Control flexible de procesos en la producción química
Control neumático y señales eléctricas desde un robusto armario de distribución ATEX — La colaboración con Röhm GmbH
Para una instalación de polimerización en perlas se ha configurado un sistema de automatización electroneumático alojado en un robusto armario de distribución ATEX. Las válvulas y módulos de salida de válvula con seguridad intrínseca de Bürkert están completamente integrados en el sistema SIMATIC ET 200iSP de Siemens. En la planta de Wesseling en el Suroeste de Renania-Westfalia, la empresa química Röhm explota una instalación para la producción de aglutinantes basados en poli(met)acrilato. Estos se utilizan, por ejemplo, en lacas y pinturas basadas en disolventes, en la señalización vial, pero también en el ámbito farmacéutico.
En el proceso por lotes se fabrican en tres líneas de producción unos 40 productos en el modo de polimerización en perlas (taller de PP) mediante polimerización en suspensión. Por lo tanto, se tienen que ejecutar diferentes formulaciones y activar en consecuencia los actuadores para los pasos sucesivos de la producción. Los reactores de polimerización desempeñan un papel central en el proceso. Dos de estos reactores se tuvieron que sustituir en el curso de unas medidas de modernización.
Sistema modular para el control central
Todo el sector de producción está declarado como área Ex y, hasta ahora, los componentes para el control neumático y eléctrico estaban alojados en la instalación en un armario de distribución relativamente grande, con sellado doble y dotado de un techo adicional. Las válvulas de pilotaje para el control de los actuadores rotativos estaban dispuestas de manera descentralizada y también se habían quedado anticuadas. Además, la solución utilizada hasta ahora había resultado ser muy propensa al ensuciamiento. El entorno en el taller de PP es polvoriento. Además, este polvo tiende a adherirse, formando unos depósitos grasientos que hacen necesaria una limpieza continua. «Por este motivo, no solo queríamos sustituir el armario de distribución grande por una solución más compacta sino, además, reducir el cableado y la cantidad de válvulas de pilotaje en el lugar», explica Jens Peter Rönn, ingeniero de producción de EMSR (tecnología electrónica de medición, control y regulación) de Röhm. A continuación, los especialistas en EMSR compararon diferentes posibilidades. Finalmente, la elección recayó en una solución propuesta por Bürkert sobre la base de su experiencia acumulada con numerosos proyectos similares. Esta permite suministrar en un espacio muy reducido una alta densidad de señales. El control neumático y las señales eléctricas proceden de un armario de distribución compacto con certificación ATEX e IEC-Ex que está ubicado directamente en la instalación y ocupa poco espacio.
Sistema de automatización electroneumático tipo 8650 en un armario de distribución ATEX compacto y listo para la conexión.
«La integración completa de válvulas y módulos de salida de válvulas con seguridad intrínseca de Bürkert en el sistema SIMATIC ET 200iSP de Siemens es única en estos momentos, porque ningún otro sistema permite una densidad de canales y flexibilidad tan elevadas, tanto en el ámbito eléctrico como neumático».
Solución completa certificada con un embalaje robusto
El sistema de automatización electroneumático está diseñado para el uso en la zona 1/21 y ha sido suministrado por el Bürkert Systemhaus en Menden como una solución completa, certificada y lista para la conexión. En el armario de distribución de acero inoxidable de 1400 mm de anchura, 1200 mm de altura y 450 mm de profundidad se han instalado un total de 56 válvulas de 3/2 vías y 16 válvulas de 5/2 vías. Las válvulas están ejecutadas con seguridad intrínseca y son aptas para el intercambio directo, por lo cual se pueden sustituir durante el funcionamiento si es necesario. Además, se incluyen los módulos E/S SIMATIC para 160 entradas digitales NAMUR, así como 64 entradas analógicas (2-wire HART y HART 4…20 mA). El sistema de automatización electroneumático comunica con el control superior a través de Profibus DP, de modo que queda perfectamente incorporado en el entorno de control de Siemens.
El uso de una instalación de corte por láser para la fabricación del armario de distribución permite conseguir recortes precisos y limpios en el cuerpo.
Para asegurar que el armario de distribución de acero inoxidable fabricado a medida de la aplicación resiste a las condiciones ambientales adversas y evitar la penetración de suciedad en su interior, se ha ejecutado de manera estanca al polvo, dotándolo de una doble junta de puerta. No se requiere ninguna superposición de presión que habría exigido el uso de hardware adicional. Entre tanto, también ha demostrado su robustez en el uso práctico. Desde principios de este año han entrado en funcionamiento dos de estos armarios con los reactores cambiados. Próximamente les seguirán tres más.
La doble junta de puerta mantiene alejado el polvo. No se requiere ninguna superposición de presión.
Montaje sencillo
El montaje en la línea de producción no presentó complicaciones. En el lugar de instalación solo quedaba conectar el suministro de tensión y de aire comprimido, así como el cable Profibus. El aire comprimido se conduce desde una entrada central en el armario de distribución a la regleta de distribución para las islas de válvulas del tipo 8650. Esto facilita la instalación en el sistema. «Nuestros técnicos de taller no tuvieron ningún problema; el sistema es sencillo de manejar», se alegra Jens Peter Rönn. Aún así, es posible recurrir, en principio, a la asistencia del equipo de servicio técnico de Bürkert para la instalación y puesta en marcha.
«En 2020, cuando queríamos sustituir dos reactores en el curso de unas medidas de modernización en el taller de PP, decidimos actualizar al mismo tiempo el nivel de señales, ya que la tecnología empleada hasta ese momento estaba obsoleta. Era muy difícil o incluso imposible conseguir piezas de recambio».
Pero el sistema no solo convenció desde el punto de vista técnico. Jens Peter Rönn también aprecia la buena colaboración. Por ejemplo, se utilizaron, a posteriori, unas válvulas de purgado rápido especiales para tareas relevantes para la seguridad donde las válvulas tienen que conmutar de manera netamente más rápida que en el proceso. «En este caso, Bürkert ha reaccionado de manera rápida y sin ningún tipo de burocracia», celebra Rönn. Por esta razón, la empresa química volverá a confiar en nuestros conocimientos de experto para sus futuros proyectos.