Edição 89 - Controle & Instrumentação

Revista Controle & Instrumentação – Edição nº 89 – Fevereiro de 2004

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Investimentos de US$ 1,1 bilhão transformam a Cosipa em um exemplo de modernização

A partir de 1993, ano de sua privatização, a Companhia Siderúrgica Paulista (Cosipa), empresa do sistema Usiminas, iniciou um amplo programa de modernização. A empresa investiu, desde então, cerca de US$ 1,1 bilhão: US$ 840 milhões em melhorias e equipamentos e US$ 240 milhões em controle ambiental. “Uma das diretrizes do programa, desde o começo, foi de que os projetos - de reforma de equipamentos ou novas unidades industriais - deveriam incorporar um alto grau de automação. Então, todos os investimentos contemplaram este objetivo”, explica o gerente de Automação da Cosipa, Valdemir Ribeiro Pinto. Quando a empresa foi privatizada, o nível de automação era muito baixo. “Sem contar com o período ‘cinza’ que todas as estatais privatizadas conheceram”, completa Valdemir.

Até 1993 os equipamentos da Cosipa eram de tecnologia da década de 70: não eram facilmente integráveis e possuíam arquitetura fechada. “Havia muita dificuldade para encontrar peças de reposição, os sistemas eram antigos. Hoje, já estão automatizados de 70% a 80% do que é possível ser feito numa siderúrgica”, conta.

Valdemir e mais uma equipe de 39 pessoas, entre eles analistas e assistentes de automação com nível técnico e superior, cuidam de toda a parte de automação da empresa, sendo responsáveis pelos estudos de viabilidade, especificações, aquisições, desenvolvimento em conjunto com terceiros ou não e implantação de projetos, além da manutenção.

Valdemir Ribeiro, gerente de automação da Cosipa

Ele explica que os equipamentos de automação são fundamentais na operação da usina. “Caso um sistema de automação pare, a Unidade de produção ficará prejudicada. Por isso é necessário ter uma equipe disponível 24 horas por dia para suporte em “tempo real”. Um outro fato importante, é que os sistemas de automação para usinas siderúrgicas são muito específicos, usam tecnologias de mercado como CLPs, redes, computadores, softwares Scada, bancos de dados, entre outros, mas o aplicativo é específico para cada unidade. Além disto estes aplicativos estão em constante evolução em função das modificações decorrentes das demandas do dia a dia operacional que não são do conhecimento do fornecedor. Só o tempo que ele vai gastar para se inteirar do que inserimos pode parar o sistema. Precisamos de gente treinada e atualizada que possa resolver qualquer problema o mais rápido possível”, completa. Atualmente, a Cosipa possui sistemas automatizados que vão desde o porto até o despacho de produtos.

Após a renovação de seu parque industrial, finalizada em 2001, a Companhia atingiu a capacidade nominal, passando a operar num ritmo de produção de 4,5 milhões de toneladas/ano de aço líquido, dos quais cerca de 40% são exportados, com saída pelo porto. “Ainda estamos investindo, dentro da disponibilidade de recursos e focando a substituição ou melhoria de equipamentos que ainda são antigos. O número destes equipamentos é baixo, mas ainda existem”, conta Valdemir.

O gerente explica que a Cosipa adotou alguns princípios que considera que todos os projetos deveriam ter: “primeiro, ser de domínio completo da Cosipa — sistema aberto, tecnologia aberta, treinamento e documentação para que o pessoal da Cosipa dominasse amplamente o sistema —; definimos a arquitetura básica como sendo aquela baseada em CLP para fazer aquisição de dados, controles, inter-travamento, etc; micros para fazer a interface operacional; Windows NT em sua maioria – alguma coisa em OpenVMS, banco de dados Oracle, softwares Scada de ampla utilização no mercado; linguagem de alto nível – Visual basic, C, C++; servidores para a parte de armazenamento de dados, relatórios, cálculos operacionais e de otimização; em rede padrão Ethernet, protocolo TCP/IP; integrado aos sistemas de planejamento e controle da produção”, detalha.

Com toda essa automação, o cliente faz o pedido, o sistema de planejamento e controle da produção planeja a produção, os programas são transferidos para os subsistemas de automação determinando o que se vai produzir em cada fábrica. O sistema controla os processos daquela fábrica, coleta as informações em tempo real e envia para o sistema de controle da produção para que ele mande para a fábrica seguinte na linha, de tal forma que o pedido seja enviado corretamente ao cliente. “Hoje isso é tudo integrado. Com a arquitetura definida, todos os sistemas que adquirimos são abertos e expansíveis, podendo ser integrados com outros fornecedores”, diz Valdemir.

Controle e supervisão da produção pela Web

Durante o período de modernização da Cosipa muitos equipamentos foram instalados e/ou substituídos e diversos sistemas de automação implantados ou atualizados. Pioneira na utilização da web como plataforma para aplicações industriais, a companhia apostou em soluções baseadas neste tipo de ambiente e vem promovendo uma expressiva evolução em sua cadeia produtiva. Entre elas, destaca-se um sistema que permite disponibilizar para qualquer lugar, onde haja acesso à Internet, informações dos processos e equipamentos de produção da usina de Cubatão. Estes sistemas utilizam, dentre outros, produtos fornecidos pela SoftBrasil, empresa especializada em soluções para integração e conexão de informações e sistemas industriais, o software Wizcon, da Axeda.

Este software é uma solução Scada para controle e informação, que ambientado em Windows pode ser visualizado através de qualquer browser (Internet Explorer ou Netscape) sem a necessidade de um software de plataforma específica. As ferramentas de desenvolvimento do Wizcon possibilitam acessar o banco de dados das aplicações em tempo real. Este banco de dados consiste em informações de processo e de alarmes. O Wizcon permite também criar uma interface homem-máquina, com imagens, gráficos e resumos de evento. É possível executar estes aplicativos nas estações de trabalho em Windows ou publicá-los a partir do servidor Web, utilizando utilitários de conversão automáticos do Wizcon para applets Java e HTML.

Valdemir explica que, hoje, qualquer funcionário autorizado pode dispor de informações em tempo real sobre todas as áreas da produção, como por exemplo, a temperatura dos fornos ou o fluxo de produção. A escala de utilização do sistema reflete o porte da empresa no setor siderúrgico nacional. “Por mês, cerca de sete mil consultas são realizadas, nas 800 páginas web disponíveis”, explica o gerente. As informações acessadas pelas 2100 estações internas ou remotamente, de qualquer computador ligado à internet são rigidamente controladas por medidas de segurança que, através de senhas, podem restringir os acessos por níveis hierárquicos. Segundo Valdemir, na fase inicial de utilização, eram realizados apenas 300 acessos mensais, em cinco páginas oferecidas.

A disponibilidade das informações relacionadas aos setores da produção da usina de Cubatão (Redução, Aciaria, Laminações, Energia e Utilidades) é de grande importância para a produtividade da Cosipa em todas as etapas do processo industrial: do descarregamento da matéria-prima (carvão e minério de ferro) até o embarque das bobinas e chapas de aços. “Por envolver setores muito diferentes de produção e funcionar 24 horas, sete dias por semana, a Cosipa necessitava de uma solução que garantisse, além da troca eficiente de informações, estabilidade e controle sobre a produção com grande segurança”, destaca Maurício Paraíso, coordenador regional de vendas da SoftBrasil.

As informações geradas sobre cada setor da usina são compartilhadas ainda na Central de Controle de Produção, uma área onde os dados são concentrados e as informações armazenadas em um banco de dados. “Esta Central proporciona uma visão global da produção, facilitando o processo de avaliação e tomada de decisões. Com isto, reduzimos a emissão de relatórios impressos que demandavam tempo e custo, sem falar nas inúmeras consultas telefônicas”, destaca Valdemir. A Cosipa conta com a parceria com a SoftBrasil desde 1998, ano em que o sistema foi implantado.

Sistemas - Em diversos de seus processos (Pátio de Minério, Sinterizações, Moagem de Carvão, Porto e Laminação de tira a quente e chapas grossas), a Cosipa utiliza produtos como o Versa Max, o PLC 90-30 e o software de supervisão Cymplicity, da GE Fanuc.

Pelo Porto Cosipa, que tem capacidade de movimentação de 12 milhões de toneladas por ano, chegam o carvão e mineral vindo de diversos países do mundo. A automação possibilitou o controle do descarregador de carvão na chegada da matéria prima. “O PLC controla o abastecimento, realizando um sincronismo entre velocidade e tempo, ideais para prevenir falhas e erros, além de possibilitar maior produtividade”, declara.

No Pátio de Minério, o minério de ferro e o carvão mineral são estocados e posteriormente homogeneizados, peneirados e bitolados para o uso na coqueria e nos alto-fornos. Nesse caso, os produtos da GE Fanuc acionam os motores das correias que realizam o transporte interno do minério.

Depois de homogeneizados e peneirados, tanto os finos de minério como os finos de carvão são processados criando um aglomerado chamado sínter, que vai compor a carga dos alto-fornos juntamente com o minério e os coques. “No processo de sinterização, os controladores da GE Fanuc possibilitam o controle de toda a planta, desde os silos, esteira e o Forno de Ignição”, diz Valdemir. Da mesma forma, os produtos da GE Fanuc possibilitam o controle das correias transportadoras no manuseio do coque.

Já no processo de Laminação de tiras a quente, são utilizados o PLC e o software de supervisão. Placas grossas aquecidas no forno passam no laminador para reduzir a espessura, e depois são enroladas em uma bobina. O produto da GE Fanuc possibilita o controle da esteira de bobinas à quente, que posteriormente é direcionada ao cliente ou para a laminação a frio.

No Laminador de Chapas grossas as tiras são reaquecidas, em um processo que se caracteriza por diversas passadas pelo laminador até que sejam atingidas a espessura e largura desejadas.

O gerente de desenvolvimento de negócios da GE Fanuc, Antonio Cardoso, afirma que o Versa Max, um outro produto utilizado pela Cosipa possibilita o acesso remoto aos dados de controle e é utilizado tanto como I/O, como PLC sendo utilizado em aplicações superiores a 1.500 pontos. “Ele tem arquitetura modular, recursos que facilitam seu uso e que podem ser conectados às principais redes de comunicação do mercado”, afirma. A utilização dos controladores da linha Series 90-30 juntamente com a linha de I/O e módulos especiais, tornam os produtos flexíveis para qualquer processo industrial.

Dentro do desenvolvimento de aplicações integradas com cada processo de produção, que disponibilizam de maneira online informações atualizadas em tempo real dos processos para cada gerente da área, Cardoso explica que o Cimplicity - software de supervisão utilizado pela Cosipa - é parte integrante deste processo, disponibilizando todos os dados coletados e telas de monitoração e controle para este sistema. Isto permite que os gerentes de operação e manutenção possam monitorar a produção e as condições operacionais dos seus equipamentos de qualquer lugar via web.