Modelos ISA S 88 Norma ISA S 88

  • Slides: 31
Download presentation
Modelos ISA S 88

Modelos ISA S 88

Norma ISA S 88 Estándar internacional relacionado con las industrias de proceso tipo batch.

Norma ISA S 88 Estándar internacional relacionado con las industrias de proceso tipo batch. (1988) Intenta resolver cuatro problemas fundamentales de los procesos batch: � Inexistencia formal del control batch. � Inexistencia de terminología común para expresarse en temas relacionados con procesos batch. � Alta complejidad en la construcción de sistemas de control batch. � Alta complejidad en la integración de productos para batch de diferentes fabricantes

Términos y Conceptos

Términos y Conceptos

Definiciones Previas �Sectores económicos: �Primario �Secundario (Industria) �Terciario �Industria: �Industrias de Proceso: Farmacéuticas, químicas,

Definiciones Previas �Sectores económicos: �Primario �Secundario (Industria) �Terciario �Industria: �Industrias de Proceso: Farmacéuticas, químicas, petróleras, metales básicos, comida, bebidas y generación de energía eléctrica. �Industrias de Manufactura Discreta: automóviles, aviones, electrodomésticos, computadores, maquinaria y los componentes a partir de los cuales se ensamblan los anteriores

Definiciones Previas �Proceso: Secuencia de actividades químicas, físicas o biológicas para la conversión, transporte

Definiciones Previas �Proceso: Secuencia de actividades químicas, físicas o biológicas para la conversión, transporte o almacenamiento de material o energía. �Clasificación de Procesos: �Continuos. �Batch.

Proceso Continuos �Características: �El producto final aparece como un flujo continuo. �El equipo de

Proceso Continuos �Características: �El producto final aparece como un flujo continuo. �El equipo de producción existente se emplea de manera exclusiva para un único producto cuya fabricación es in-interrumpida. �En estado estacionario, el proceso deja de depender del tiempo de operación de la planta o el sistema. �Los estados de arranque, transiciones y paradas de emergencias no contribuyen al alcance del producto final. �El material que se procesa generalmente esta en forma de: líquido, gas, polvo o algún estado físico similar.

Procesos Batch El producto final aparece como una cantidad finita de material. Esta cantidad

Procesos Batch El producto final aparece como una cantidad finita de material. Esta cantidad finita es lo que denominamos Lote o Batch. Se considera discontinuo puesto que existen interrupciones en el proceso entre uno y otro batch Algunas razones para la existencia de procesos Batch �Tan solo se puede procesar una cantidad finita de material con el equipo existente �Existe la necesidad de incluir diferencias en los productos finales entre uno y otro batch.

Modelos de la ISA S 88 Modelo de Proceso Modelo de Equipos Modelo de

Modelos de la ISA S 88 Modelo de Proceso Modelo de Equipos Modelo de control de procedimientos Modelo de récipes

MODELO DE PROCESO Proceso. Someter cantidades finitas de material de entrada a un orden

MODELO DE PROCESO Proceso. Someter cantidades finitas de material de entrada a un orden definido de acciones de procesamiento empleando una o mas piezas de equipo Etapa de Proceso. Subdivisiones del Proceso que pueden seriales, paralelas o mixtas. Cada etapa provoca una secuencia planeada de cambios físicos o químicos sobre los materiales procesados Operación de Proceso. Subdivisiones de la Etapa que representan las actividades ppales de procesamiento. Cada operación provoca un cambio físico o químico en el material procesado Acción de Proceso. Subdivisiones de la operación que representan las actividades Proceso Consiste de un conjunto ordenado de Etapa de Proceso Consiste de un conjunto ordenado de Operación del Proceso Consiste de un conjunto ordenado de Acción del proceso

Adición de Vitamina C a Jugo de Manzana- Modelo de Proceso Etapa de proceso

Adición de Vitamina C a Jugo de Manzana- Modelo de Proceso Etapa de proceso Operación del proceso Acción del proceso (actividad secundaria) Fabricació n de jugo de manzana con vitamina C Endulzar Jugo Cargar el tanque de mezcla Dosificar 476 Kg de Jugo de manzana primario Mezclar Agitar el contenido del tanque Dosificar 476 Kg de solución dulce Enfriar a 15ºC Transferir jugo dulce a tanque de combinación Combinar Jugo dulce con Vitamina C Adicionar Vitamina C Dosificar 48 Kg de Vitamina C Mezclar Agitar el contenido del tanque Enfriar a 10ºC Transferir a embotelladora Empacar Jugo Embotellar Ubicar botella de vidrio Llenar botella con jugo

Adición de Vitamina C a Jugo de Manzana- Operaciones

Adición de Vitamina C a Jugo de Manzana- Operaciones

MODELO FÍSICO Empresa Debe Contener Puede Contener Unidad Sitio Puede Contener Area Puede Contener

MODELO FÍSICO Empresa Debe Contener Puede Contener Unidad Sitio Puede Contener Area Puede Contener Célula Puede Contener Módulo de Equipo Debe Contener Módulo de Control

Célula de proceso - Tren TREN 1 Unidad 2 Unidad 3 TREN 2 Unidad

Célula de proceso - Tren TREN 1 Unidad 2 Unidad 3 TREN 2 Unidad 4 Unidad 5 Unidad 6 TREN 3 Unidad 7 Unidad 8 Unidad 9

Célula de proceso - Tren 1 Unidad 2 Unidad 3 TREN 2 Unidad 4

Célula de proceso - Tren 1 Unidad 2 Unidad 3 TREN 2 Unidad 4 Unidad 5 Unidad 6 TREN 3 Unidad 7 Unidad 8 Unidad 9 TREN 1 Unidad

Célula de proceso - Tren TREN 1 Unidad 2 Unidad 3 TREN 2 Unidad

Célula de proceso - Tren TREN 1 Unidad 2 Unidad 3 TREN 2 Unidad 4 Unidad 5 Unidad 6 TREN 3 Unidad 7 Unidad 8 Unidad 9 LOS TRENES SOLO PUEDEN PERTENECER A UNA CÉLULA

Clasificación de las Células de proceso �Células Uni-producto: Fabrican el mismo producto en cada

Clasificación de las Células de proceso �Células Uni-producto: Fabrican el mismo producto en cada batch. Fabrican diferentes productos empleando diferentes métodos de producción o control. �Células Multi-producto: �Todos los productos son fabricados con el mismo procedimiento empleando diferentes valores en las fórmulas. �Los productos son elaborados empleando diferentes procedimientos

Clasificación de las Células de proceso �Células de Ruta única: �Se conforma de una

Clasificación de las Células de proceso �Células de Ruta única: �Se conforma de una o mas unidades. �Emplea múltiples Materiales de Entrada �Secuencia Lineal �Células de Múltiple Ruta: �Varias Estructuras de ruta única �Unidades comparten fuentes de mat. Prima �Unidades comparten destinos de mat. Final �Células tipo Red �Sus rutas pueden ser fijas o variables. �Los batch no inician necesariamente en la unidad 1 �Las unidades pueden ser móviles.

Unidad �Colección de módulos de control y/o módulos de equipo que llevan a cabo

Unidad �Colección de módulos de control y/o módulos de equipo que llevan a cabo una o más actividades principales. Material Addition En él se puede ejecutar una actividad secundaria Modulo de Equipo Modulo de Control TIC Temperature Control F 1 Mix M PIC Pressur e Control Pump Out and Recycle

Ejemplo. Modelo Físico/Unidades

Ejemplo. Modelo Físico/Unidades

Ejemplo Modelo Físico/Módulos equipo que realiza una o más acciones de proceso (actividades secundarias)

Ejemplo Modelo Físico/Módulos equipo que realiza una o más acciones de proceso (actividades secundarias) �Segmentar el

Ejemplo Modelo Físico/Módulos � Módulos de Equipo: Grupos compuestos por lazos de control y

Ejemplo Modelo Físico/Módulos � Módulos de Equipo: Grupos compuestos por lazos de control y otros equipos: �Dosificador de jugo de manzana �Dosificador de solución dulce �Enfriador � Módulos de control: Elementos de control �Agitador 1 �Válvula CV 15 �Lazo de control de Flujo (FI 11, FC 11, CV 11) �Bomba B 10 �Laso de control de Flujo (FC 12, CV 12, FI 12) �Bomba B 12 �Laso de control de temperatura (TIC 13, CV 14) �Válvula de salida CV 14

Ejemplo. Modelo Físico/Unidades equipo que realiza una o más acciones de proceso (actividades secundarias)

Ejemplo. Modelo Físico/Unidades equipo que realiza una o más acciones de proceso (actividades secundarias) �Segmentar el

Resumen del Módel Fisico

Resumen del Módel Fisico

Modelo de control de Procedimientos

Modelo de control de Procedimientos

Control en procesos Batch �Control Básico: Control dedicado a establecer y mantener un estado

Control en procesos Batch �Control Básico: Control dedicado a establecer y mantener un estado específico de los equipos y/o de las variables del proceso. �Control Regulatorio: Se dedica a mantener una o más variables del proceso sobre o cerca de un valor deseado. Ejm: control PID, multivariable, control basado en modelo y técnicas de inteligencia artificial. �Control orientado a estado: Se dedica a mantener secciones del equipo en estados deseados.

Control en procesos Batch �Control Procedimental: Dirige acciones orientadas a equipos para que estos

Control en procesos Batch �Control Procedimental: Dirige acciones orientadas a equipos para que estos se ejecuten en una secuencia ordenada con el fin de llevar a cabo una tarea orientada a proceso. �Se estructura en el. Estrategia siguiente esquema jerárquico: para llevar a cabo la Procedimiento realización de un batch. Procedimiento de Unidad Operación Subconjunto de procedimientos que se ejecutan dentro de una unidad. Secuencia que causa un cambio físico o químico en el material. Solo una operación puede estar activa en un instante dado Fase Causa una o mas acciones.

Control en procesos Batch Dirige la ejecución del control procedimental y la utilización de

Control en procesos Batch Dirige la ejecución del control procedimental y la utilización de las entidades del modelo de equipo. No presenta estructura jerárquica. Ejemplos: �Control Coordinado. o o o Supervisar la disponibilidad o capacidad de equipos. Reservar equipos para lotes. Arbitrar solicitudes de reserva Coordinar equipos de recursos comunes Seleccionar elementos procedimentales a ser ejecutados

Relaciones entre Modelos Modelo de Control Procedimental Modelo Físico (Sección inferior) Modelo de Proceso

Relaciones entre Modelos Modelo de Control Procedimental Modelo Físico (Sección inferior) Modelo de Proceso Procedimiento(s) Célula (s) de Proceso Genera un Proceso Unidad Genera una Etapa del proceso Combinado con una Procedimiento(s) de Combinado con una Unidad Operación (es) Combinado con una Unidad Genera una Operación del Proceso Fase (s) Combinado con una Unidad Genera una Acción del Proceso Módulo de Equipo Genera una Acción del Proceso Fase (s) Combinado con un

Récipes. �Entidades contenedoras de la información básica para definir los requerimientos de fabricación de

Récipes. �Entidades contenedoras de la información básica para definir los requerimientos de fabricación de un producto en términos del proceso. GENERAL SITIO MAESTRA CONTROL

Récipes. �Estructura: �Header: Puede incluir: identificación del producto y el récipe, versión, fuente, fecha

Récipes. �Estructura: �Header: Puede incluir: identificación del producto y el récipe, versión, fuente, fecha de edición, aprobados, estado y otra información administrativa. �Fórmula: �Entradas. Cantidad de recursos de material primario en función de un lote. �Salidas. Cantidad de material final esperado. �Parámetros. Detalla información de puntos de consigna o valores de comparación. (temperaturas, tiempos de mezcla, …)

Récipes. �Estructura: �Requerimientos de Equipo: Especifican los equipos permitidos y necesarios en la célula

Récipes. �Estructura: �Requerimientos de Equipo: Especifican los equipos permitidos y necesarios en la célula de proceso. �Procedimiento. Estrategia para llevar a cabo un proceso. Se definen en términos de las entidades del modelo de control procedimental. �Otra Información. seguridad de proceso y materiales, diagramas de flujo de procesos, información de empacado o etiquetado… etc.