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Edição 336 • 2011 |
| Muito além do controle |
Diagnóstico de malhas de controle, gerenciamento de ativos, gestão de alarmes, historiadores de dados de processo e simuladores para treinamento de operadores. Tudo isso já faz parte dos novos empreendimentos que estão surgindo no país. |
| Desde que passou a adotar os procedimentos descritos na Human Centered Design para desenhar seus produtos, a Emerson já colocou na prateleira duas soluções: os instrumentos baseados na tecnologia wireless e o Charm a nova versão do sistema de controle de processos DeltaV com rearranjo eletrônico e novas interfaces de operação. Basicamente, essa metodologia desenvolvida nos laboratórios da Universidade de Carneguie Mellon valoriza o usuário diante da complexidade embarcada nos equipamentos e softwares. O conceito também foi adotado para desenvolver o projeto de automação da nova planta de PVC da Braskem: ao invés de desenhar um sistema de controle a partir de uma lista de I/Os, os técnicos da Emerson preferiram ouvir operadores, instrumentistas e supervisores da Braskem e só então projetar um sistema de controle com as características que realmente seriam usadas por eles. Na Refinaria Abreu e Lima, as lógicas de controle começarão a ser validadas no simulador de treinamento de operadores seis meses antes de os primeiros barris de petróleo começarem a correr pelas tubulações. Nesse período, além de preparar a turma que estará nos consoles, o software facilitará a curva de aprendizado nas fases de partida, pré operação e operação da planta.
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| Interatividade |
| Equipar plantas com essas tecnologias de diagnóstico de malhas de controle e gestão de alarmes tem um objetivo básico: ampliar o desempenho da planta, disponibilizando informações no tempo certo para se antecipar a problemas ou reduzir custos de produção e manutenção. O benefício imediato é a maior estabilidade do processo produtivo: um sistema de gestão de alarmes ou de gestão de malhas possibilita o monitoramento dos sistemas de controle com um pouco mais de informação. “Quantificar a melhoria é difícil, a menos que os resultados sejam comparados antes e depois da sua implementação. Qualitativamente é fácil perceber que o gerenciamento dos alarmes melhora o desempenho pela redução do stress dos operadores, e portanto, de sua melhor eficiência. O gerenciamento das malhas melhora o desempenho e eficiência do processo, devido a uma melhor utilização dos ativos. O gerenciamento de ativos melhora a disponibilidade e tempo de vida dos ativos de automação e de processo”, explica o Country Manager da consultoria ARC, Mauricio Kurcgant. O caminho até serem adotados definitivamente, porém, depende muito mais do ritmo de expansão dos investimentos do que do desenvolvimento tecnológico. Primeiro porque todas as novidades da eletrônica e da informática surgem caras. E também porque em plantas industriais que exigem níveis elevados de segurança, inovações só são implementados após exaustivos testes. Braskem e Petrobras, por exemplo, tem estruturas dedicadas para desenvolver projetos pilotos. “Muitos desenvolvimentos internos existem para que possamos conhecer a tecnologia”, conta o engenheiro Miguel João Borges Filho, do Centro de Pesquisas da Petrobras. Sistemas de gerenciamento de ativos ou gestão de malhas, por exemplo, nem são mais considerados “estado da arte” por estarem tão consolidados quanto as tecnologias disponíveis em um sistema encapsulado. Justificar a implementação de um desses sistemas em uma planta já existente requer outra argumentação. Isso porque o dono da verba só aprova a sua compra quando o benefício que ele pode agregar ao processo produtivo está bem claro. “A decisão do usuário é pautada em sua familiaridade com um ou com outro, na disponibilidade ‘in house’ de alguns de seus componentes, na existência de pluralidade de empresas aptas a prover os serviços de desenvolvimento dos aplicativos, e de direcionadores estratégicos como a familiaridade das equipes de operação e manutenção do usuário com uma ou outra solução ou conteúdo local”, explica o consultor técnico da Área de Exploração e Produção da Petrobras, Carlos Henrique Wildhagen Moura. Mesmo assim, nem sempre o potencial dessas ferramentas é explorado. Um dos desafios é encontrar pessoas aptas a operá-las. Em seu trabalho de mestrado pela Universidade Federal Fluminense, o engenheiro Carlos Barateiro aponta que a tecnologia ainda é muito pouco explorada para melhoria do Opex e que muito dessa subutilização ocorre por responsabilidade dos próprios fabricantes, que não conseguiram mostrar aos operadores as vantagens dessas novas tecnologias. Tamanha interatividade, no entanto, traz uma questão fundamental: essa quantidade de dados exige um sistema de processamento (mais) robusto? Normalmente esses aplicativos são instalados em servidores dedicados que possuem capacidade de processamento muitas vezes superior porque processam os dados de toda unidade fabril. Já os sistemas de controle utilizam interfaces humano-máquina e servidores comerciais, de custo relativamente baixo, interligados por redes de alta velocidade. Contudo, eles precisam trocar informações com certa frequência um sistema de gerenciamento de ativos precisa acessar os instrumentos de campo. Isso requer mais robustez da estrutura de TI do que poder de processamento do hardware de controle. A maior interferência ocorre com as aplicações de controle avançado porque a função desse aplicativo é gerar um set point que precisará ser gravado no sistema de controle. Há fabricantes que encapsulam os softwares dentro do sistema de controle. “A quantidade de memória instalada em uma CPU do DeltaV é 10 ou 20 vezes maior do que a quantidade de memória instalada em um PLC, justamente para rodar esses aplicativos”, destaca o gerente de Negócios da Divisão Sistemas e Soluções da Emerson, Roberto Pinheiro. Para a comunicação entre os instrumentos instalados no campo e o sistema de controle, rede Fieldbus Foundation padrão adotado nessas novas refinarias prevê, nos tempos de execução uma parcela de mensagens agendadas a parte determinística usada para controle e outra dedicada a mensagens não escalonadas é nessa parte que mensagens de alarmes e diagnósticos trafegam. No caso da comunicação Hart, adotado para os sistemas de segurança, essas mensagens trafegam acima do sinal de controle 4-20mA. “Em um projeto dessa envergadura, essa é uma pergunta responsável. Temos que ter a ciência de que a arquitetura implementada no sistema, e não só cada um dos componentes, vai agir de forma alinhada com todo tipo de recurso que iremos colocar”, ressalta o gerente de Desenvolvimento de Negócios da Invensys, Flávio Bemelmans. A Invensys responde pelo MAC da Rnest. É para lá que a empresa importou a experiência bem sucedida das indústrias de papel e celulose: o Operator Training System OTS. Também estréia neste ambiente simulado a integração entre os sistemas de controle e de shutdown de emergência. Toda a base de operação é comum a vantagem, explica Bemelmans, reside justamente em dar ao operador a visão sincronizada dos eventos. Ou seja, quando algum intertravamento dispara, o operador já sabe que o sistema irá desbalancear. O InFusion ECS controlará 170 mil pontos. E a Rnest terá uma quantidade bastante superior de analisadores de processo quando comparada com as outras refinarias em operação. “Para o mesmo volume de barris de petróleo, essas novas plantas de refino têm quase o dobro de instrumentação”, destaca o executivo da Invensys. Na planta de PVC que a Braskem está construindo em Alagoas, o MAC ficou a cargo da Emerson que entregará o DeltaV para controle de 4.500 pontos, integrado com o sistema de segurança DeltaV SIS. O sistema também traz um software de gerenciamento de bateladas, ao invés de intertravamentos com lógica de sequencias. Mas é no sistema de aquisição de dados do processo que está a novidade: os painéis montados no campo trazem o rearranjo eletrônico na prática, isso elimina os painéis de entrada e saída nas salas de controle e reduz sensivelmente a quantidade de fios que interligam os instrumentos com o sistema de controle. A única instrumentação interligada diretamente é do sistema instrumentado de segurança já que para sistemas instrumentados de segurança, a Braskem optou pela tecnologia 4-20 mA. O desafio agora será estender toda essa tecnologia para as plantas que já estão em operação porque quase sempre a intervenção necessária extrapola a simples instalação de um software. Aqueles upgrades que nascem caros tendem a ficar mais baratos no mesmo ritmo em que a escala de produção cresce. A questão mais relevante reside na renovação da instrumentação e toda a despesa que isso carrega. “Tudo é função do que sua estrutura de controle permite ser gerenciado. Atualmente, a grande parte dos sistemas de controle permitem aplicativos como gerenciamento de malhas de controle, alarmes, historiadores de dados de processo, sistemas de planejamento e controle de produção. Para o gerenciamento de ativos, a instrumentação de campo precisa ter o mínimo de recursos, deixando este item à margem dos requisitos dos demais sistemas auxiliares, o que o torna, economicamente, menos atrativo”, finaliza o engenheiro de Manutenção e Confiabilidade da Braskem, Elvio Nascimento de Oliveira. |
| Plataformas do pré-sal estréiam tecnologia Hart on Profibus |
Na era das redes digitais, apesar do sucesso da tecnologia fieldbus com sua inteligência distribuída pelos instrumentos para o controle do processo, os sistemas instrumentados de segurança ainda são controlados através do 4-20 mA. O problema é que essa rede analógica não consegue trazer as informações dos instrumentos para dentro do sistema de controle, exigindo a sobreposição de um sinal digital no caso o Hart utilizando a mesma fiação. Essa foi a solução adotada nas novas refinarias. Para as novas plataformas que a Petrobras alocará no cluster do pré-sal da Bacia de Santos, a novidade é o Hart on Profibus, adotado por simplificar a integração da parte digital, com a instrumentação e controle de ativos em um mesmo sistema. A rede Profibus tem a função de conectar os controladores lógico programáveis às unidades remotas. “Por se tratar de FPSOs, ao invés de plataformas fixas, há o diferencial em relação ao controle e segurança dos sistemas ligados ao casco e armazenamento de óleo”. O projeto que será implantado nas plataformas do présal tem arquitetura semelhante, mas com escopo de fornecimento mais amplo formado por 12 sistemas integrados relacionados aos processos de produção, detecção de fogo e gás e shutdown, medição fiscal, CFTV e corrosão. Contratada em regime MAC após uma concorrência internacional com outras quatro empresas, a Altus responderá pela automação e definição das interfaces com outros módulos, como o elétrico. |
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