Prevenido es Prevenido: Minimización de errores y riesgos en el análisis de procesos - Parte 3

En el transcurso de la vida, cada uno de nosotros aprende a confiar en sus instintos o nuestras experiencias para evitar situaciones que parecen peligrosas o riesgosas. Literalmente sientes peligros potenciales con una sensación de inquietud. ¿Quién no ha aprendido dolorosamente que tocar una estufa caliente no es una buena idea? ¿O quién sale voluntariamente durante un tornado?

Si bien los humanos pueden confiar en su intuición y patrones aprendidos para evitar peligros o usar estrategias de protección, esto es mucho más complicado con los sistemas electrónicos o las máquinas. Todos los componentes de un sistema deben estar en un estado permanentemente seguro. Las fallas y el mal funcionamiento de los componentes individuales pueden tener consecuencias devastadoras para los procesos de producción y la seguridad de los operadores.

Un ejemplo de esto es el Seveso desastre en 1976, en el que dioxina altamente tóxica TCDD escapó como resultado de una reacción incontrolada y envenenó de manera sostenible la flora y la fauna. Con respecto a otros accidentes químicos importantes, el Directiva Europea Seveso III luego entró en vigor en 2012 para controlar los riesgos de accidentes mayores para prevenir accidentes mayores.

Reconocer, dominar y evitar errores.

Los sistemas de ingeniería de procesos que se operan continuamente contienen innumerables componentes que pueden desgastarse o fallar durante su ciclo de vida. Sin embargo, si el circuito de medición, control o regulación se ve afectado, las fallas pueden causar daño inmenso. En ningún caso se debe exponer a los seres humanos ni al medio ambiente a ningún tipo de peligro. Por ello, se debe garantizar la seguridad funcional de los componentes y analizar en detalle su potencial de riesgo y peligrosidad.

La vida útil de los componentes mecánicos se puede evaluar observando el desgaste mecánico. Sin embargo, el comportamiento de envejecimiento de los componentes electrónicos es difícil de evaluar. Una unidad de medida que hace cuantificable la reducción del riesgo y por tanto la seguridad funcional es la denominada «Nivel de Integridad Seguro» (SIL).

Se sigue el siguiente procedimiento:

Análisis de riesgo
Realización de la reducción del riesgo
Evidencia de que el dio cuenta la reducción del riesgo corresponde al menos a la requerido la reducción de riesgos

Risk assessment: Un proceso se considera seguro si el riesgo actual se ha reducido por debajo del nivel del riesgo tolerable. Si la seguridad está garantizada por medidas técnicas, se habla de seguridad funcional.

Importancia para los sistemas de análisis de procesos

Los errores pueden ocurrir en cualquier lugar y nunca se pueden excluir por completo. Por lo tanto, para minimizar posibles errores, es necesario estimar el riesgo de ocurrencia y el daño que se espera de él como parte de un análisis de riesgo. Debe hacerse aquí una distinción entre sistemático y aleatorio errores

Errores sistemáticos son potencialmente evitables y son causados, por ejemplo, por errores de software o deficiencias de configuración. En consecuencia, ya existen durante o antes de la puesta en servicio.

A diferencia de, errores aleatorios son potencialmente difíciles de evitar porque ocurren arbitrariamente. Sin embargo, la tasa de error o la probabilidad de falla se puede determinar estadística y experimentalmente.

Los errores aleatorios generalmente resultan del hardware y ocurren durante la operación. En última instancia, se deben evitar los errores sistemáticos y se deben dominar los errores aleatorios para garantizar una funcionalidad sin problemas.

Configuración general del analizador de procesos

Los sistemas de análisis de procesos son el vínculo entre el análisis manual de laboratorio y el proceso industrial. En aplicaciones donde se requiere un monitoreo continuo y completamente automático de parámetros críticos, los analizadores de procesos son indispensable. Debido a las diferentes condiciones de análisis en el laboratorio y directamente en el proceso, existen algunos desafíos al transferir la tecnología de medición del laboratorio al proceso. Los factores decisivos son las condiciones ambientales y de trabajo (p. ej., altas temperaturas, atmósferas corrosivas, humedad, polvo o entornos potencialmente explosivos) que deben cumplir los analizadores de procesos en cuanto a su diseño, materiales de construcción y fiabilidad de los componentes. el analizador automática y continuamente transmite datos del sistema y de diagnóstico para evitar que los componentes de hardware o software fallen a través de medidas preventivas. Esta significativamente reduce la posibilidad de que se produzcan errores aleatorios.

Los analizadores de procesos se han desarrollado especialmente para su uso en entornos industriales duros y agresivos. los IP66 La carcasa protegida se divide en dos partes y consta de partes húmedas y electrónicas separadas. La parte electrónica contiene todos los componentes relevantes para controlar y operar el analizador de procesos. Los componentes modulares como buretas, válvulas, bombas, sistemas de muestreo, recipientes de titulación y electrodos se pueden encontrar en la parte húmeda del analizador. De este modo, se pueden tomar muestras representativas del punto de medición del proceso a varios metros de distancia. El procedimiento de análisis, los métodos que se utilizarán y los cálculos del método se pueden programar libremente.

Una pantalla táctil con menú de navegación intuitivo permite operación fácil, para que los procesos de producción puedan optimizarse en cualquier momento. El curso de la medición se representa gráficamente y se documenta durante toda la determinación, de modo que el proceso de análisis es completamente controlado. Los resultados de la medición se pueden generar 24/7 y permiten cerrar y Supervisión totalmente automática del proceso.. Los límites, alarmas o resultados se transfieren de forma fiable al sistema de control de procesos.

Al operar el analizador, existe el riesgo de que los errores de software provoquen fallas. Para reconocer esto con previsión, el sistema entrega procedimientos de autodiagnóstico tan pronto como se enciende y también durante el funcionamiento. Esto incluye, por ejemplo, la comprobación de bombas y buretas, la comprobación de fugas o la comprobación de la comunicación entre el controlador de E/S, la interfaz humana y el módulo de análisis respectivo.

El componente central de un analizador de procesos es la técnica de medición en uso. En el caso de los sensores o electrodos, son varios los requisitos que deben cumplir, como la resistencia química, la facilidad de mantenimiento, la robustez o la precisión. El riesgo relacionado con la seguridad surge de la posibilidad de que los sensores de medición fallen debido al envejecimiento, o si se dañan y posteriormente entregan resultados de medición incorrectos.

La falla del electrodo, la contaminación o el daño deben informarse de inmediato. Con los sistemas de análisis en línea, el análisis se realiza en una celda de medición externa. Además, las rutinas recurrentes de calibración y acondicionamiento están predefinidas y se realizan automáticamente. El estado del electrodo es monitoreado continuamente por el sistema.

Entre mediciones, el electrodo se sumerge en una solución de almacenamiento compatible con la membrana que evita que se seque y al mismo tiempo regenera la capa de expansión. Por lo tanto, el electrodo está siempre listo para usar y no es necesario retirarlo del proceso para su mantenimiento. Esto permite un control de procesos fiable incluso en condiciones industriales adversas.

Los analizadores de procesos deben poder manejar muestras para análisis en un amplio rango de concentración (desde % hasta niveles de trazas) sin causar problemas de transferencia o sensibilidad cruzada. En muchos casos, diferentes muestras de varios puntos de medición se determinan en paralelo en un sistema utilizando diferentes técnicas de análisis. La preparación de la muestra (p. ej., filtración, dilución o digestión química húmeda) debe ser tan fiable y sencilla como la transferencia totalmente automática de resultados al sistema de control de procesos para que sea posible una respuesta rápida.

Los resultados de medición incorrectos pueden causar peligros potenciales para todo el sistema. Para minimizar el riesgo, se utiliza un detector para notificar al sistema la presencia de muestra en el recipiente. La prueba del potencial inicial del análisis o las curvas de titulación/desarrollo del color en las mediciones fotométricas son datos de diagnóstico que se registran e interpretan continuamente. Los resultados se pueden verificar mediante análisis de referencia o se puede aclarar su plausibilidad utilizando soluciones estándar y de control.

Detectar errores antes de que surjan

Los procedimientos de evaluación de riesgos que se llevan a cabo en el contexto de una clasificación SIL para plantas de ingeniería de procesos se basan en última instancia en cálculos matemáticos. Sin embargo, en la operación 24/7 de una planta, los errores aleatorios nunca pueden excluirse por completo. El riesgo residual siempre permanece. Por lo tanto, la importancia de las actividades de mantenimiento preventivo está creciendo enormemente para evitar fallas de hardware y software durante la operación.

Un control regular del analizador de procesos y sus datos de diagnóstico es el requisito básico para una operación permanente y sin problemas. Con conceptos de mantenimiento y servicio personalizados, el analizador cuenta con el respaldo de ingenieros de servicio certificados durante todo el ciclo de vida. Planes regulares de mantenimiento, Soporte de aplicaciones, calibración, o certificados de desempeño, refacción, y repuestos originales así como también puesta en marcha adecuada son solo algunos ejemplos.

Ventajas

del mantenimiento preventivo de Metrohm Process Analytics:

Preservación de su inversión
Riesgo minimizado de falla
Resultados de medición fiables
Costos calculables
Repuestos originales
Reparación rápida
Soporte remoto

Además, la comunicación transparente entre el sistema de control de procesos y el analizador también es relevante en el contexto de la digitalización. La recopilación de datos de rendimiento del analizador para evaluar el estado del sistema de control es solo un componente. El monitoreo continuo de los componentes relevantes del sistema permite sacar conclusiones sobre cualquier trabajo de mantenimiento necesario, que idealmente debería llevarse a cabo a intervalos regulares. Surge la pregunta de cómo se interpretan los datos recopilados y con qué rapidez es necesario intervenir. Los paquetes de atención de software ayudan a probar el software de acuerdo con las especificaciones del fabricante, para realizar copias de seguridad de datos y mantenimiento de software.

En situaciones de emergencia real en las que se requiere un análisis rápido de errores, los fabricantes pueden ayudar fácilmente al operador de forma remota utilizando soluciones de mantenimiento remoto. Se aumenta la disponibilidad del sistema, se evitan costosos fallos y tiempos de inactividad y se garantiza el rendimiento óptimo del analizador.