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Sistemas De Control Avanzado Instalados En la Refinería Francisco I.

Madero

Expositor:

Ing. José Ángel Cell NolascoSeptiembre 2008

Superintendencia de Conservación y Mantenimiento

Administración del Mantenimiento de Instrumentos

SISTEMAS DE CONTROL AVANZADO EN

LA REFINERÍA FRANCISCO I. MADERO



I. REFINERÍA FRANCISCO I. MADERO. BREVE DESCRIPCION GENERAL

II. DESCRIPCION GENERAL DEL CONTROL AVANZADO INSTALADO EN LAS PLANTAS DE PROCESO DE LA REFINERÍA FRANCISCO I. MADERO.

III. DESCRIPCION GENERAL DEL APC EMPLEADO EN PLANTA FCC-II

IV. SISTEMA DE ADQUISICION DE DATOS INSTALADOS EN LA PLANTA COMBINADA MAYA Y PLANTA COQUIZADORA .

V. ESTADO OPERATIVO DE LOS SISTEMAS DE CONTROL AVANZADO INSTALADOS EN LA REFINERÍA FRANCISCO I. MADERO.

VI. PROBLEMATICAS ENCONTRADAS EN LOS SISTEMAS DE APC EN LA REFINERÍA FRANCISCO I. MADERO.

VII. VENTAJAS DE LOS SISTEMAS DE ADQUISICION DE DATOS Y SISTEMAS DE CONTROL AVANZADOS

VIII.CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.

CONTENIDO

• La Refinería “Francisco I. Madero” está localizada en el Municipio de Ciudad Madero, en el Estado de Tamaulipas, sobre la costa del Golfo de México. Se encuentra ubicada también en una excelente localización geográfica y en un lugar estratégico por que se encuentra en el lado izquierdo de la cuenca del Río Pánuco, cerca de la desembocadura al Golfo de México. El área de influencia de la Refinería es particularmente importante, ya que suministra a la región noreste del país y lugares cercanos.

• El petróleo crudo procesado en la Refinería Madero se agrupa de acuerdo a su origen bajo las siguientes cinco categorías:

• Arenque : Este petróleo crudo es producido en el yacimiento petrolero marino “Arenque” y es transportado a través de oleoductos en una producción de 10,000 BPD.

• TAMAULIPAS : Éste es producido en el Municipio de Altamira en el Estado de Tamaulipas y es transportado a través de oleoductos. El promedio de flujo de entrada de este crudo es de 15,000 BPD.

•PÁNUCO : Éste es producido en la región de Ébano, S. Pánuco : Éste es producido

en la región de Ébano, S. L. R, y es transportado a través de oleoductos en una proporción de 6,000 BPD.

• MAYA : Éste es producido en la sonda de Campeche y es transportado mediante buques petroleros en proporción variable y por un corto tiempo por oleoductos.

•MEZCLA DE CRUDO : Éste consiste en una mezcla de crudo desde Campeche y el distritosur. Es transportado a través de oleoducto desde Nuevo Teapa y Tabasco, vía Poza Rica, Veracruz, en una proporción de 370,000 BPD. Parte de este crudo es enviado como carga a la Refinería de Cadereyta

I. DESCPRIPCIÓN GENERAL DE LA REFINERÍA FCO I MADERO





• Para poder satisfacer apropiadamente la demanda asignada a esta Refinería y las especificaciones de alta calidad establecidas por Pemex Refinación, la Refinería Fco. I. Madero llevó una etapa de reconfiguración en su esquema de procesamiento.

• Este Proyecto de Modernización, Reconfiguración y Renovación de las Plantas consistió en eliminar los cuellos de botella (debottlenecking) de las plantas dentro del límite de batería y la construcción de nuevas plantas.

• El ser más productivos, logrando el Máximo beneficio al menor esfuerzo y costo es la meta de cualquier organización. Debido a esto han surgido propuestas, metodologías y tendencias dirigidas a fomentar el logro de este objetivo dentro de Pemex Refinación. La confiabilidad operacional es la que ha demostrado mayores retornos y beneficios a quienes la han aplicado. Su fundamento esta en la aplicación de las técnicas y tecnologías disponibles.

• Los Sistemas de Control Avanzado son una de estas tecnologías orientadas a disminuir la variabilidad en los procesos para maximizar el beneficio económico de las plantas, con la participación activa del personal que Labora en ellas.

-+ MV A A A eT T= −( ) 1STAR®SP e MV CV

A

Estimator

[Gain Matrix]

Plant



II. DESCRIPCION GENERAL DEL CONTROL AVANZADO INSTALADO EN LAS PLANTAS DE PROCESO DE LA REFINERIA FRANCISCO I. MADERO

La Modernización, Reconfiguración y Renovación de la Refinería contempló en sus bases de diseño los Sistemas encargados de la Automatización y control de las plantas de proceso, incluyendo un “Sistema de Control Avanzado” (APC) El objetivo y el esfuerzo del APC, es proporcionar a las plantas el máximo posible beneficio económico y funcionamiento estable en los Proceso. la meta del APC es minimizar el costo de producción mientras aumenta al máximo la rentabilidad de la plantaEl software STAR® Version 3.0 Controller de ABB SYSTEMS fué seleccionado para lograr los objetivos y metas propuestos del Control Avanzado en la Refinería Francisco I. Madero.

Este paquete consta de:• Diseño básico del proyecto• Los objetivos de control y operacionales de cada esquema de control

predictivo multivariable.• Descripción funcional del software del Sistema de Control Predictivo

Multivariable y estrategias de control incluyendo:a) Potencial de Variables controladas y variables contraídas (CV)b) Potencial de variables manipuladas (MV)c) Potencial de Retroalimentacion /disturbios (DV) d) Variables calculadas, tales como variables de calidad inferencial.



EL Sistema de control avanzado toma su lugar jerárquico en el siguiente nivel dentro de la Instrumentación y Control. El control avanzado se refiere fundamentalmente a control Multivariable Predictivo (Matriz Dinámica). Esta aplicación mantiene a las variables importantes o claves de proceso en un rango seguro, mantienen a los productos dentro de especificaciones y llevan a la planta a un punto económico factible que mejora cuantitativamente su rentabilidad.

P R O C E S O

DCS : NIVEL DEL CONTROL DEL PROCESO

NIVEL: DE DIRECION DE PLANTASISTEMA DE

CONTROL AVANZADO

DCS : NIVEL DE CAMPO

FUNCIONES DE OPERACIÓN Y MONITOREO

CONTROL REGULATORIO BASICOFUNCIONES DE CONTROL INDIVIDUALINFORMACION

SISTEMA PI

PLANTTRIAGE


A

Estimator

[Gain Matrix]

Plant



ARQUITECTURA DEL SISTEMA• Tecnología “State of the Art” tipo modular, que es

fácil y seguro de manejar.

• Sin disturbios en la seguridad del sistema del DCS que es responsable del control y operación del proceso.

• Integrado en el DCS vía comunicación Standard (como OPC) acceso desde el DCS a los datos del proceso para lectura y ajuste, la conexión serádirectamente a la red del DCS sin puertos de enlace.

• El display del operador del APC trabaja con los monitores del DCS

• Para asegurar el correcto funcionamiento del sistema, procesadores separados deben ser adoptados para la aplicación del APC. Además, para prevenir cualquier disturbio en el control y la manejabilidad normal de la operación dentro del control distribuido, el APC tiene que trabajar en un procesador por separado, por ejemplo, un nodo dentro de la plataforma del DCS.

Esquema de Referencia

La Arquitectura del Sistema contiene las siguientes características:



TECNOLOGÍAS DE REFERENCIA

De acuerdo a la teoría de Control Moderno, el Control de Procesos Avanzado es una técnica de control que usa modelos de proceso para optimizar la estrategia del control. Estos modelos son definidos en el dominio del tiempo y se refieren a sistemas con múltiples entradas y múltiples salidas. (MIMO, por su siglas en ingles).Estos modelos son complementarios al algoritmo convencional de PID y son incluidos en la

tercera categoría de una previa clasificación. Las Tecnologías de Controles modernos y tradicionales están estructurados en diferentes niveles en un orden jerárquico.

ESTAS TECNOLOGÍAS PUEDEN SER CLASIFICADAS BASICAMENTEEN TRES CATEGORIAS:

CONTROL BASICO

Cambio de rampa de las VariablesCompensación devariables

Pre-fed controlAlgoritmos PID fijos

CONTROL DE PROCESO AVANZADO

Control Predictivo MultivariableControl Predictivo Multivariable AdaptativoRedes Neuronales ArtificialesAlgoritmos GenéticosAgentes Adaptativos Autónomos

CONTROL REGULATORIO AVANZADO

Control AdaptativoAuto SintoníaLógica DifusaControl RetroalimentadoModelado de Proceso Estático



Actualmente los controles multivariables predictivos (MPC) se diseñan y construyen utilizando datos de la planta (respuestas dinámicas de la planta). Requieren analizadores en la mayoría de los casos y no se utilizan cálculos inferenciales para respaldar a los analizadores que a menudo tienen problemas de disponibilidad.



VISTA GENERAL DE LA RED EN LA REFINERÍA

U-010 Planta Combinada Maya.

U-100 Planta Catalítica ll

EL APC FORMA UN NODO DENTRO DEL DCS Y DEBE INTERCANBIAR INFORMACION DESDE ESTE NODO CON EL PROPIO DCS UTILIZANDO UN PROTOCOLO ESTANDAR

EL VENDEDOR DEL SOFTWARE PROPORCIONÓ LAS ESPECIFICACIONES DE HARDWARE QUE CUBRIERON EL PROPOSITO DE LAS APLICACIONES Y PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN ESTANDAR.



FOTOS DEL BUNKER II

Acceso Principal Planta Coker Planta FCC-II



Actualmente los controles multivariables predictivos (MPC) se diseñan y construyen utilizando datos de la planta (respuestas dinámicas de la planta). Requieren analizadores en la mayoría de los casos y no se utilizan cálculos inferenciales para respaldar a los analizadores que a menudo tienen problemas de disponibilidad.

Pasos de prueba y colección de datosIdentificación de modelosConstrucción de controladoresFacilidades para la simulaciónRobustezControles de alto y bajo rangoUmbral de valores característicosLas restricciones deben ser aplicadas a variables MV, así como a las variables CVModo de cambio automático

Modo de cambio automáticoTuningControl de mando adelantado (feed forward control)Planificacion de GananciaCaracterísticas de la IndustrializaciónPantallas de operación estándar


A

Estimator

[Gain Matrix]

Plant



III.- DESCRIPCION GENERAL DEL APC IMPLEMENTADO EN LA PLANTA FCC-2.

La FCC-II es una de las unidades de proceso más compleja en las Refinerías de crudo, con equipo de

Reacción, separación, compresión y fraccionamiento.

Su impacto económico en el funcionamiento global de la refinería también es grande.

Esta Planta Produce volúmenes significativos de mezclas de gasolina y material ligero desde el más

pesado.

En particular la aplicación del control avanzado incluye los siguientes objetivos principales:Maximizar el rendimiento de la planta.

Incrementar la producción de los productos de mas valor.

Severidad de reacción de control.

Maximizar los ahorros de energía.

Mejorar la unidad de producción en respuesta a las condiciones de suministros y contratiempos de la planta.



La estrategia del control avanzado para la unidad FCC-2 esta diseñada para optimizar los equipos de proceso.

SOPLADOR C-101REGENERADOR R-101CCV/STRIPPER R-102

FRACCIONADOR PRINCIPAL T-201HN STRIPPER T-211

LCO STRIPPER T-202HCO STRIPPER T-210

COMPRESOR DE GAS HUMEDO C-201ABSORBEDOR PRIMARIO T-203

STRIPPER T-204ABSORBEDOR SECUNDARIO T-205

DEBUTANIZADORA T-206C3/C4 FRACCIONADOR T-208

DESCRIPCIÓN DEL PROCESOLA PLANTA CATALITICA II (FCC-II) CONSISTE DE LAS SIGUIENTES SECCIONES

• Reacción

• Fraccionamiento

• Recuperación de gas

• Tratamiento de DEA



ESTRUCTURA DEL CONTROLEL DISEÑO DE CONTROL DE LA FCC-2 INCLUYE LAS SIGUIENTES TIPOS DE VARIABLES.

VARIABLES CONTROLADAS. ( 29)

VARIABLES MANIPULADAS. (38)

VARIABLES RETROALIMENTADAS. (6)

DEDUCION Y CALCULOS DE PROCESO (9 CÁLCULOS DEDUCTIVOS)

ESTAS VARIABLES SON DETERMINADAS Y DEDUCIDAS POR TECNOLOGIA COMPUTACIONAL.

CANTIDAD DE SEÑALES APROXIMADAS EN EL APC 82

Los usos MVPC descritos están basados en lo siguiente:APC Specification No. 05099-100-70-651, Rev. AFC-A of 10-

October-2000;ABB Offer No. H-991026602 of 26-November-1999



FRACCIONAMIENTO

La unidad de desintegración catalítica fluidizada (FCC) convierte gasóleo pesado atmosférico, gasóleo de vacío y gasóleo hidrodesulfurizado en gases ligeros, aceite cíclico ligero, aceite cíclico pesado y aceite decantado

REACCION

El propósito de la Torre Fraccionadora principal (T-201) es separar los vapores del efluente del reactor en productos con especificaciones definidas.La Fraccionadora Principal es un condensador del efluente sobrecalentado del reactor. El enfriamiento es por contacto directo con líquidos en varias etapas. Ha sido diseñada con 4 “rebombeos” o extracciones de calor más el condensador. Las secciones de la torre fraccionadora principal desde el fondo hasta el domo son:The bottoms pumparoundAceite cíclico ligeroFraccionamiento de Aceite cíclico ligeroFraccionamiento de Naphtha pesada, aceite cíclico ligeroFraccionamiento de Naphtha ligera, Naphtha pesada



El gas seco esta comprimido y recuperado en el sistema de separador absorbente T-203, T-204, and T-205. El vapor desde el absorvedor secundario es tratado con DEA y entonces es enviado al sistema de gas combustible de la refinería.

El separador inferior es fraccionado en la torre T-206 debutanizadora donde la gasolina es recuperada como producto de fondo.

Los vapores que están encima de la torre, LPG son tratados con DEA y son enviados altratamiento cáustico antes de entrar a la torre T-208 C3/C4. En le fraccionador C3/C4 son mezclados C4(butano butileno) y recuperadas como productos de fondo y la mezcla de c3 como productos superiores.

El preparado de DEA es bombeado desde el tanque de almacenamiento via bombas de recirculacion (P-501/A) al abastecedor de gas combustible (T-207) y el contactor de LPG amina (T-301) donde recoge el hidrogeno sulfide y dióxido de carbono desde el gas seco saliendo a los absorbedores y condesados de LPG desde la parte superior del debutanizador respectivamente.

Ahora la DEA rica colecta el tambor de “DEA” ( D-502 ) y lo procesa en el regenerador de DEA (T-501) antes de ser bombeado de regreso al sistema.

RECUPERACION DE GAS

TRATAMIENTO DE DEA



ALCANCE DEL TRABAJO

La estrategia del control avanzado para la unidad FCC-2 esta diseñada para cubrir las siguientes equiposde proceso:

SOPLADOR C-101REGENERADOR R-101CCV/STRIPPER R-102FRACCIONADOR PRINCIPAL T-201HN STRIPPER T-211LCO STRIPPER T-202HCO STRIPPER T-210COMPRESOR DE GAS HUMEDO C-201ABSORBEDOR PRIMARIO T-203STRIPPER T-204ABSORBEDOR SECUNDARIO T-205DEBUTANIZADORA T-206C3/C4 FRACCIONADOR T-208

VISTA GENERAL DE LA PLANTA CATALITICA II



CARACTERÍSTICAS DEL SOFTWARE DEL APC

El software empleado en este proyecto es el STAR® Multivariable Control Package Release 3.0.El STAR MCS optimiza la operación de la unidad al utilizar valores de costo para ambas, variables manipuladas y variables de control.El sistema simultáneamente calcula todos los cambios de las variables manipuladas que maximiza beneficios mientras se mantiene todo el control y conserva las variables dentro de los limitesLas variables manipuladas (MV) del controlador STAR incluyen setpoints de regulación y lazos regulatorios avanzados.Por ejemplo, el controlador de temperatura TIC-307A regula el punto de calentamiento de naphtha ligera al 95% al manipular el setpoint del controlador de reflujo FIC-307A. El controlador STAR MULTIVARIABLE manipulara el setpoint del controlador de temperatura sujeto a reforzarlo, tales como posiciones de válvulas de control, temperaturas , etc.

El proveedor con base a las experiencias anteriores en este tipo de proceso en otras compañías, sugiere que cada controlador contenga alrededor de 20 variables manipuladas, 5 variables de retroalimentación y cerca de 60 variables de control y de reforzamiento.



ARQUITECTURA DE SISTEMA Y HARDWARE

DCSOperator Terminal with X.11 server

APC Engineering(Windows NT)

DCS Processing Unit

DCS data processing functions

Automation System

APC Computer (Windows NT)

APC graphic system APC IODatabase

AccessX.11 client DCS OPCclientDCS OPCserver

Operator Screen with

MV, CV DISPLAYS

DCS Terminal BusAPC dataAPC graphics



METODOLOGIA DE ESTUDIO BENEFICIO

La siguiente metodología de cálculo y procedimiento de prueba de proceso es la que fue empleada para determinar los beneficios del APC.

CÁLCULO BENEFICIO Los beneficios de APC son calculados de acuerdo a la siguiente ecuación:B= 365 * (P2-P1)Donde:B = Beneficios anuales de acuerdo a APC, $/AÑOP2 = Ganancias diarias de la planta de operación después de la implementación de APC, %/AÑOP1 = Ganancias diarias de la planta de operación antes de la implementación de APC, %/AÑO

CALCULOS DE BENEFICIOS DIARIOS DESPUÉS DEL APC, P2

Las ganancias diarias después APC son calculadas preparando un balance de la refinería que representa toda la entrada de proceso principal y corrientes de salida incluyendo los suministros, productos, productos intermedios al almacenaje, catalizadores, sustancias químicas, y la energía.



H o j a d e B a l e n c e d e l a R e f i n e r í a - D e s p u e s d e l A P CC R E D I T O S P r i c e U n i t s F l o w R a t e U n i t s $ / D A YL P G 3 3 . 2 1 $ / B B L 1 7 8 6 0 B B L / D a y 5 9 3 , 1 3 1$ N a p h t h a 3 8 . 3 0 $ / B B L 3 0 4 1 0 B B L / D a y 1 , 1 6 4 , 7 0 3$ K e r o s i n a 3 5 . 7 0 $ / B B L 1 1 0 2 0 B B L / D a y 3 9 3 , 4 1 4$ J e t F u e l 3 5 . 7 0 $ / B B L 1 0 3 4 0 B B L / D a y 3 6 9 , 1 3 8$ D i e s e l 3 5 . 7 0 $ / B B L 2 8 9 1 0 B B L / D a y 1 , 0 3 2 , 0 8 7$ P r o d u c t o s d e A l k y l a c i o n 3 4 . 9 4 $ / B B L 3 2 4 1 B B L / D a y 1 1 3 , 2 4 1$ G a s o l e o 3 1 . 3 0 $ / B B L 2 0 5 6 0 B B L / D a y 6 4 3 , 5 2 8$ R e fo r m i n g s 4 0 . 8 5 $ / B B L 9 0 9 0 B B L / D a y 3 7 1 , 3 2 7$ S u l fu r 4 9 . 3 5 $ / T O N 5 3 5 T O N / D a y 2 6 , 4 0 2$ C o k e 1 9 . 3 6 $ / T O N 9 4 5 T O N / D a y 1 8 , 2 9 5$ A s fa l t o 2 0 . 2 6 $ / B B L 9 6 7 3 B B L / D a y 1 9 5 , 9 7 5$ G a s C o m b u s t i b l e 3 . 3 6 $ / M M B T U 4 5 6 3 M S C F H 3 2 8 , 5 5 2$ P r o d u c t o s d e A l m a c e n a m … … … … … … … …O t r o s P r o d u c t o s … … … … … … … …

$ / D a y 5 , 2 4 9 , 7 9 2$ D E B I T O SC r u d e O i l 3 0 . 5 7 $ / B B L 1 3 7 8 0 0 B B L / D a y 4 , 2 1 2 , 5 4 6$ N a t u r a l G a s 3 . 3 6 $ / M M B T U 1 0 0 0 M S C F H 7 2 , 0 0 3$ C a t a l y s t 3 4 5 0 $ / T O N 5 T O N / D a y 1 7 , 2 5 0$ F i x e d O p e r a t i n g C o s t s … … … … … … … … 8 8 0 , 0 0 0$ O t h e r … … … … … … … … … … …

$ / D a y 5 , 1 8 1 , 7 9 9$

O p e r a t i n g P r o f i t s , $ / D a y 6 7 , 9 9 2$

Hoja de Balance de muestra

Nota: La proporciones de flujo y precios son solo como ilustración.



CALCULOS DE BENEFICIOS DIARIOS ANTES DEL APC , P1

Inmejorablemente, los caudales para el cálculo P1 son obtenidos de un proceso similar al que esta descrito en la Sección anterior para el cálculo P2. Tal prueba de proceso requiere la disponibilidad simultánea de todas las unidades de proceso antes de la puesta en práctica de APC sobre cualquier unidad de proceso.

Las ganancias diarias antes APC son calculadas preparando un balance similar a la Figura 1 ( al Número 1). Los precios empleados en el cálculo P1 y P2 deben ser idénticos

Los caudales empleados en el cálculo P1 serán reconciliados conforme a la mayoría de las coacciones restrictivas, el equilibrio(saldo) de masas, y las leyes de termodinámica. Por ejemplo, si la carga de petróleo crudo a la Unidad 10 es 137,000 barriles por día durante la prueba de funcionamiento de la U-010, entonces los datos para todas las unidades río abajo deben ser reconciliados para la coacción de la Carga de petróleo crudo de 137,000 barriles por día.

MÉTODOS ESTADÍSTICOS

Los métodos estadísticos son empleados para obtener las mejores estimaciones en los cálculos de P2 Y P1. Si la desviación estándar en la medición de flujo y es pequeño el flujo, entonces la aritmética significa que es una mejor estimación del proceso.



Sistema de Adquisición de datos

• PlantTriage es un Sistema de Supervisión de desempeño a nivel de toda la Planta que Optimiza el proceso, incluyendo Operaciones, Equipo y Sistemas de Control.

IV .- SISTEMA DE ADQUISICION DE DATOS INSTALADO EN LAS PLANTAS COMBINADA MAYA Y PLANTA COQUIZADORA DE LA REFINERIA FCO. I. MADERO.



COMPONENTES DEL SISTEMA



V.- Estado operativo de los sistemas de Control Avanzado en la Refinería

PlantasUU--010 PLANTA COMBINADA MAYA.010 PLANTA COMBINADA MAYA.UU--100 PLANTA CATALITICA II100 PLANTA CATALITICA IIUU--030 PLANTA HIDRODESULFURADORA DE 030 PLANTA HIDRODESULFURADORA DE GASOLEOSGASOLEOSUU--070 PLANTA DE HIDRIGENO U070 PLANTA DE HIDRIGENO U--801801UU--090 PLANTA REFORMADORA DE NAFTAS 090 PLANTA REFORMADORA DE NAFTAS UU--040 PLANTA DE ALQUILACION040 PLANTA DE ALQUILACIONUU--020 PLANTA COQUIZADORA 020 PLANTA COQUIZADORA UU--100 PLANTA RECUPERADORA DE AZUFRE 100 PLANTA RECUPERADORA DE AZUFRE UU--120 PLANTA CATALITICA I120 PLANTA CATALITICA I

Estado del APC

UU--010 SIN OPERAR 010 SIN OPERAR UU--100 SIN OPERAR 100 SIN OPERAR UU--030 SIN OPERAR 030 SIN OPERAR UU--070 SIN OPERAR 070 SIN OPERAR UU--090 SIN OPERAR 090 SIN OPERAR UU--040 SIN OPERAR 040 SIN OPERAR UU--020 SIN OPERAR 020 SIN OPERAR UU--100 SIN OPERAR 100 SIN OPERAR UU--120 SIN OPERAR 120 SIN OPERAR

1.- Falta de capacitación en Sistemas de Control Avanzado (APC)Personal Operativo (Operadores de plantas, Ing´s de operación)Personal Encargado de Conservar y Mantener DCS´s (Instrumentos e Informática)

2.- Requiere de un estudio del proceso previo a la puesta en operación de APC.3.- Falta de personal dedicado al análisis del proceso. (Grupo Multidisciplinario) 4.- No se da seguimiento a la operación de APC ( Responsable )5.- Se carece de un equipo experto en control para mantener esta tecnología, y no se cuenta con este equipo o grupo. Se sabe que la degradación del controlador avanzado es en un término de 5 años, sino se le da mantenimiento al modelo de la planta, analizadores y lazos regulatorios convencionales. La implantación de un sistema de control avanzado dura entre 4 a 12 meses, dependiendo de la complejidad del proceso.



VI .- PROBLEMÁTICAS ENCONTRADAS EN LOS SISTEMAS APC DE LA REFINERÍA

POR FACTOR HUMANO

1.- Falta de Compromiso.2.- Organización Y Control .3.- Capacitación especifica de control avanzado.4.- Buenas Prácticas operativas y Control de procesos5.- Falta de Análisis del Proceso6.- Control de Cambios .7.- Rotación del personal.

POR MÉTODOS

8.- Planeación y presupuesto.9.- Desconocimiento del alcance de APC

10.- Administración de la Información.11.- Tecnología del proceso.12.- Análisis de riesgos, de fallas y causa raíz.13.- Administración del cambio.14.- Indicadores de desempeño.15.- Auditorias

POR INSTALACIONES

16.- Estrategias de control deficientes17.- Mantenimiento de hardware en las plantas18.- Limitación de entrega en las pruebas de desempeño.19.- Plantas sobre Instrumentadas20.- Elementos finales de control



VI .- PROBLEMÁTICAS ENCONTRADAS EN LOS SISTEMAS APC DE LA REFINERÍA

No se ha podido realizar con éxito la implantación de sistemas de control avanzado por las siguientes causas:

1.Esquema de contratación.- Típicamente se realiza a través de una licitación con Compañías contratistas, que a su vez subcontratan al propietario de la tecnología, y dado a que es una licitación, el contratista oferta lo mínimo necesario. En caso de contratar al tecnólogo directamente, él se encargaría de evitar cualquier fracaso.2.No se contemplan en las licitaciones instrumentación que se va a requerir.3.No se tiene a un grupo de control que de seguimiento y que se capacite extensivamente.4.Se puede argumentar que es culpa de los analizadores que a veces requiere el SCA, pero ya existen técnicas inferenciales para proveer esto (Control inferencial).5.No se realiza el caso base y el caso post-mortem. Es necesario medir el desempeño del SCA.6.No se da mantenimiento al SCA, esto tendría que hacerse a través del tecnólogo.7.No se da seguimiento por un equipo de PEMEX calificado, se requiere tener a este equipo o en su defecto contratar al tecnólogo (Outsourcing).

Para que el SCA tenga éxito, el proceso debe primero mantenerse estable y sus controlesregulatorios deben estar bien sintonizados y en modo automático; ya que el SCA escribe a los puntos de ajuste de éstos.



VII .- VENTAJAS Y BENEFICIOS DE LOS SISTEMAS DE ADQUISICION DE DATOS Y LOS APC´S

Evaluación de procesosAlarmas, Acciones del Operador, Tiempo enModo Normal, Variabilidad, Producción,Costos, Energéticos

Evaluaciones de Equipo

Instrumentos .- Banda de Ruido, Factor de Servicio, Comunicaciones

Válvula.- Fricción, Carrera de la válvula

Ahorro de energíaIncremento en la producciónReducción en costos de Mantto.Reducción de perdidasReducción en costo de energíaReducción de materialesMejora en la calidad de productosCorridas operacionales largas Eficiencia en calentadores Los beneficios típicos son grandes, dependiendo de la unidad de proceso y del mantenimiento que se dé al sistema de control avanzado. Los retornos de inversión fluctúan entre 6 meses a un año. En Refinación las unidades con mayor retorno de inversión son las que tienen reactores. Las unidades catalíticas, las unidades de crudo y las de alquilación son las más atractivas desde el punto de vista de retorno de inversión. Estos beneficios se obtienen en la reducción de la variabilidad del proceso, reducción en costos energéticos, puntos de operación en límites atractivos (económico) fijados en la función objetivo.



Los Sistemas de Control Avanzado instalados en las plantas de Procesos son elementos importantes que ayudan en la Operación y control, pero el beneficio no se ha podido evaluar al no tener una estructura o grupo para mantenerlos operando. El recurso humano y la estructura organizacional, no ha lograr establecer, adquirir y mantener aplicaciones que en otras empresas petroleras han tenido éxito.

Aunque sabemos del beneficio que se obtiene con un “APC” en operación continua estos no se han reflejado en la operación ni en los costos de las plantas.

Conocemos los problemas para la operación y conservación del los APC´s los cuales no son solo de Capacitación de personal sino también de limitaciones en la entrega para las pruebas de desempeño

La Operación Optima Requiere el Manejo Simultáneo de Cambios en la Calidad de la Carga, Las Corrientes que llegan a la Unidad, Características del Catalizador, Variables de la Operación, Uso de Aditivos y Pasivadores, etc.

Aunque los Sistemas de Control Avanzado cuentan con herramientas y el software necesario para ponerlos en operación se debe tener el compromiso de la organización, control de la planeación elaborando programas de trabajo, capacitación continua, se debe explotar al máximo los Sistemas de control distribuido ( Controles PID) ya instalados en las plantas de proceso



Los Sistemas de Control Avanzado deben estar planeados para que incluyan una infraestructura no solo en Hardware y Software sino también en recurso humano con un grupo multidisiplinario que se encargue de administrar las herramientas necesarias para ponerlos en operación.Personal con capacitación continua que se dedique a el análisis del proceso y a realizar

pruebas necesarias para lograr los objetivos y metas de proporcionar a las plantas el máximo posible beneficio económico y funcionamiento estable en los Proceso, además de minimizar el costo de producción mientras aumenta al máximo la rentabilidad de la plantaIncrementar la disponibilidad del sistema de control avanzado a través de un equipo de trabajo que incluya personal experto en control, instrumentación y proceso. Obtener una transferencia adecuada directamente por el tecnólogo, involucrar a los operadores en la implementación del control avanzado, asegurar que los objetivos de control son consistentes con los objetivos económicos y la planeación de la gerencia. Esto ayudará en involucrar a personal de mayor jerarquía. En general, los Sistemas de Control Avanzado deben ser una mejora sustancial de todo el proceso productivo de la refinería y una confiabilidad integral que redituara en una rentabilidadde la misma; pero lo más importante es que se lograra una mejor calidad de vida del personal al incrementar la confiabilidad de los procesos.

CURRICULUM VITAE Nombre: José Angel Cell Nolasco Fecha de nacimiento: 2 de Agosto de 1965 Lugar de nacimiento: Minatitlán, Veracruz Nacionalidad: Mexicano Domicilio: Av. Álvaro Obregón No. 3023, Col. Del Bosque,

C.D. Madero Teléfono: 229100 Ext. 30408 Estado Civil: Casado

Ingeniero Electrónico en Instrumentación. Egresado del Instituto Tecnológico de Minatitlán. 20 años trabajando en PEMEX. 6 años en el complejo Petroquímico Morelos, durante los arranques y

estabilización de las Plantas. 3 años en el Unidad Petroquímica Salamanca. 2 años en la Refinería de Salamanca. 9 años en la Refinería de Madero. Siempre trabajando en el Área de Mantenimiento de Instrumentos. En el 2005 curso, El Diplomado “Control e Instrumentación de Vanguardia”, en

la UNAM. Durante la reconfiguración de la Refinería de Madero: como Encargado de la

Recepción de las Plantas CH y FCC-2 por el Área de Instrumentos. Ocupando temporalmente la Coordinación del Departamento de Instrumentos de la

Refinería Madero.

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