Edição 97 - Controle & Instrumentação

Para que se tenha uma idéia da importância da utilização dos licores no processo de fabricação de celulose, vamos abordar um pequeno resumo da etapa onde o licor negro é aplicado: “Da pilha os cavacos são transportados por esteiras para o silo de cavacos onde inicia-se a pré-vaporização atmosférica, a uma temperatura de 102-104oC e tempo de retenção de 15 minutos. Seguem para o medidor de cavacos que vai transferi-los para o alimentador de baixa pressão. É aí que se determina a taxa de produção do Digestor. Após o medidor vem a Calha de Cavacos onde há o início da impregnação dos cavacos com licor preto na parte inferior da calha e ela, ainda deve encher os bolsos do Alimentador de Alta Pressão e mantê-los imerso em licor para a realização do efetivo cozimento. O Alimentador de Alta Pressão remove os cavacos da calha e transporta-os ao separador de topo. Aí realiza-se uma injeção de Licor Branco, para limpeza e selagem, e de vapor para aquecimento e dilatação. Após a preparação dos cavacos, eles serão enviados para o Digestor. Este é um vaso de alta pressão com a seção inferior mais larga que a seção superior, possui tubos centrais concêntricos para adição de licor e peneiras para remoção e recirculação de licor, cuja finalidade é converter os cavacos de madeira em polpa, pela remoção da lignina, que serve de cola para as fibras, com licor de cozimento. Os cavacos aquecidos com vapor (usado para abrir os poros dos cavacos e expelir os ar), impregnados com licor de cozimento quente a alta pressão entram pelo topo do Digestor e vão descendo vagarosamente até o fundo. Ainda no Digestor os cavacos cozidos sob alta pressão e alta temperatura até as peneiras de lavagem. Na zona de descarga, a reação é bruscamente reduzida pelo resfriamento da polpa pela injeção de licor preto frio. Moles e cozidos, os cavacos são então descarregados pelo fundo do Digestor. A massa de fibras resultantes desse processo é enviada para o sistema de lavagem por difusão.”

Performance Monitoring and Advanced Process Control in the Pulp & Paper Industry

Leonardo C. Kammer – GE Global Research
Bruce J. Allison – Paprican /Vancouver
Alain A. Roche – Paprican /Pointe-Claire
Canadá

A utilização de ferramentas modernas e amigáveis tem se tornado cada vez mais importante em controle de processos. Tais ferramentas possibilitam que engenheiros da fábrica obtenham produtos com especificações de alta qualidade através da redução de variabilidade, ao mesmo tempo em que aumentam a produção e reduzem o consumo de energia. Este artigo descreve as características principais e questões de implementação de duas destas ferramentas: um pacote para monitoramento de laços de controle, e um controlador avançado de processos multivariáveis. Para cada uma destas ferramentas, apresenta-se um estudo-caso real com análise dos benefícios obtidos. O uso da ferramenta para monitoramento de desempenho, na manutenção preditiva, resultou na eliminação da maior parte dos problemas associados a defeitos nos laços de controle. O controlador avançado de processos possibilitou o aumento de produção em um forno de cal, mantendo a qualidade do produto final. Neste caso, estima-se uma economia anual na ordem de US$120.000.

Nova estratégia de diagnóstico integrado
para posicionadores digitais

Dr. Jörg Kiesbauer
Gerente de Desenvolvimento
Samson AG, Frankfurt/Main, Alemanha

Além de controlar a posição da válvula, um posicionador digital proporciona também informação adicional sobre sua própria condição, assim como informações sobre os componentes mecânicos tais como a válvula e o atuador. Outros dados de diagnósticos mais completos podem ser obtidos através do uso de um software especial com funções de testes específicos. É necessário portanto que o operador da planta invista seu tempo e mão-de-obra em treinamento e prática nos testes de diagnóstico. São exatamente estes recursos os fatores limitantes nas plantas de processo, onde um acesso direto às informações de diagnóstico se torna necessário, evitando assim uma quantidade exagerada de dados [1].
O artigo à seguir propõe um novo tipo de estratégia de diagnóstico em etapas que compreende os dados que são coletados diretamente pelo posicionador e são avaliados para criar e estabelecer alarmes sob condições estabelecidas. Os alarmes explícitos aparecem no sistema de gerenciamento do processo, selecionados em codificação de cores de semáforo e classificados para chamar a atenção tanto do operador da planta quanto do técnico de manutenção.

Automação e gestão de laboratórios de análises
em saneamento

Georgio Raphaelli do Nascimento, Fabiane Figueiredo Severo – Cali, Canoas, Brasil
Erlise Dullius, Andréa dos Anjos – Corsan, Porto Alegre, Brasil

Os laboratórios de saneamento têm a grande missão de analisar e monitorar continuamente os parâmetros físico-químicos e microbiológicos de águas e efluentes a fim de garantir a qualidade na eficiência do tratamento. Neste trabalho, agilidade e principalmente confiabilidade dos resultados são de extrema importância em função da manutenção da qualidade de vida de toda a população afetada diretamente por este processo.

O laboratório central da CORSAN que é o órgão responsável pela realização das análises de controle de qualidade de águas brutas e tratadas da quase totalidade dos municípios do estado do RS, tendo em vista o seu grande fluxo de análises e a confiabilidade necessária nos resultados deste processo, fez-se necessária a automação do sistema de gerenciamento de dados de seus laboratórios.

Esta unidade conta com diversos laboratórios físico-químicos e microbiológicos filiados à rede metrológica do RS segundo a ISO/IEC 17.025.

Outro aspecto importante a ser ressaltado é o fato de que os sistemas LIMS informatizados permitem de forma simples e segura a união de todos os cálculos de incertezas, históricos de correções e outros aspectos de vital importância para a certificação da qualidade.

Este trabalho tem por objetivo mostrar que Sistemas LIMS reduzem drasticamente o trabalho administrativo, aumentam a qualidade e a produtividade do laboratório, diminuem os custos operacionais e ainda contribuem diretamente na vida dos cidadãos, que veêm a sua água tratada como sinônimo de saúde.

Simulação de uma coluna de adsorção em leito fixo para a remoção de poluentes da indústria de petróleo e gás

R. R. Lavich, E. L. Cerutti, H. T. Barbosa,
A. A. Ulson de Souza, S. M. A. Guelli U. de Souza
Departamento de Engenharia Química e Engenharia de Alimentos - Universidade Federal de Santa Catarina

O processo de adsorção se encontra presente em várias etapas da cadeia de produção da indústria do petróleo e gás, sendo utilizado tanto para processos de separação, como na purificação das correntes de hidrocarbonetos obtidas por refinarias e indústrias petroquímicas. Com o auxílio de softwares que solucionem os modelos numéricos, que representam os fenômenos de transferência e equilíbrio envolvidos em uma coluna de adsorção, é possível obter uma fiel reprodução do processo, obtendo assim informações que orientam a obtenção das condições ótimas de operação. Este trabalho visa, a partir de modelos teórico-computacionais, desenvolvidos no ambiente computacional do software CFX-5.5 da AEA Technology, simular o fenômeno de adsorção em uma coluna de leito fixo, considerando que esta seja utilizada na remoção de contaminantes da indústria de petróleo e gás, e obter as melhores condições operacionais do processo. Os resultados gerados através da simulação da coluna de adsorção estão representados sob a forma de curvas de “breakthrough” e perfil tridimensional dos campos de velocidade e concentração no interior da coluna, para diferentes temperaturas, sendo comparados com dados obtidos na literatura.

Economizando em instalações em áreas classificadas

Rainer Hillebrand, CEAG

Hoje, o corte de custos se impõe cada vez mais com maior pressão sobre os fabricantes e os usuários finais. Há diferentes enfoques para atingir este objetivo. Eventualmente, todos os esforços vêm para o fim de linha desde que segurança e confiabilidade nunca devem ser comprometidas. Isto é onde idéias novas podem levar as novas soluções que repentinamente parecem tão óbvias, mas por alguma razão obscura nunca foram tentadas antes. O presente trabalho irá mostrar como princípios conhecidos aplicados a um novo contexto podem levar a um grande passo na direção de fazer a instrumentação em áreas classificadas quase tão fácil para fazer engenharia e manipular como no equipamento para área segura. O leitor irá aprender como superar as limitações da segurança intrínseca e ainda fazer uso de suas vantagens em relação a reparo e manutenção, tanto na instrumentação convencional de campo como em sistemas digitais interligados com barramentos de dados.

Riscos industriais ao meio-ambiente: um alerta!

Estellito R. Junior
Engenheiro eletricista
Representante brasileiro da ABNT no TC-31 da IEC

Em 2001, a mídia noticiou que o terreno de um conjunto habitacional em Mauá – S. Paulo, estava contaminado com metais pesados e gases inflamáveis. A análise do solo foi encomendada pela prefeitura local um ano antes, quando um trabalhador morreu devido à uma explosão ocorrida durante a realização de um serviço de reparo na cisterna do condomínio.

No primeiro semestre de 2000, a cidade do Rio de Janeiro vivenciou nove explosões em bueiros da concessionária de energia elétrica – Light. Um dos casos culminou com um bueiro pesando cerca de 130 kgf, atravessando o pára-brisa dianteiro de um carro que passava no local. [ 1 ]

Sabemos que os riscos de explosões devidos à presença de gases inflamáveis, estão associados ao ambiente industrial, como: refinarias de petróleo, indústrias químicas, farmacêuticas e outras. A ocorrência destes eventos no ambiente urbano, leva às seguintes questões:

- – Estamos seguros em nossas casas ?
- – As escolas de nossos filhos estão seguras ?
- – Que garantias dispomos para evitar novas explosões semelhantes?

Sistema de Controle de descarga de fardos
da mesa Layboy

Daniel Schuck, Roni Jansen
Sindus Tecnologia Humana
Guaíba / Rio Grande do Sul

Implementação de um sistema de controle com maior precisão na descarga, tendo em vista que o sistema antigo apresentava grandes variações de peso entre os fardos, necessitando assim que a operação ficasse constantemente corrigindo o valor do set-point de descarga da mesa e a dedicação exclusiva de um operador, para corrigir manualmente o peso dos fardos fora de tolerância, causando atrasos na linha de enfardamento.

O novo sistema de controle é baseado na relação entre o peso da mesa Layboy quando a mesma está na posição de pesagem estática antes da descarga e a quantidade de folhas contadas que resultaram naquele peso, variando-se assim o set-point da contagem e não o de peso como era feito anteriormente, pois devido a construção da mesa e a velocidade da máquina, o controle apenas pelo peso torna-se impreciso.

Após a modificação do controle, a linha de enfardamento ganhou maior velocidade, liberando os pulmões de fardos que agora estão disponíveis para uma eventual emergência e deixando o operador livre para executar outras atividades.

Instalação de cortinas de luz de acordo com
normas técnicas

Cláudio Ragassi Moneda
Supervisor de Vendas e Aplicações
Pilz do Brasil

Todas as cortinas de luz (ESPE) de proteção, num ambiente industrial, devem ser instaladas de forma que a penetração de uma pessoa ou partes de um corpo em uma zona de perigo seja detectada de forma segura.

As normas abaixo relacionadas devem ser observadas neste tipo de instalação:
EN 999: Velocidades de aproximação de partes de um corpo para a instalação de dispositivos de segurança.

EN 294: Distâncias de segurança para evitar que se alcancem zonas perigosas com os membros superiores.

Dicas de dimensionamento e instalação em
redes Profibus PA

César Cassiolato - Gerente de Produtos
Marcos Mesquita – Gerente TurnKey & Assistência Técnica
Smar Equipamentos Industriais Ltda

Com a tecnologia Fieldbus, os usuários podem ter diversos benefícios proporcionados pela tecnologia digital e além disso, podem tirar vantagens e conseguir otimização e redução de custos de distribuição das redes, garantindo segurança e confiabilidade nas operações.

Para o sucesso de qualquer rede de automação e controle, a instalação deve ser criteriosa e dentro das especificações. Este artigo mostra alguns cuidados e práticas no dimensionamento e instalação que devem ser adotadas em redes Profibus PA e que valem também para as redes H1 do Foundation Fieldbus, uma vez que o meio físico destes protocolos está definido pelo mesmo padrão, IEC61158-2.

Questões relacionadas com aplicação de Rede
Ethernet em subestações

Darold Woodward, PE
Schweitzer Engineering Laboratories
Pullman, WA USA

Este artigo fornece uma introdução à utilização de rede Ethernet nas subestações de energia elétrica. Além dos termos e conceitos básicos das redes Ethernet, ele trata de assuntos específicos relativos às redes Ethernet em subestações.

Função Avançada para Sistema Supervisório
de Subestação baseada em Redes de Petri Coloridas

Raimundo Furtado Sampaio, Eudes Barbosa de Medeiros, José Wilson Barreto de Oliveira, Marcus Superbus de Medeiros, Companhia Energética do Ceará - Coelce
Giovanni Cordeiro Barroso, Ruth Pastôra Saraiva Leão – Universidade Federal do Ceará - UFC
José Renato de Brito Sousa – Centro Federal de Educação Tecnológica do Ceará - Cefet

Este artigo propõe uma função avançada para o sistema supervisório de uma subestação distribuidora baseada em Redes de Petri Coloridas. A função avançada é definida como um Sistema de Diagnóstico de Falta (SDF) que visa identificar e localizar faltas em subestações a partir da análise e filtragem de informações disponibilizadas pelo sistema supervisório. O SDF proposto disponibiliza aos operadores do sistema elétrico um volume reduzido de informações necessárias e precisas, tornado a tarefa de diagnóstico de falta menos estressante e mais rápida. A função SDF foi aplicada à subestação Beberibe do sistema elétrico de distribuição da Concessionária de Energia Elétrica do Ceará – COELCE.

Sistema de telecomando e monitoramento de religadoras automáticas da rede de M.T. via comunicação celular – STMRA

Vitor Luiz Guitte Gardiman - gerente Executivo de Suporte Tecnológico; Francisco Manuel Pires Neto – gerente da Divisão de Automação e Telecomunicações; Ricardo Rufini – supervisor de Medição; Rogério Marques – Engº Eletricista Bandeirante Energia

Este trabalho apresenta o desenvolvimento do projeto e implantação do Sistema de Telecomando e Monitoramento de Religadoras Automáticas da Rede de Distribuição (STMRA) da Bandeirante Energia, que foi iniciado o seu desenvolvimento em maio de 2001, onde prevíamos a disponibilização de telesupervisão e telecontrole utilizando a rede de telefonia móvel comutada (celular).

No texto, após a apresentação da Bandeirante Energia, temos a descrição conceitual do sistema, com seus componentes básicos e a posterior avaliação da aplicabilidade da tecnologia de Microrremotas com comunicação celular, para a telesupervisão e telecontrole da rede primária de distribuição, nos Centros de Controle numa empresa de distribuição de energia elétrica, além da própria utilização do STMRA como ferramenta auxiliar a operação nos centros.

Na aplicação desse projeto a Bandeirante Energia iniciou a instalação, em agosto de 2001, como projeto piloto de 10 (dez) microrremotas em Religadoras Automáticas – RAs – distribuídas em: 5 (cinco) nos municípios de Guarulhos, Itaquaquecetuba e Biritiba Mirim, na região do Alto Tietê, e mais 5 (cinco) microrremotas em RAs nos municípios de São José dos Campos, Caçapava e Jacareí, na região Vale do Paraíba. Na ocasião a Bandeirante Energia possuía 2 CODs – Centro de Operação da Distribuição, onde foi instalada plataforma de hardware e software de gerenciamento para o controle e supervisão dessas RAs.

Na fase do projeto piloto foram avaliadas desde a robustez e confiabilidade da solução até a própria eficiência dos sistemas de alarmes para a detecção de falhas. Também foi desenvolvido um Plano de Negócios para que fosse avaliado o investimento e correspondente retorno da aplicação.

Atualmente, a Bandeirante Energia, está com 110 RAs em operação com Microrremotas celulares e gerenciadas através da plataforma do sistema STMRA.

O STMRA, em sua fase final de implantação, estará integrado ao SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) do COS, localizado em Mogi das Cruzes e inaugurado em 11/11/2003, disponibilizando o monitoramento e telecomando de todos os equipamentos de manobra (motorizados) e supervisão espalhados pelos trezentos e cinqüenta circuitos de média tensão (13,8 kV), abrangendo os vinte e oito municípios da área de concessão.

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