Proyecto de modernización del PLC de Louis Dreyfus en Brasil | SENTRADO
Un caso de estudio detallado de la solución de automatización industrial de SENTRADO que ofrece resultados medibles para las operaciones de procesamiento de alimentos en Brasil.
Antecedentes y objetivos del proyecto
Louis Dreyfus Company (LDC), uno de los mayores comerciantes de productos agrícolas del mundo, contrató a SENTRADO para ejecutar una modernización de PLC de alta criticidad en su planta de procesamiento de soja en Brasil. El proyecto implicó la migración de sistemas PLC obsoletos en líneas de producción activas a una plataforma moderna y de alta disponibilidad de Siemens sin ninguna interrupción imprevista de la producción, un requisito que exigió una planificación meticulosa, capacidad de operación en paralelo y una profunda experiencia en la migración de sistemas en funcionamiento.
La instalación existente comprendía múltiples generaciones de hardware de PLC de diferentes fabricantes, acumuladas a lo largo de años de expansiones incrementales de las líneas. Este entorno heterogéneo generaba problemas de mantenimiento, obsolescencia de repuestos y limitaba la capacidad de la planta para implementar optimizaciones avanzadas de procesos. LDC requería una ruta de migración que estandarizara todo en una única plataforma, preservando al mismo tiempo la disponibilidad de la producción, esencial para sus compromisos de suministro global.
SENTRADO fue seleccionado en base a nuestra experiencia demostrada en la migración de PLC sin tiempo de inactividad para plantas de proceso continuo, nuestro estatus de Partner Autorizado de Siemens y nuestra capacidad para desplegar un equipo de ingeniería bilingüe (inglés y portugués) durante la duración del proyecto.
Problemas que debimos resolver
1. Riesgo de obsolescencia
La base de PLC instalada incluía dos familias de controladores descontinuadas con una disponibilidad de repuestos cada vez menor. Un único fallo de la CPU podría resultar en días de tiempo de inactividad mientras se buscaban componentes de reemplazo en el mercado secundario.
2. Exigencia de operación continua
Como nodo crítico en la cadena de suministro global de semillas oleaginosas de LDC, la planta procesa miles de toneladas diarias. Cualquier parada imprevista se propagaría en cascada por las cadenas logísticas, incurriría en penalizaciones contractuales y afectaría a las operaciones de refinado aguas abajo en múltiples continentes.
3. Entorno de múltiples fabricantes
El sistema de control existente mezclaba Siemens S5, Allen-Bradley PLC-5 y varios controladores de terceros con diferentes entornos de programación, protocolos de comunicación y estándares de documentación, lo que hacía que el soporte unificado fuera extremadamente difícil.
4. Fidelidad en el mapeo de señales
La migración de cientos de puntos de I/O requirió un mapeo de señales 1:1 con cero errores. Una sola señal mal cableada o mal configurada podría causar una alteración del proceso, daños en el equipo o un riesgo para la seguridad durante la transición.
5. Deficiencias en la documentación
Años de modificaciones ad hoc hicieron que los esquemas eléctricos existentes y la documentación de los programas del PLC no reflejaran la configuración instalada real. El equipo de migración tuvo que realizar ingeniería inversa del estado actual antes de diseñar el sistema de reemplazo.
Nuestro enfoque y arquitectura del sistema
SENTRADO diseñó una migración por fases a la plataforma de alta disponibilidad Siemens S7-400H, desplegando CPUs redundantes con conmutación automática en menos de 100 milisegundos. La migración se ejecutó línea por línea, convirtiendo cada área de producción de forma independiente durante las ventanas de mantenimiento programado. Los nuevos armarios de control se prefabricaron y preprobaron en las instalaciones de SENTRADO, y luego se instalaron junto a los armarios existentes con mazos de cables de interconexión temporales.
Para lograr una transición sin tiempo de inactividad, SENTRADO implementó una arquitectura de ejecución en paralelo. Se instalaron divisores de señal en los puntos de I/O críticos, permitiendo que tanto los controladores antiguos como los nuevos recibieran simultáneamente las señales de campo. Durante cada ventana de transición, el nuevo PLC se inició en modo sombra —procesando toda la lógica pero con las salidas deshabilitadas— mientras el sistema antiguo mantenía el control. Una vez que se validó el comportamiento del nuevo sistema frente al antiguo durante un ciclo de producción completo, las salidas se transfirieron con un único conmutador físico y el sistema antiguo se puso en espera.
Todo el I/O se migró a estaciones distribuidas ET 200SP HA con capacidad de hot-swap, lo que significa que los módulos individuales pueden reemplazarse sin apagar la estación ni detener el proceso. El software de aplicación se rediseñó desde cero utilizando prácticas modernas de programación estructurada, con bibliotecas completas de bloques funcionales para estrategias de control comunes. WinCC SCADA se actualizó con nuevos gráficos de proceso, gestión de alarmas y un módulo de informes de producción. Todo el proyecto se completó sin un solo minuto de tiempo de inactividad no planificado.
Aspectos destacados de la arquitectura del sistema
- Controladores redundantes Siemens S7-400H con conmutación <100ms
- I/O distribuido ET 200SP HA con módulos hot-swap
- Migración en paralelo con divisores de señal para una transición sin tiempo de inactividad
- Migración por fases línea por línea durante las ventanas de mantenimiento programado
- Mapeo de señales 1:1 con verificación completa de bucles antes de cada transición
- Software de aplicación rediseñado mediante programación estructurada
- Actualización de WinCC SCADA con gestión avanzada de alarmas
- Paquete completo de documentación as-built (portugués/inglés)
Parámetros y configuración del sistema
| Sistema de control | Siemens SIMATIC S7-400H |
| Controladores | 3 × CPU 412-3H (pares redundantes) |
| Total de puntos de E/S | 1,800+ (AI: 240, AO: 80, DI: 1,050, DO: 430) |
| Protocolo de comunicación | PROFINET / PROFIBUS DP / Modbus TCP |
| HMI / SCADA | WinCC RT Professional — 3 OS + 1 EWS |
| Armarios de control | 6 × IP54 con alimentación redundante |
| Estaciones de E/S distribuidas | 10 × ET 200SP HA |
| Conmutación por redundancia | <100 milisegundos |
| Rango de potencia | 480V trifásico, 60Hz |
| Enfoque de migración | Ejecución paralela por fases con cero tiempo de inactividad |
| E/S intercambiables en caliente | Todos los módulos reemplazables bajo tensión |
| Tiempo de inactividad post-actualización | Cero paradas no planificadas |
Componentes principales y hardware
Siemens CPU 412-3H
6ES7412-3HJ14-0AB0
Controlador redundante de alta disponibilidad
ET 200SP HA I/O
6DL5110-0AL10-0AX0
Estación de E/S distribuida con sustitución en caliente
WinCC RT Professional
6AV2105-0DA06-0AA0
SCADA con opción de redundancia
SCALANCE X204RNA
6GK5204-0BA00-2KB2
Conmutador de anillo PROFINET redundante
SITOP PSU8600
6EP3437-8SB00-0AY0
Fuente de alimentación redundante 24V/40A
Interruptor SIRIUS 3RV2
3RV2031-4UA10
Interruptor de protección de motores
Armario Rittal VX25
VX 8806.000
Sistema de armarios acoplables
Relé divisor de señal
3TX7002-1AB00
Aislamiento de señal en paralelo
Fases del proyecto
Levantamiento in situ e ingeniería inversa
4 semanasDocumentar la configuración existente y las E/S
Diseño e Ingeniería
6 semanasNueva arquitectura del sistema, diseño de paneles, especificaciones de software
Fabricación de paneles
4 semanasPremontaje de armarios con todos los componentes
Desarrollo de software
8 semanasProgramación de PLC, HMI, pruebas de simulación
Migración por fases (Línea 1)
3 semanasInstalación de sistema paralelo, validación, transición
Migración por fases (Línea 2)
3 semanasMisma metodología para la segunda línea
Migración por fases (Línea 3)
3 semanasTransición final de la línea y retirada del sistema antiguo
SAT y entrega
2 semanasAceptación final, documentación y formación
Resultados medibles
Datos de rendimiento verificados tras la puesta en marcha del sistema y su operación continuada.
Cero paradas de producción durante la migración
Tiempo de cambio de receta reducido
Plataforma única de Siemens en todas las líneas
Acceso a diagnóstico remoto de SENTRADO
Antes vs Después: Comparación cuantificada
| Métrica | Antes | Después | Cambio |
|---|---|---|---|
| Tiempo de inactividad no planificado | Paradas recurrentes | 0 durante la migración | −100% |
| Cambio de receta | 2–3 horas | 30% más rápido | −30% |
| Plataforma PLC | Mixto S7-300/400 + de terceros | 100% estandarizado por Siemens | Unificado |
| Soporte remoto | Solo in situ, con demora | Acceso remoto a diagnóstico 24/7 | Siempre activo |
| Disponibilidad de repuestos | Obsoleto, plazos de entrega largos | S7-1500 de última generación, disponible de inmediato | Asegurado |
Datos basados en informes de puesta en marcha del proyecto y mediciones operativas continuas. Nombre del cliente disponible bajo NDA.
Impacto en el resultado final
El sistema de automatización entregado superó todos los objetivos de rendimiento especificados en el contrato, logrando un mayor rendimiento, un menor consumo de energía y una mejor calidad del producto en comparación con la operación base. El cliente reportó un retorno total de la inversión dentro del período de recuperación proyectado y desde entonces ha contratado a SENTRADO para fases adicionales de expansión de la planta.
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