Otro objetivo fundamental para algunos usuarios está relacionado con el tiempo de parada de la planta, que en algunos procesos es un factor bastante crítico. Para cumplir con este objetivo, algunos proveedores de sistemas cuentan con personal altamente entrenado en procesos de migración, de manera de poder garantizar el menor impacto posible en la producción. Mediante solicitud del cliente, las etapas de migración de las HMI y las tarjetas de I/O son efectuadas "en caliente" (no requieren una parada de la planta), y solamente durante la etapa de cambio de los módulos de las CPU, es necesaria una pequeña parada (de 4 a 8 horas) y únicamente en la estación de control en cuestión.

Figura 1. Curva de "Bañera" y Ciclo de Vida.

¿Cómo y por qué los sistemas de control envejecen?

A pesar de que las tasas de deterioro de los componentes y partes de los sistemas varían con las condiciones ambientales, la curva de deterioro puede ser pronosticada generalmente de acuerdo con lo mostrado en la Fig. 1. Esta muestra la denominada Curva de "Bañera". Si evaluamos la línea del tiempo (Ciclo de Vida) del sistema, notaremos un aumento del número de fallas aleatorias, al mismo tiempo que el número de fallas iniciales (mortalidad infantil) disminuye.

El aumento acelerado del número de fallas aleatorias es lo que indica el fin del ciclo de vida útil del sistema. Entre tanto, en el propósito de prolongar por un tiempo más el ciclo de vida, varios proveedores de sistemas disponen de servicios (aquí denominado Renewal), el cual en varios casos puede ser una solución bastante económica para "rejuvenecer" el sistema y postergar la migración.

Figura 2. Elementos y factores ambientales que causan deterioro en los
sistemas de control. Fuente: Yokogawa Japón.

Factores ambientales

La tasa de fallas puede ser calculada a partir de la integración de las tasas de fallas individuales de cada componente del sistema. Sin embargo, se ha determinado que las condiciones ambientales tienen un efecto bastante grande en la tasa de falla de las partes, afectando directamente la tasa total de fallas del sistema.

La figura 2 muestra los principales elementos, considerando las condiciones ambientales, que causan un efecto negativo en el sistema: polvo, gases corrosivos, humedad, temperatura, ruido, vibración, conexión a tierra y estabilidad de la fuente de alimentación.

Específicamente el ruido y la conexión a tierra están relacionados entre sí y, en muchas oportunidades, es bastante difícil determinar su origen.

Figura 3. Estadística de las fallas en los sistemas de control.
Fuente: Yokogawa Japón.

Estadísticas de las fallas

Evaluando la figura 3, se puede ver que la principal causa de falla del sistema se debe a la vida útil de las partes que lo componen (42%). Los componentes electrónicos, tales como CRTs, ventiladores, baterías, filtros y condensadores electrolíticos de las fuentes de alimentación, tienen una vida útil estimada, y siendo así este valor se puede reducir bastante mediante un Plan de Mantenimiento que suministre datos para obtener el mejor desempeño del sistema, evitando las paradas de emergencia (paradas no planificadas).

La falla propiamente dicha es un factor ines-perado y el número presentado (23%) no se puede reducir. En relación a los factores externos que causan la falla del sistema (25%), puede ser dividido en factores desconocidos y factores ambientales. El número concerniente a los factores desconocidos (17%) no puede ser alterado, mientras sí puede reducirse el número relacionado con los factores ambientales (8%).

Características de las fallas en función de los factores ambientales

Temperatura:

• Generalmente, la tasa de fallas se incrementa cuando ocurre una variación de 10 grados en la temperatura de la sala.

• Si la temperatura es mayor que la recomendada por el fabricante del sistema, esto afectará directamente la vida útil de los CIs (Circuitos Integrados). Si la temperatura fuese baja, esto sería bueno para los CIs, pero la vida útil de las partes mecánicas será afectada debido a una menor lubricación.

• La fluctuación de la temperatura es un factor que afecta el aumento de error en los circuitos análogos.

Humedad:

• La humedad alta puede crear condensación, pero un bajo índice de humedad (30% o menos), produce electricidad estática y puede dañar a los CIs.

Gases corrosivos:

• Los gases que se encuentran con más frecuencia en las plantas químicas y petroquímicas son SO2, H2S, NO2, CL2, NH3 y O3. Estos gases pueden corroer fácilmente las partes de cobre y plata de los componentes del sistema.

• La corrosión produce materiales conductivos y propician corto circuitos indeseables entre los componentes.