SEPARACIÓN DEL SISTEMA DE PROTECCIONES DE LA PLANTA VISCORREDUCTORA DEL SISTEMA DE CONTROL BÁSICO DE PROCESO PARA CUMPLIR CON EL ESTÁNDAR IEC-61511

Subsecretaria de Educación Superior

Dirección General de Educación Superior Tecnológica

Instituto Tecnológico de Salina Cruz

SEPARACIÓN DEL SISTEMA DE PROTECCIONES DE LA PLANTA VISCORREDUCTORA DEL SISTEMA DE CONTROL BÁSICO DE PROCESO PARA CUMPLIR CON EL ESTÁNDAR IEC-61511

MEMORIA DE RESIDENCIA PROFESIONAL

QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE

INGENIERO ELECTRÓNICO

PRESENTA

BACILIO ANOTA EUCLIDES RAFAEL

BLANCO TRINIDAD ALEXANDER

RUIZ HERNÁNDEZ JOSÉ EDUARDO

ASESOR

ING. SERGIO MATIAS MATIAS

SALINA CRUZ, OAXACA. OCTUBRE DEL 2013

Subsecretaria de Educación Superior

Dirección General de Educación Superior Tecnológica

Instituto Tecnológico de Salina Cruz

SEPARACIÓN DEL SISTEMA DE PROTECCIONES DE LA PLANTA VISCORREDUCTORA DEL SISTEMA DE CONTROL BÁSICO DE PROCESO PARA CUMPLIR CON EL ESTÁNDAR IEC-61511

MEMORIA DE RESIDENCIA PROFESIONAL

QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE

INGENIERO ELECTRÓNICO

PRESENTA

BACILIO ANOTA EUCLIDES RAFAEL

BLANCO TRINIDAD ALEXANDER

RUIZ HERNÁNDEZ JOSÉ EDUARDO

ASESOR

ING. SERGIO MATIAS MATIAS

SALINA CRUZ, OAXACA. OCTUBRE DEL 2013

DEDICATORIAS

Euclides Rafael Bacilio Anota

AGRADECIMIENTOS

Euclides Rafael Bacilio Anota

DEDICATORIAS

Alexander Blanco Trinidad

AGRADECIMIENTOS

Alexander Blanco Trinidad

DEDICATORIAS

José Eduardo Ruiz Hernández

AGRADECIMIENTOS

José Eduardo Ruiz Hernández

RESUMEN

En la planta reductora de viscosidad se utiliza el proceso de desintegración térmica, para la obtención de un residuo estable que exigirá menor cantidad de diluente para su comercialización como combustóleo. La operación de la planta consta de las siguientes secciones de procesamiento:

Sección de carga y reacción.

La sección de fraccionamiento

La sección de compresión de gas.

En todo proceso industrial las fallas o eventos no previstos en el diseño pueden ser un factor determinante para la seguridad funcional, un fallo del sistema puede ocurrir debido a un fallo de hardware o un problema de software grave, por lo tanto involucra al proceso y la suma de las capas de protección, mismas que son priorizadas en:

Capas de prevención.

Capas de mitigación.

En las capas de prevención se encuentra como primera barrera el sistema de control distribuido (DCS), desarrollado para resolver la adquisición de grandes volúmenes de información, las procesa y genera señales de mando a actuadores, el sistema de control tiene los siguientes objetivos:

Proporcionar información en tiempo real sobre el proceso.

Controlar las variables de interés.

Optimizar el rendimiento de los procesos.

La función instrumentada de seguridad (SIF), está definida a partir de la aplicación de un análisis de riesgos a las instalaciones, en la cual se aplica la técnica de HAZOP.

El Nivel de Integridad de Seguridad (SIL), este se especifica de 1 – 4, donde uno es un nivel discreto, esta escala especifica los requisitos de integridad de seguridad de las funciones instrumentadas de seguridad a asignar a los sistemas instrumentados de seguridad.

Se tienen como herramientas para la evaluación de cadenas de consecuencias: el análisis de árboles de fallas, árbol de eventos y análisis de capas de protección LOPA.

Los dispositivos de seguridad, son sistemas diseñados para prevenir al operador mediante señales sonoras y luminosas de la desviación de las condiciones normales de las variables del proceso como son: presión, temperatura, flujo, velocidad, nivel, vibración, etc.

Los Sistemas de Paro de Emergencia (ESD): generalmente son diseñados con la opción de actuarse manualmente en forma local o remota, y con sistemas redundantes de alimentación de energía eléctrica.

Las normas, están basadas en los resultados de la experiencia y el desarrollo tecnológico y que son aprobados por un organismo nacional, regional o internacional de normalización reconocido, la norma IEC-61511 aplica para la implementación de la Seguridad funcional y SIS (fabricados bajo la norma IEC-61508) aplicable a las industrias de proceso, trata los sistemas instrumentados de seguridad que están basados en el uso de la tecnología eléctrica / electrónica / programable. Esta norma tiene dos conceptos que son fundamentales en su aplicación:

El ciclo de vida de seguridad.

Los niveles de integridad de seguridad.

En un proyecto típico del sector de procesos, se tiene que llevar a cabo una evaluación preliminar de peligros y riesgos durante el diseño del proceso básico. Para el SIS, este peligro preliminar y la evaluación de riesgos es importante, porque establecer, diseñar y realizar un SIS son tareas complejas y pueden llevar un tiempo considerable.

Cuando se evalúa las fuentes potenciales de demandas al SIS, la evaluación debería incluir las siguientes situaciones: arranque, funcionamiento continuo, parada, errores de mantenimiento, intervenciones manuales (por ejemplo controladores en manual), pérdida de servicio (por ejemplo, aire, agua de refrigeración, nitrógeno, energía eléctrica, vapor, traceado térmico, etc.). Por lo tanto el diseño del SIS debe tener en cuenta las capacidades y limitaciones humanas para la tarea asignada a los operadores y equipo de mantenimiento.

La separación entre el SIS y el BPCS puede usar una separación idéntica o diferente. Normalmente un SIS está separado del BPCS por las razones siguientes:

Reducir los efectos del BPCS en el SIS, especialmente cuando comparten equipos comunes. Por ejemplo, si el BPCS y el SIS comparten una válvula común para la parada y control, entonces en el caso de un fallo peligroso de esa válvula, no estaría disponible para realizar una función de parada del SIS.

Retener la flexibilidad a los cambios, el mantenimiento, los ensayos y la documentación respecto al BPCS.

Facilitar la validación y la evaluación de la seguridad funcional del SIS.

Puede tener que limitarse el acceso a las funciones de programación o de configuración del BPCS para satisfacer las disposiciones de gestión de la modificación si el BPCS está combinado con el SIS.

Un SIS es un sistema que ejecuta acciones automáticas para mantener a una planta en un estado seguro o para llevarla a un estado seguro cuando una situación anormal se presenta y se compone de los tres elementos siguientes:

Un elemento primario.

Un dispositivo lógico.

Un dispositivo final de control.

Los instrumentos que estarán en campo realizando labores de medición, se clasifican de acuerdo a su funcionamiento y al tipo de variable que se encargan de medir, estos son:

Instrumento ciego.

Instrumento indicador.

Instrumentos registradores.

Transmisores.

Existen varios tipos de señales de transmisión: neumáticas, electrónicas, digitales, hidráulicas y telemétricas. Los transmisores neumáticos generan una señal neumática variable linealmente de 3 a 15 psi (libras por pulgada cuadrada) para el campo de medida de 0-100% de la variable, los transmisores electrónicos generan la señal estándar de 4-20 mA c.c.

Un dispositivo lógico o resolvedor lógico, es el dispositivo que se encarga de comparar la variable controlada (presión, nivel, temperatura) con un valor

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