequeo Diseño Configuración DCS Inicio de la producción Operación de la planta Modificación June 5, 2013 Slide 11 Usando el modelo en conjunto con lógica real del sistema permitirá una verificación funcional de los diseños precisa y representativa en una etapa temprana antes del comisionamiento.

12 800xA Simulator Verificación y prueba Hallasgos comunes Inconsistencias entre la estrategia de control y el P&ID Estrategias de control que no funcionan Secuencias de partida / detención, cambios de secuencias Errores en la programación de Secuencias. Tags, rangos, set points, retardos Recomendación de cambios HMI de operación Mejora de despliegues antes de la implementación Mejora del diseño de procesos y estrategias de control Chequeo Diseño Configuración DCS Inicio de la producción Operación de la planta Modificación June 5, 2013 Slide 12 Usando el modelo en conjunto con lógica real del sistema permitirá una verificación funcional de los diseños precisa y representativa en una etapa temprana antes del comisionamiento.

13 800xA Simulator Entrenamiento del Operador Entrenamiento enfocado al Operador: Seguridad Evitar parada de planta Incrementar producción Evitar el desgaste de equipo complejo y costoso Formación realista en un entorno seguro Permite el entrenamiento, que de otra manera no sería posible o sería costoso. Mayor confianza: Regularidad superior Flujos de proceso superior Entrenamiento del personal Entrenamiento para emergencias Diseño Configuración DCS Inicio de la producción Operación de la planta Modificación June 5, 2013 Slide 13

14 800xA Simulator Optimización de procesos y estudios de modificaciónes Enfocado para la optimización y estudios para la modificación de: Cuellos de botella Estabilización de la producción Diagnóstico Optimización de cambios Diseño Configuración DCS Inicio de la producción Operación de la planta Modificación June 5, 2013 Slide 14

15 800xA Simulator Simulador de ingeniería Chequeo Entrenamiento del personal Entrenamiento para emergencias Optimización de cambios Diseño DCS Configuration Configuración DCS Operación de la planta Modificación Verificación del diseño de equipos y Testeo Hazop Verificación y testeo de Sistemas de automatización y Seguridad Verificación de Procedimientos Operacionales Entrenamiento de operadores Optimización y estudios de qué tal si? Prueba de modificaciones June 5, 2013 Slide 16

16 800xA Simulator Ormen Lange: Diseño de procesos de verificación Simulador de ingeniería Chequeo Entrenamiento del personal Entrenamiento para emergencias Optimización de cambios Diseño DCS Configuration Configuración DCS Operación de la planta Modificación Verificación del diseño de equipos y Testeo Hazop Verificación y testeo de Sistemas de automatización y Seguridad Verificación de Procedimientos Operacionales Entrenamiento de operadores Optimización y estudios de qué tal si? Prueba de modificaciones June 5, 2013 Slide 17

17 800xA Simulator Ormen Lange: Puesta en marcha 3 semanas antes de lo previsto Simulador de ingeniería Chequeo Entrenamiento del personal Entrenamiento para emergencias Optimización de cambios Diseño DCS Configuration Configuración DCS Operación de la planta Modificación Verificación del diseño de equipos y Testeo Hazop Verificación y testeo de Sistemas de automatización y Seguridad Verificación de Procedimientos Operacionales Entrenamiento de operadores Optimización y estudios de qué tal si? Prueba de modificaciones June 5, 2013 Slide 18

18 800xA Simulator Simulador de ingeniería Chequeo Entrenamiento del personal Entrenamiento para emergencias Optimización de cambios Diseño DCS Configuration Configuración DCS Operación de la planta Modificación Verificación del diseño de equipos y Testeo Hazop Verificación y testeo de Sistemas de Control y Seguridad Verificación de Procedimientos Operacionales Entrenamiento de operadores Optimización y estudios de qué tal si? Prueba de modificaciones June 5, 2013 Slide 19

19 800xA Simulator Los operadores de centrales eléctricas nucleares suecas tienen que ser certificados cada año en las instalaciones de entrenamiento de simulador a cargo de KSU Simulador de ingeniería Chequeo Entrenamiento del personal Entrenamiento para emergencias Optimización de cambios Diseño DCS Configuration Configuración DCS Operación de la planta Modificación Verificación del diseño de equipos y Testeo Hazop Verificación y testeo de Sistemas de automatización y Seguridad Verificación de Procedimientos Operacionales Entrenamiento de operadores Optimización y estudios de qué tal si? Prueba de modificaciones June 5, 2013 Slide 20

20 800xA Simulator Simulador de ingeniería Chequeo Entrenamiento del personal Entrenamiento para emergencias Optimización de cambios Diseño DCS Configuration Configuración DCS Operación de la planta Modificación Verificación del diseño de equipos y Testeo Hazop Verificación y testeo de Sistemas de automatización y Seguridad Verificación de Procedimientos Operacionales Entrenamiento de operadores Optimización y estudios de qué tal si? Prueba de modificaciones June 5, 2013 Slide 21

21 800xA Simulator Topología Típica June 5, 2013 Slide 22

22 Caso de un proyecto de simulador Evolución Ejemplo -> HMI upgrade -> full upgrade June 5, 2013 Slide 25

23 Proyectos de evolución del sistema de control Por qué usar 800xA Simulator? Probar y verificar los cambios de la aplicación de control y HMI Comisionamiento Virtual Pruebas de situaciones críticas Gestión de ráfaga de alarmas, gestión de alarmas, secuencias complejas y lógica de cierre Capacitar a los operadores en el nuevo HMI y el sistema de control previo a la puesta en marcha Puesta en marcha más rápida y producción a plena capacidad como un efecto positivo de la calidad del trabajo hecho. El concepto Evolución de ABB asegura un camino rentable y seguro en el futuro, protección de los activos de producción, así como sus inversiones en hardware, software y el conocimiento June 5, 2013 Slide 26

24 Porqué necesitamos simuladores? June 5, 2013 Slide 27

25 Porqué 800xA Simulator? Invertir para reducir las pérdidas y aumentar la producción HPI (Hydrocarbon Processing Industry) Market Data 2003 Source: J&H Marsh & McLennan, Inc Ejemplo de ARC 2007: La industria de procesos globales pierde $ 20 mil millones, o el 5% de la producción anual, debido a paradas imprevistas y la mala calidad Para casi todas las industrias de procesos globales 80% de estas pérdidas se pueden prevenir y 40% son principalmente el resultado de un error del operador June 5, 2013 Slide 28

26 Porqué el Simulador? Beneficios de seguridad: Reduce el riesgo para las personas, el ambiente y los equipos a través del entrenamiento y testeo. El error humano es un aspecto crítico en la mayoría de los accidentes Aprenda a dominar el proceso en un ambiente seguro y realista. Notificación de control de pruebas antes de ser transferidos a planta Costo beneficio: Incrementa la calidad del producto y productividad Reduce las paradas de planta y el tiempo para reiniciar las faenas Costo de comisionamiento reducido Entrenamiento antes de que inicie la producción June 5, 2013 Slide 29

27 Porqué 800xA Simulator? Justificación - Resultados de negocios realizada BP estudio sobre los beneficios de OTS: En un período de 5 años, BP instaló OTS en cuatro de sus principales sitios químicos en el Reino Unido. Cuatro categorías cuantificables: 1. ahorro de arranque inicial de 8 días, 2. 1 día salvado en ejecuciones posteriores de cambio global, 3. 2 días de producción salvadas cada año a partir de la recuperación mejorada de perturbaciones, 4. 1 por ciento de mejora en los costos a través de un mejor control de la planta. En otro sitio, BP estima que su OTS ha ahorrado casi 20 millones de dólares durante un período de 5 años dado un retorno de la inversión simple en más de veinte veces su inversión original. Uses and Benefits of Dynamic Simulation for Operator Training Systems, Dr. Tom Fiske, ARC Insights, August 9, 2007 June 5, 2013 Slide 30

28 Instalaciones de 800xA Simulator Kårstø - Noruega El primer transporte de gas a planta el 25 de Julio de de Octubre del 2000: gas desde Åsgard (y otros sitios) 90 MSm 3 de gas /24 hrs Procesos: Ajuste de temperatura y presión Eliminación de agua Separación de gas de enfriamiento y húmedo Fraccionamiento de gas húmedo Condensado del área de Sleipner June 5, 2013 Slide 36

29 Instalaciones de 800xA Simulator Ormen Lange 2004 Q1 Verificación del diseño del proceso Modelo del proceso de Kongsberg Maritime 2004 Q3 Ingeniería de lógicas de control Un sistema de simulación de ingeniería 800xA conectado al modelo del proceso Verificación de las lógicas de partida. Secciones incluidas uno a uno. Planta de gas natural Ormen Lange El mayor proyecto industrial en Noruega Alrededor de 20% del gas a UK proviene de OL 2005 Q3 Gabinetes de control enviados a planta I/O en total, principalmente HART y Profibus 2006 Q2 Programación de lógicas de control terminadas Entrenamiento del operador 2 sistemas simulados de entrenamiento usados (1 licenciado para el inicio de la producción) Instalaciones del simulador cerca del centro de operación Operadores entrenando en paralelo con casos de estudio del proceso y actualizaciones de las lógicas de control en el simulador de ingeniería June 5, 2013 Slide 37

30 Instalaciones de 800xA Simulator Ormen Lange cont Q3 Inicio de la producción Adelantado por 3 semanas Continúan con el uso de simuladores Ormen Lange planta de gas natural El proyecto industrial más largo en Noruega 2007 Q4 Acuerdo Sentinel y servicios para 2 sistemas de simulación 800xA Optimización de procesos y estudios de modificación. Ejemplos: Se agrego una nueva sección de proceso (electrificación) al entrenamiento del operador Prueba de todos los cambios en el simulador antes de implementarlos en la planta real (ej. Reutilizar actualizaciones) Detección de los errores de lógicas de control remanentes mientras se hacían casos de estudio en el simulador 2008 Q4 Uptime de 99 % TU Según el Manager de producción Hollen,la planta en Nyhamna tiene un uptime de 99% June 5, 2013 Slide 38

31 Instalaciones del simulador 800xA LKAB Kiruna, KA3-KK4 Procesamiento de oro KA3 Planta concentradora KK4 Planta de pellets Diseño del proceso Entrenamiento de operador Modificaciones Project report: At LKAB s new processing and pelletizing plant, a simulator for ABB s automation solution provides major capabilities for increasing operational reliability and quality in production. On the simulator, we can train operators and test changes to control systems and processes, free of interference. It saves time and raises the quality of daily processing in the plant, says Mats Renfors at LKAB. June 5, 2013 Slide 39

32 Instalaciones del simulador 800xA Södra Cell Värö Bruk Evaporación Prueba del sistema de control Entrenamiento del operador Project report: The simulator is very useful for configuration, test runs and training, says Södra Cell Värö s Control systems Supervisor Tommy Pettersson. June 5, 2013 Slide 41

33 Instalaciones del simulador 800xA SCA Obbola & Östrand Caldera de recuperación Prueba del sistema de control Entrenamiento del operador Project report: Until now the main use for the (Östrand) simulator has been education. The simulator was part of the system from ABB that controls the new recovery boiler from Andritz. This was ready in October Andritz also delivered the process model. From day one, the new recovery boiler was run by experienced operators, largely due to training in the simulator. No one was allowed to operate the recovery boiler without one week of simulator training, Fredrik Jönsson explains. June 5, 2013 Slide 42

34 Instalaciones del simulador 800xA Ringhals, Forsmark, Oskarshamn (y Barsebäck) KSU Kärnkraftsäkerhet och Utbildning AB Studsvik y junto a las plantas de energía nuclear Prueba del sistema de control Simulador para entrenamiento del operador Replicas de la sala de control a escala completa Certificación de operadores June 5, 2013 Slide 43

35 Instalaciones del simulador 800xA Proyectos en Chile Sierra Gorda Laguna Seca Minera Escondida Los Colorados Minera Escondida OGP1 Minera Escondida June 5, 2013 Slide 45

36 Porqué 800xA Simulator? Simulador de Ingeniería Chequeo Entrenamiento del personal Entrenamiento para emergencias Optimización de cambios Diseño Configuración DCS Inicio de la producción Operación de la planta Modificación June 5, 2013 Slide 46

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