Modelo de periferia y lógica descentralizada en los sistemas de control de las instalaciones de Emasesa

Emasesa comenzó su actividad en 1974. Desde entonces, su objetivo es la explotación, el mantenimiento y la gestión de los recursos y servicios hídricos en todas las fases del ciclo integral del agua: desde la producción, adquisición, adjudicación, tratamiento y distribución de caudales; hasta la evacuación, vertido, saneamiento, depuración, eliminación y reciclaje de residuos líquidos y fangos. Su área de actuación es la capital hispalense y las poblaciones de Camas, Dos Hermanas, Alcalá de Guadaíra, Mairena de Alcor, San Juan de Aznalfarache, Coria del Río, La Puebla del Río, Alcalá del Río, La Rinconada, El Garrobo y El Ronquillo. Además, con agua bruta sin tratar, abastece también a las 26 localidades situadas en el Aljarafe sevillano y a Guillena - Las Pajanosas. Asimismo, es responsable del servicio público de alcantarillado y depuración de muchos de estos municipios sevillanos.

Actualmente, emplea a más de 750 personas, y gestiona 2 embalses de los 6 que forma el sistema de captación (639 hm3), 3 centrales hidroeléctricas (19.397 Mw/h), 1 ETAP (10 m3/s), 2 sistemas reguladores de presiones, 35 estaciones de bombeo, 28 depósitos, 6 EDAR (494.220 m3/día), 24 EBAR, 37 EBAP y 3 tanques de tormenta. Asimismo, su Sistema de Gestión de la Calidad, conforme a la norma ISO 9001:2008, está certificado por AENOR desde el año 2004. En el alcance de esta certificación está el mantenimiento de tecnologías de información y comunicación en el que está englobado el diseño y mantenimiento de los sistemas de control, desde campo hasta los Scada.

Reto

Emasesa cuenta con un elevado número de instalaciones dispersas geográficamente sin personal permanente que las atienda, para lo cual dispone de sistemas PLC que controlan localmente esos procesos. La incorporación de nuevos municipios a su ámbito de actuación y el hecho de asumir competencias adicionales, como la gestión del saneamiento y depuración en otras localidades, motivó la construcción de nuevas instalaciones, así como la actualización de los cuadros de control y potencia de las infraestructuras existentes y obsoletas.

Esto requirió por parte de la empresa una definición de la ingeniería de automatización que permitiese dar respuesta a esas demandas, sustentada en un nuevo modelo de gestión. A través de él se debía, en palabras de José Manuel Barrera Cuadra, jefe de la sección Desarrollo y Gestión de Sistemas de Control de la compañía, "simplificar, estandarizar y optimizar la ingeniería de automatización en las fases de diseño, ejecución e inicio de nuevos procesos, con el consiguiente ahorro de costes y la reducción de ´no conformidades´ en la supervisión y puesta en marcha".

Además, se debía aportar continuidad en el servicio y reducción de los tiempos de indisponibilidad de procesos, mayor acceso a datos de los sistemas de información del Scada, una homogeneización y racionalización de los repuestos y un aumento de la eficiencia de los medios humanos y técnicos frente a incidencias. Y en definitiva, continúa el responsable de la automatización, "tenía que ser más eficaz y flexible en la explotación de las instalaciones, dotándolas de modos alternativos de funcionamiento en caso de averías o fallos parciales".

El reto consistía en establecer un modelo de automatización que pudiese cumplir todos esos requerimientos de forma eficiente, para lo cual se decantaron por la periferia y lógica descentralizada en sistemas de control de Rockwell Automation.

Solución

Tomada la decisión, la empresa comenzó de forma progresiva la migración de los sistemas existentes al nuevo diseño. El propio desarrollo tecnológico de las infraestructuras de Emasesa hacía que coexistieran diferentes tecnologías con distintos grados de automatización, lo cual afectaba tanto al mantenimiento como a la respuesta frente a incidencias. Precisamente, para conseguir una estandarización en todas ellas, decidieron adoptar un modelo de automatización de instalaciones orientado a objetos, incluyendo desde el funcional que define el funcionamiento de una instalación por tipo o por subproceso dentro de la propia estación, hasta la disposición de los elementos dentro de un armario, lista de señales o esquemas.

"La estandarización busca el diseño óptimo teniendo en cuenta simplificar y reducir los costes en todo el proceso, desde la construcción hasta la puesta en marcha e incorporación al centro de control", afirma Juan Alberto García Barroso, apoyo técnico de la sección Desarrollo y Gestión de Sistemas de Control de la compañía. Para llevar esto a cabo, Emasesa se decantó por la solución Rockwell Automation con la gama de controladores ControlLogix con una topología de red tipo Bus Devicenet. No obstante, más adelante decidieron actualizar estos elementos a Point I/OTM sobre una red Ethernet/IP con topología de red en anillo, puesto que les proporcionaba más prestaciones, mayores velocidad y mejores posibilidades de integración. Por supuesto, eso no modificó la capacidad de inteligencia de los sistemas, pues ambos utilizan la tecnología DeviceLogix, que le aporta la lógica que necesita la periferia descentralizada para funcionar de manera autónoma. De esta forma, puntualiza Barrera Cuadra, "independientemente de que funcione o no el procesador central que controla la instalación, somos capaces de mantener a través de esa lógica descentralizada el proceso funcionando en automático, aunque sea de forma degradada. No hace falta que el personal permanezca en la estación".

Resultado

La apuesta por la periferia y lógica descentralizada de Rockwell Automation ha tenido para la organización una serie de ventajas importantes en varios aspectos. En el ámbito del diseño, comenta García Barroso, "simplifica la ingeniería, permite la estandarización y reduce los costes". En cuanto a la ejecución y puesta en marcha, la periferia descentralizada ofrece trabajo con tensiones seguras (24 v), facilita el diagnóstico de averías y precisa un menor número de elementos y cableado, lo que representa casi un 40% en disminución de espacio. Además, "permite la estandarización y el control de los programas desarrollados por nosotros mismos; así como requiere una menor supervisión por parte del equipo de automatización y una reducción de los tiempos de puesta en marcha".

Los beneficios de esta implementación también se notan a la hora de realizar el mantenimiento de las instalaciones, puesto que, en primer lugar, facilita el diagnóstico a distancia de las averías; y además, al tratarse de un sistema flexible, permite la incorporación al armario de control de nuevas señales de forma fácil desde los armarios CCM y servicios auxiliares. En definitiva, se trata de una tecnología robusta, que permanece en el tiempo y evoluciona con mejoras sustanciales, y sobre la cual ya se han formado y conocen su funcionamiento los técnicos de mantenimiento de las instalaciones de Emasesa.

Soluciones

Las soluciones de Rockwell Automation instaladas incluyen:

• Soluciones de proceso: controlador ControlLogix; y Point I/O con DeviceLogix sobre EtherNet/IP.
• Infraestructura de red: EtherNet/IP; y topologia de anillo DLR (Device Level Ring).

Resultado final:

El proyecto aporta las siguientes ventajas como resultado final:

• Simplifica la ingeniería reduciendo los costes.
• Permite la estandarización y el uso de programas propios.
• Facilita el diagnóstico de averías.
• Requiere una menor supervisión por parte del equipo de automatización.
• Consigue una reducción de los tiempos de puesta en marcha.