¿Qué es la redundancia en sistemas de control y por qué es importante?

La redundancia en los sistemas de control se refiere a la práctica de mantener una pieza adicional de equipo, dispositivo o software capaz de realizar las mismas funciones que el original con el mismo nivel de fiabilidad. O dicho de otra manera, que la avería de cualquier componente no afecte el funcionamiento y la operatividad de todos los demás componentes. Dado que se trata de una copia del original, todas las especificaciones relacionadas con el hardware o el software deben ser iguales. La redundancia de un buen sistema de control funciona tomando el control en caso de avería de cualquier componente del sistema original. También debería recuperarse del estado de avería automáticamente sin la participación de humanos, comenzando inmediatamente un modo normal de operación. Asimismo, el tiempo que transcurre desde la avería del sistema hasta el control automático debe ser mínimo. Esto es necesario e importante porque los sistemas redundantes se aplican en industrias donde la ocurrencia de averías en el sistema es inaceptable debido a procesos críticos.

Por qué es importante la redundancia para los sistemas de control

El objetivo principal de la redundancia en un sistema de control es eliminar la dependencia de un solo módulo y, al mismo tiempo, brindar múltiples opciones en caso de avería. La redundancia en un sistema de control disminuye las consecuencias de la avería de un componente. Hace que los recursos estén disponibles en caso de que surja algún problema. La importancia de un sistema redundante también aumenta en una variedad de escenarios que incluyen: -Procesos continuos -Procesos irreversibles -Tiempos de reinicio prolongados  
  • Procesos Continuos
Algunos procesos exigen la disponibilidad de sistemas al más alto nivel a toda costa. La interrupción o pérdida del sistema después del inicio de los procesos será muy costoso. El proceso no sirve de nada si se detiene o falla en mitad del mismo. Además, el proceso debe revertirse a su etapa inicial para obtener el resultado. Por ejemplo, en la industria farmacéutica, existe un proceso de lavado antes del llenado. Si la lavadora se interrumpe entre los ciclos de lavado, los recipientes deben lavarse nuevamente.
  • Procesos irreversibles
También es importante en el sistema donde los procesos son irreversibles. Eso significa que si el proceso se inicia, no se puede revertir o detener antes de completarse. Por ejemplo, en el caso de la industria química o farmacéutica, una vez que el producto ha sido fabricado, los contenedores en los que debe ir tienen que llenarse deprisa, de lo contrario sus propiedades químicas cambiarán y no servirá de nada.
  • Tiempos de reinicio extendidos
Algunas industrias simplemente no pueden permitirse el lujo de reiniciar el sistema porque el tiempo de reinicio no es una tarea fácil. Se necesita una gran cantidad de tiempo para reiniciar algunos sistemas para que funcionen por completo, a veces hasta un mes. Un ejemplo de este largo tiempo de reinicio se puede ver en la industria siderúrgica donde se utiliza un horno. El horno se basa en una temperatura alta y constante y lleva un tiempo considerable alcanzar esa temperatura. Una avería del sistema bajará la temperatura y pasarán días antes de que se reinicie el trabajo nuevamente. Sistema de control en una industria

Consideraciones clave para las redundancias del sistema

Si bien los sistemas redundantes presentan muchas ventajas, es necesario abordar y tener en cuenta algunas consideraciones. Dependiendo del sistema, puede haber muchas consideraciones que hacer, pero algunas son, desde luego, básicas.
  • Equipo adicional
La redundancia tiene que ver con una pieza extra de equipo similar a la original. Al optar por la redundancia, el equipo adicional es un factor importante en el diseño. Es muy importante decidir a qué nivel se requiere redundancia. Si no se diseña adecuadamente, será un desperdicio de recursos y dinero, y no se lograrán los resultados deseados.
  • Consideración de costes
La redundancia conlleva costes adicionales. Cuanto mayor sea el nivel de redundancia, mayores serán los costes. Para verificar si el coste vale la pena, se compara el coste de la redundancia con la pérdida debida a la avería del sistema. Si el coste de una avería en el proceso es mayor que el costo de la redundancia, la redundancia es rentable.
  • Mayor complejidad
Aunque el sistema redundante es la duplicación del sistema original, esta duplicación a menudo genera complejidad. La complejidad se debe a algoritmos de programación adicionales o al traspaso del control de los componentes originales a los redundantes. El mecanismo de cableado interconectado también aumenta la complejidad del hardware del sistema.
  • Capacitación
El sistema redundante toma el control automáticamente sin la intervención de humanos, pero el sistema necesita de humanos en algunos procesos, como reemplazar el equipo defectuoso y recuperar el hardware o software perdido. Esto requiere capacitación sobre el hardware y el software asociados, los procesos de recuperación y la causa real de la avería para evitarla en el futuro.

Qué podría pasar sin redundancia

El mundo industrial avanza hacia prácticas y soluciones inteligentes, que ayudan a identificar y eliminar las causas de los problemas y averías antes de que ocurran. Se están implementando diferentes estrategias, siendo la redundancia una de ellas. Algunas de las consecuencias de no utilizar la redundancia pueden ser una pérdida de producto, un aumento de las averías del sistema y un aumento de los costes operativos.
  • Pérdida de Productos o Procesos Completos
Hay algunas industrias, como la farmacéutica o la de tratamiento de aguas, en las que una vez que se inicia el proceso, no se puede revertir. Desafortunadamente, cualquier pérdida por avería del sistema puede causar que el producto se pierda sin posibilidad de darle uso alguno.
  • Incremento de averías
Las averías conducen a la no utilización de los recursos. Obviamente, la sustitución de cualquier componente en caso de avería lleva tiempo, lo que a su vez provoca la avería de la máquina.
  • No disponibilidad de repuestos
La disponibilidad de piezas puede añadir un desafío adicional, uno que requiere mucho tiempo y que redunda en un mayor tiempo de inactividad de la máquina. Por ejemplo, a veces el proveedor o fabricante ha discontinuado una pieza o no está disponible en el mercado local.
  • Aumento de los costes operativos
Incluso cuando una máquina se encuentra en un estado inutilizable debido a una avería, la máquina continúa consumiendo electricidad y otros recursos. Esto provoca mayores costes operativos para un proceso o producto en particular, lo que afecta directamente a los costes de producción.
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