EL PROBLEMA DE LAS ALARMAS EN LA INDUSTRIA

EL PROBLEMA DE LAS ALARMAS EN LA INDUSTRIA

Un operador de panel (o panelista) en su puesto de trabajo utilizando un DCS para monitorizar un proceso industrial

Las alarmas han sido tradicionalmente el método utilizado para alertar a los operadores de un sistema (entendiendo como sistema cualquier tipo de maquinaria o proceso) de algún tipo de anomalía que requería de su actuación para hacer retornar al sistema a sus condiciones normales de operación.

Pero a medida que se va incrementando la complejidad de los sistemas aumenta también el número de alarmas y, tras analizar distintos accidentes, la Industria se da cuenta de que las alarmas han dejado de ser una herramienta útil y se han convertido en un problema. El exceso de alarmas hace difícil saber qué está ocurriendo en la planta y afecta también a las condiciones de trabajo de los operadores de estos sistemas.

Si el tema te interesa, aquí los tienes todos los artículos sobre el tema que he publicado hasta ahora:

  1. «El problema de las alarmas en la Industria»
  2. «¿Por qué es necesario mejorar el funcionamiento de los sistemas de alarmas?»
  3. «Primeros pasos en la Gestión de Alarmas. Midiendo el desempeño del Sistema de Alarmas»
  4. «Mejorando los KPIs de alarmas de forma rápida y sencilla»
  5. «Errores que hacen fracasar los proyectos de mejora del sistema de alarmas»

Dada la influencia de las alarmas en aspectos tales como la seguridad de las instalaciones, la eficiencia de las operaciones o las condiciones de trabajo de los operadores, de un tiempo a esta parte, las alarmas en los ICS se han convertido en un “tema de actualidad”. Por ejemplo, la búsqueda «gestión de alarmas en la industria de procesos» ofrece en Google 4.180.000 resultados en español, mientras que «alarm management in process industry» arroja 89.800.000 registros (datos del 11/06/2018), abarcando libros y artículos técnicos, contenido publicitario, estudios académicos, etc

En 2015 tuve el placer de que la revista Industria Química publicara en su nº26 (Julio / Agosto 2015) mi artículo Gestión de alarmas en los ICS. Creo modestamente que es una buena lectura sobre el tema, aunque se trata de una mera introducción, es por eso que ahora me he decidido a desarrollarlo algo más.

EL PROBLEMA DE LAS ALARMAS

Si preguntamos por el problema de las alarmas, es seguro que todos los entrevistados se quejarán de su elevado número. Esto resulta particularmente frecuente en el caso de migraciones/actualizaciones de Sistemas Industriales de Control.

Pero, ¿de dónde salen tantas alarmas? Podemos identificar dos origenes para este exceso de alarmas:

La evolución tecnológica

En la época en la que los controladores y las alarmas eran cableadas, configurar y/o modificar una alarma en el panel de operación era un trabajo complejo y caro: se necesitaba de hardware adicional o bien, cuando se adquiría el instrumento era necesario especificar que debía disponer de un contacto auxiliar para la alarma (por lo tanto, era más caro), se requerían nuevos cableados, espacio físico para instalar un panel de alarmas, mano de obra y tiempo para acometer estos trabajos (instalación y ajuste), etc. Por lo que cualquier modificación referente a las alarmas se estudiaba concienzudamente para determinar si realmente era necesaria. El grado de instrumentación era también menor, y con un vistazo a los paneles de alarmas que siempre estaban visibles (y que por lo que comentado anteriormente, únicamente mostraban alarmas importantes y significativas) el operador podía hacer una rápida evaluación de la situación de la planta e identificar el problema y su causa, simplemente reconociendo patrones de luces encendidas y apagadas en el panel.


Imagen 1. Panel de control 100% analógico. En la parte superior pueden apreciarse los Paneles de Alarmas, a los que se les reserva una posición destacada.

Con los primeros DCS y su implantación en la industria -segunda mitad de la década de los 70s, principios de los 80s-, la situación cambia: a partir de cualquier variable de proceso configurada en el sistema es posible disponer de múltiples alarmas (High, High-High, Low, Low-Low, etc). En general se activan todas y su ajuste es sencillísimo, ya que puede hacerse directamente desde la consola de operación sin necesitar ninguna herramienta o privilegios especiales, ni tampoco conocimientos de programación.


Imagen 2. Consolas de operación de uno de los primeros DCS

Por ejemplo, en un determinado DCS comercial ampliamente extendido en distintos sectores y áreas geográficas, el bloque funcional más simple para representar una variable analógica del proceso dispone por defecto de hasta 10 alarmas diferentes, y con la configuración estándar la mayoría de ellas son ajustables a voluntad por el panelista (no son necesarios privilegios de usuario de ingeniería). En bloques con funciones de control, ¡las alarmas asociadas pueden llegar a 15! El resultado es que las instalaciones que sustituían sus antiguos sistemas de control por ICS digitales experimentaron un aumento exponencial en el número total de alarmas.

Todas estas nuevas alarmas ya no se trasladan a los paneles de alarmas, si no que se muestran sobre los gráficos de operación y en una pantalla específica, donde se representa un listado de alarmas activas en cada momento, ordenadas de forma temporal (las más recientes en la parte alta de la pantalla, las más antiguas abajo) con un funcionamiento en principio de cola FIFO (First In, First Out) con lo que a medida que van produciéndose nuevas alarmas las más antiguas “desaparecen” del listado (no son visibles, pero las alarmas puede que sigan activas) aunque incluyen algunas opciones de filtrado.


Imagen 3. Gráfico de operación sobre el que se muestran algunas alarmas

Imagen 4. Aspecto típico de una pantalla de Listado de Alarmas

Aumento de la complejidad de los procesos industriales

Otra influencia sobre las alarmas es consecuencia de condicionantes económicos (plantillas más reducidas, mejorar eficiencia, etc.) y legales (requisitos de seguridad, restricciones medioambientales, especificaciones más exigentes,etc.) la complejidad de los procesos industriales aumenta, lo que obliga a una mayor automatización y a instalaciones con mucha más instrumentación. Si el lector trabaja en una instalación en la que conviven unidades de producción de diferentes edades, podrá comprobar fácilmente como las más actuales tienen mucha más instrumentación que las veteranas.

La tendencia es que la instrumentación en las plantas siga aumentando, no sólo a causa de los nuevos proyectos sino también porque el abaratamiento de la instrumentación en sí y su coste de instalación (por ejemplo, la conectividad Wireless) junto con el boom de las tecnologías de la Industria 4.0 motivará el retrofitting de las plantas más antiguas para hacerlas “más inteligentes” (instrumentación relacionada con la fiabilidad de los equipos, con la eficiencia energética, con la seguridad de las operaciones, etc), con lo que el problema de las alarmas se agravará si se siguen las prácticas habituales hasta ahora.

Si a todas estas alarmas de proceso adicionales se añaden las de diagnóstico del propio sistema y la instrumentación asociada, y aquellas que el usuario puede definir por programa (por ejemplo, como resultado de algún cálculo implementado en el ICS, para indicar una discrepancia entre las indicaciones del ICS y del ESD, etc.) es fácil comprender el porqué de la siguiente gráfica que muestra el crecimiento exponencial de las alarmas durante las últimas décadas.

Imagen 5. Evolución temporal del número de alarmas configuradas por operador

En la actualidad, el operador de panel depende mucho más del ICS que sus precedentes. Menos personal debe responsabilizarse de más equipos y de procesos más complejos, y su única “ventana al proceso” es la información que les proporciona el ICS y su HMI (gráficos de operación y Sistema de Alarmas).

El resultado de todo esto son operadores abrumados frente a paneles de operación muy “ruidosos”, incluso en condiciones de operación normales. Cuando se produce cualquier anomalía en el proceso, se producen auténticas “avalanchas de alarmas”: las alarmas aparecen en tal cantidad y a tanta velocidad que la pantalla de listado de alarmas se vuelve inútil y es casi imposible saber qué está ocurriendo.

Las alarmas por lo tanto han dejado de ser una ayuda y se han convertido en un engorro para los operadores. Se da la paradoja de que el mayor nivel de instrumentación que debería proporcionar una mejor visión de lo que ocurre en el proceso, hace más difícil saber qué está pasando.

En próximos artículos veremos cómo influyen las alarmas en la operación segura y eficiente de las plantas industriales y en las condiciones de trabajo de los operadores. También se comentarán las normativas, recopilaciones de buenas prácticas y estándares existentes en relación con los Sistemas de Alarmas, los errores más habituales en los proyectos de mejora de los Sistemas de Alarmas y recomendaciones para aumentar las probabilidades de éxito de estos proyectos.

Como siempre invito a los posibles lectores a participar con sus comentarios, lo que sin duda ayudará a enriquecer esta serie de artículos.

CONCLUSIONES

  • La aparición de los ICS digitales que ofrecen la posibilidad de configurar diferentes alarmas para una misma variable (LO, LO-LO, HI, HI-HI, VEL, DEV, etc) sin necesidad de instrumentación adicional ni conocimientos de programación ha provocado un aumento en el número de alarmas configuradas en cada panel de operación.
  • El mayor grado de instrumentación de las plantas actuales, junto a las malas prácticas de alarmado o al desconocimiento de las opciones de configuración de las alarmas en los ICS han agravado el problema.
  • Al trabajar principalmente con HMIs basadas en PC se ha perdido el omnipresente Panel de Alarmas que en las Salas de Control antiguas ofrecía una visión rápida de todas las alarmas activas en cada momento. Ahora, todas las alarmas se indican sobre los propios gráficos de operación y en una pantalla que muestra un listado de alarmas activas; a menudo el listado de alarmas es insuficiente para saber qué está ocurriendo y los operadores deben “saltar” entre distintos gráficos de operación para evaluar la situación.
  • Si no se pone remedio, la tendencia es que el problema se agrave: las instalaciones industriales son más complejas y están más instrumentadas, el personal que las opera es más reducido y es muy dependiente del ICS. Las plantas más antiguas también aumentarán su grado de instrumentación para poder seguir siendo competitivas, por lo que en ellas también aumentará el número de alarmas.
Víctor D. Parra

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