Micro Motion® Coriolis Flowmeters Eliminate Manual Control and Improve Pet Food Quality

Benefits
• Improved quality and consistency
• Eliminated manual measurement and error
• Streamlined, more accurate process
• No moving parts, eliminating measurement degradation

Process
Three basic types of pet foods are produced today: wet, dry and semi-moist. Manufacturers of dry pet food produce it through the extrusion process. This process allows pet food to be efficiently processed into a variety of shapes, forms, colors and textures. Producing high-quality pet food requires continuously adding each of the numerous ingredients in the correct ratio to the extruder. Following the extrusion process, the correct proportion of fat is applied to the product.
The major ingredients in pet food are animal by-products and various cereals. The proper combination of proteins from animal by-products imparts functional characteristics to pet food, including texture, mixing qualities, odor and taste. Ground bones offer the calcium phosphorus and trace minerals pets need. Color is added to enhance product appearance. Proper levels of lard or grease enhance flavor and supply the dietary needs of linoleic acid, a fatty acid essential for the nutrition of some animals.

Challenge
A pet food producer was adding ingredients to the extruder with variable speed pumps. An operator continually monitored the addition of ingredients and varied pump speeds to accomplish the proper rate of additions. When pumping abrasive materials, such as ground bone meal, pump impellers wore down significantly.

With this wear, as pump rates slowly degenerated, the operatorwas required to continually monitor and make adjustments.Once each shift, the operator weighed a timed sample from eachpump to verify flow rates. This method of operation was not onlytime consuming, but was extremely susceptible to operator error.Additionally, using the pump speed for rate control resulted in amass balance error when the ingredient temperature changed.Micro Motion SolutionThe company elected to install Micro Motion® Coriolis flowmeterson all ingredient lines to the extruder. With Micro Motion meters,the various ingredients are ratio-blended directly using massmeasurement. This yields better control of the final product.The non-intrusive design of a Micro Motion Coriolis flowmeter,with no moving parts, eliminates measurement degradation.The mass flow signal is fed into a closed loop controller, whichcontrols the pump speed. The rate of ingredient addition isaccurately controlled on a continuous basis. This processautomation accounts for wear in the pump over time due toabrasion; and ingredient flow rates are accurately maintainedregardless of pump wear over time. Automation of the systemalso frees the operator from sampling every shift. This allows theoperator's time to be spent on other tasks.The Micro Motion solution provided the company with the mostimportant commodity-a consistently high-quality product.

Eficiencia de Planta - Parte 7

2.4 Identificacion de Condiciones de Aplicación Cambiantes en Caudalimetros Vortex

En aplicaciones donde la confiabilidad y la seguridad son claves, algunos usuarios prefieren caudalimetros Vortex a los caudalimetros de presion diferencial (DP Flowmeter). Los caudalimetros Vortex usan un cuerpo brusco – llamada barra de desprendimiento (Shedder Bar) – para generar vortices (Efecto Von Karman), y medir la frecuencia de formación de vortices. Los medidores Vortex no requieren mantenimiento periodico, son faciles de instalar correctamente, y ofrecen buena exactitud en rangos de caudal muy amplios.
La ultima generacion de caudalimetros Vortex no tienen puertos, hendiduras o rellenos. Por ende son mas confiables que los antiguos diseños, especialmente en fluidos sucios o corrosivos, o en ampliaciones con grandes variaciones en la temperatura de proceso. Tambien son balanceados en masa, con procesadores de señal dinamicos (DSP), para mejorar la resistencia a las vibraciones y pulsaciones. Dado que los nuevos diseños de caudalimetros Vortex son
raramente afectados por taponamientos o vibraciones, el problema mas comun que queda es el de aplicación erronea. Si un medidor Vortex es calculado y configurado para un determinado juego de condiciones de flujo – caudal, viscosidad, densidad – pero las condiciones reales se tornan muy diferentes, el caudalímetro no podria proveer una señal de caudal confiable. La figura muestra como los Diagnosticos de Desempeño pueden aislar problemas de aplicación, y ayudar al usuario a reconfigurar el medidor para las nuevas condiciones de proceso.

2.4.1 Diagnosticos en Vortex 8800

3. Diagnosticos de Desempeño Adicionales
Tambien existe diagnosticos adicionales para otros dispositivos de campo tales como:
- Nivel DP: Deteccion de daños o perdidas en los sellos remotos.
- PH: Deteccion y prediccion de sensores fallados o con corrimientos.
- Caudal por Coriolis: Deteccion de flujo a borbotones ocobertura del tubo.
- Valvulas: Deteccion y prediccion de friccion y desgaste

CONCLUSION
Los diagnosticos de Desempeño y “mejores practicas” pueden proveer mejoras significativas en la disponibilidad del proceso. Para asegurarse que recibiran los maximos beneficios de las
capacidades de diagnostico avanzado en sus dispositivos de campo, los usuarios necesitan:
- Asegurarse de usar protocolos abiertos como Hart o Foundation Fieldbus.
- Ganar en experiencia con el software de Administracion de Activos.
- Aseguarse que el sistema de control bajo consideración pueda utilizar completamente los diagnosticos avanzados de los dispositivos.
- Preguntar a su proveedor actual - ¿Qué diagnosticos estan disponibles, y que tienen planeado para el futuro?.

Atte.
Omar Medina Plasencia (omar.medina@vamsac.com.pe)
Commercial Department - VAMSAC

Eficiencia de Planta - Parte 6

2.3 Alertas por Corrimiento de Temperatura y Reemplazo en Caliente (Hot Backup).

En aplicaciones de temperaturas críticas, el usuario puede instalar sensores redundantes RTDs, y alertar si empiezan alejarse en la medición. Si uno de los sensores falla completamente, el transmisor puede conmutar su salida al otro transmisor.

FIGURA – Diagnósticos con Hot Backup reducen los riesgos en lazos críticos


Mientras que los usuarios han hecho esto por años con dos transmisores tradicionales, la incertidumbre en el sistema – sensores, transmisores y entradas al DCS diferentes – pueden ser de ± 2 º C o peor. Por supuesto el usuario no puede detectar un corrimiento menor que esa incertidumbre, limitando la confiabilidad de la medición. Hoy, un solo transmisor inteligente puede ser conectado a una RTD de doble elemento, eliminando la mayoría de las fuentes de incertidumbre. Si los sensores son “hermanados” al transmisor usando las constantes de Calendar van Dusen, la sensitividad a la detección de corrimientos – y la confiabilidad de la
medición – puede ser estrechada a ± 0.5 º C.

FIGURA – Alertas por Corrimiento de Temperatura y Reemplazo en Caliente



FIGURA – Diagnósticos en Hardware de Temperatura

FIGURA – Diagnósticos en Hardware de Temperatura



FIGURA – Hot Backup activo – Transmisor de Temperatura 3144


2.3.1 Diagnósticos en el Transmisor de Temperatura 3144



2.3.2 Diagnósticos en el Transmisor de Temperatura 644


Continuará....
Colaboración de Omar Medina (omar.medina@vamsac.com.pe)

Eficiencia de Planta - Parte 5

2.3 Alertas por Corrimiento de Temperatura y Reemplazo en Caliente (Hot Backup).

En aplicaciones de temperaturas críticas, el usuario puede instalar sensores redundantes RTDs, y alertar si empiezan alejarse en la medición. Si uno de los sensores falla completamente, el transmisor puede conmutar su salida al otro transmisor.



FIGURA – Diagnósticos con Hot Backup reducen los riesgos en lazos críticos


Mientras que los usuarios han hecho esto por años con dos transmisores tradicionales, la incertidumbre en el sistema – sensores, transmisores y entradas al DCS diferentes – pueden de
ser de ± 2 º C o peor. Por supuesto el usuario no puede detectar un corrimiento menor que esa incertidumbre, limitando la confiabilidad de la medición. Hoy, un solo transmisor inteligente puede ser conectado a una RTD de doble elemento, eliminando la mayoría de las fuentes de incertidumbre. Si los sensores son “hermanados” al transmisor usando las constantes de Calendar van Dusen, la sensitividad a la detección de corrimientos – y la confiabilidad de la medición – puede ser estrechada a ± 0.5 º C.


FIGURA – Alertas por Corrimiento de Temperatura y Reemplazo en Caliente



FIGURA – Diagnósticos en Hardware de Temperatura

FIGURA – Diagnósticos en Hardware de Temperatura


FIGURA – Hot Backup activo – Transmisor de Temperatura 3144

Continuará.....
Colaboración de Omar Medina (omar.medina@vamsac.com.pe)

Eficiencia de Planta - Parte 4

La figura muestra capturas de pantalla desde el software de administración de activos para una condición de falla de aterramiento, junto con la acción de remedio recomendada sensible al contexto.

Mientras que la acción para remediar una falla de puesta a tierra es bastante obvia – “arreglar la puesta a tierra”- no es tan obvio el remedio para un ruido de proceso elevado. En algunas aplicaciones, el usuario puede intentar trabajar a mayor frecuencia, por ejemplo 30 Hz, para evitar el ruido. Sin embargo si el ruido se mantiene alto, la mejor solución para lograr una relación señal-ruido aceptable es incrementar la señal en si misma reemplazando el magnético existente por uno de mayor señal. Estos dispositivos incorporan espiras mucho mas pesadas en el tubo, y como resultado pueden manejar corrientes mas altas en las bobinas desde el transmisor – tanto como 10 veces mas altas Los magnéticos de alta señal proveen una señal muy fuerte, requiriendo un mínimo amortiguamiento, incluso en aplicaciones con mucho ruido. El caso de estudio describe una aplicación en la mina de Falconbridge en Timmins, Ontario, en donde los magnéticos de alta señal fueron aplicados en un sistema de reticulación subterráneo operando con pastas con 82% – 84% de solidos. Otras aplicaciones exitosas de caudalimetros magneticos de alta señal son las mediciones de licor negro a la caldera de recuperación en una planta de pulpa y el caudal de rechazo de una refinería.

En cualquier magnético, los dos electrodos usados en el tubo de flujo deben de proveer una señal con igual amplitud, pero con polaridad opuesta, dado que están localizados enfrentados uno del otro. Desafortunadamente, filtrado de liquido de proceso o suciedad dentro del compartimiento del terminal del electrodo causara que el electrodo se desconecte intermitentemente, causando una señal de ruido. Eventualmente el electrodo fallara por completo, causando una medición baja consistente. De manera similar en algunos procesos pueden causar una cobertura permanente o intermitente de los electrodos. De nuevo, sin diagnósticos o una referencia independiente, el usuario no es avisado del problema – algo especialmente serio en aplicaciones que comprometan la seguridad, la calidad o el medio ambiente. El diagnostico de falla del electrodo mostrado en la figura 9 compara la señal desde los dos electrodos y se asegura de que son de igual amplitud. La acción de remedio en linea mostrada es especialmente útil, dado que es muy especifica.

2.2.1 Diagnósticos en el sensor flujo 8712



2.2.2 Diagnósticos en el sensor flujo 8732

continuará....

Colaboración de Omar Medina (omar.medina@vamsac.com.pe)

Eficiencia de Planta - Parte 4

2.2 Medidores Magnéticos – Falla a Tierra, Ruido de Proceso y
Detección de Falla del electrodo

Los caudalímetros magnéticos llamados simplemente “magnéticos” son usados ampliamente en la industria para medir caudales de agua o soluciones acuosas. Estos medidores ofrecen ventajas significativas cuando se los compara con otras tecnologías de medición de caudal ya que son libres de obstrucciones, aplicables ampliamente, confiables y precisos. La mayoría de las aplicaciones con líquidos caen dentro de los magnéticos – presiones y
temperaturas bajas a medias, líquidos conductivos y barros.
En una aplicación con magnético, el objetivo es maximizar la señal, mientras se minimiza el ruido externo. Las fuentes de ruido mas comunes en aplicaciones con magnéticos son las fallas de tierra, el ruido de proceso y las fallas intermitentes en el electrodo.
Desafortunadamente, desde la señal de flujo es imposible para el usuario distinguirla de la señal de ruido por estas tres causas. Aun mas importante es el hecho de que es imposible distinguir entre la señal de fluido con ruido de un flujo ruidoso verdadero.
Entonces el ruido externo puede enmascarar un incremento o decremento genuino en la variabilidad del caudal. Ruido severo en aplicaciones de control puede inducir a movimientos innecesarios en la válvula y a su consiguiente desgaste, entonces el usuario se vera tentado a aplicar un filtrado excesivo (damping), enmascarando aun mas la verdadera variabilidad del proceso y reduciendo la efectividad del control.

¿Qué causa un aterramiento defectuoso? Los caudalímetros electromagnéticos utilizan la ley de Faraday midiendo el campo eléctrico generado por un liquido conductivo moviéndose dentro de un campo magnético fijo. Para asegurar cualquier potencial eléctrico sea debido solo al efecto Faraday, el fluido debe de estar puesto a tierra para asegurar que tiene potencial eléctrico cero cuando ingresa al caudalímetro. Esto puede lograrse con una abrazadera de puesta a tierra, un anillo o un electrodo de tierra dedicado.

Desafortunadamente, es común que la integridad de una puesta a tierra se vea afectada con el tiempo ya que un cable se pude cortar o pelar, las conexiones puedan corroerse u oxidarse. Cuando esto ocurre, zumbidos de la fuente de alimentación del flujómetro pueden entran a la electrónica resultando en una señal ruidosa.

El ruido de proceso ocurre cuando:

- El fluido contiene solidos o burbujas, común en fluidos con pulpa de papel o barros de minería.
- Reacciones químicas que generan potenciales eléctricos, común en barro de metales o en aditivos químicos.
- El fluido contiene grandes partículas o rocas que contactan o raspan los electrodos, de nuevo, común en fluidos con pulpa o en barros de minería.
Mientras el usuario no puede distinguir una señal de flujo verdaderamente ruidoso, el microprocesador en un caudalímetro magnético puede analizar la frecuencia del ruido, como se muestra en la figura, donde se muestra que un flujómetro Rosemount tiene integrado un analizador de espectros para garantizar de que no se tengan ruidos en la señal de flujo a 50 o 60 Hz.

Continuará....
Colaboración de Omar Medina (omar.medina@vamsac.com.pe)

Eficiencia de Planta - Parte 3

2.1.1 Diagnosticos en el sensor de Presion 3051

2.1.2 Diagnosticos en el sensor de Presion 1151

2.1.3 Diagnosticos en el sensor de Presion 2088

Continuará....
colaboración de Omar Medina (omar.medina@vamsac.com.pe)

Eficiencia de Planta - Parte 2

2. Diagnósticos Disponibles en Transmisores

2.1 Detección de las lineas de impulso Tapadas en Transmisores de Presión

Un transmisor de presión es conectado al proceso censando las lineas de impulso y las válvulas del manifold. Si el transmisor falla, el usuario puede simplemente aislar el transmisor usando las válvulas en el manifold y reemplazarlo. Sin embargo los transmisores de presión modernos basados en microprocesador permiten verificar a tiempo una linea de impulso tapada. Una linea de impulso tapada o congelada causa una respuesta del proceso lenta, un incremento rápido en la presión puede tomar minutos para ser registrado por el sistema de control , no permitiendo que este responda a la variabilidad del proceso.
Para detectar lineas de impulso tapadas o congeladas (Figura), el transmisor de presión diferencial inteligente debe de monitorear continuamente las muy rápidas fluctuaciones en la presión producidas por las turbulencias del fluido. Mientras estas variaciones son muy rápidas y muy pequeñas no pueden ser registradas por el sistema de control, en un sensor inteligente son fácilmente detectadas cuando son medidas directamente sobre el sensor.

Lineas de Impulso Tapadas

Dado que los diagnósticos son realizados en el mismo transmisor, el tiempo de refresco en el sistema de control no es importante, pero en un sensor rápido es 100 ms o menos es vital. Muchos transmisores de presión son demasiados lentos con factores de dos a cinco veces.
Para realizar este diagnostico, el transmisor debe de “aprender” el proceso y caracterizar una condición “OK” dentro del rango de operación. Una vez que el proceso es “aprendido”, y el diagnostico es en linea, un cambio en la variabilidad de corto plazo alarmara al software de administración de activos, como se muestra en la siguientes figuras.

Alerta de Presión con el 3051S de Rosemount

Transmisor de Presión Rosemount 3051S

continuará....

colaboración de Omar Medina (omar.medina@vamsac.com.pe)

Eficiencia de Planta - Parte 1

Los diagnósticos avanzados no solo permiten a los usuarios a identificar fallas en los componentes de los dispositivos sino también diagnosticar el desempeño del sistema de mediciones completo. Los diagnósticos de desempeño permiten evolucionar desde un mantenimiento reactivo y preventivo hacia un mantenimiento predictivo, reduciendo los esfuerzos de mantenimiento y maximizando el control de la planta lo cual minimiza las paradas de emergencia imprevistas.

1. Protocolos Digitales Abiertos y Software de Administración de Activos
Los diagnósticos que pueden brindar los propios transmisores son de utilidad limitada ya que los mismos solo se pueden verificar en el indicador que se encuentra en campo. Por ejemplo ¿Cuan útil puede ser un diagnostico que detecte las lineas de impulso tapadas, si el diagnostico solo puede ser anunciado en el indicador del transmisor? ¿Cuánto mas útil podría ser esta información de diagnostico si puede ser fácilmente accedida en la PC de la sala de
control o del taller de mantenimiento junto con las manuales en linea y acciones recomendadas?
Los protocolos digitales permiten al dispositivo transmitir información adicional incluyendo diagnósticos en el mismo par de cables que llevan la variable del proceso. Usando los protocolos digitales abiertos como HART o FOUNDATION FIELDBUS, el usuario puede conectar dispositivos a un sistema de Manejo de Activos único, consolidando toda la información de diagnósticos.

Esto no solo minimiza los costos de capital sino también reduce el mantenimiento y a la vez se puede cumplir con las regulaciones o auditorías vigentes.

La figura a continuación muestra como dispositivos HART pueden conectados al sistema de control distribuido y al software de administración de activos. HART es un protocolo híbrido teniendo a la variable de proceso a los 4-20 mA mientras que la información adicional, como los diagnósticos, son sobreimpuestos en alta frecuencia (señal digital). Mientras el software de administración de activos es capaz de filtrar e interpretar la información digital.

En los próximos días continuaremos con la publicación de éste interesante artículo.
Colaboración de Omar Medina (omar.medina@vamsac.com.pe)