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DIRETORIA EXECUTIVA 2009/2012

Marco Padovan (Sense)
Diretor Presidente

Leandro Torres (SMAR)
Diretor Vice Presidente Tesoureiro

Robert Gries Drumond (Siemens)
Diretor Vice Presidente Secretário

Adriano Oliveira (SMAR)
Diretor de Marketing

Silas Anchieta
Diretor Executivo

 

JORNALISTA RESPONSÁVEL

Sílvia Bruin Pereira
(MTb 11.0065 / MS 5936)

Os artigos assinados são de exclusiva responsabilidade de seus autores. É vedada a reprodução total ou parcial dos textos e ilustrações desde newsletter, sob pena de sanções legais. São tomados todos os cuidados razoáveis na preparação do conteúdo das matérias e, caso haja enganos em textos ou desenhos, será publicada errata na primeira oportunidade.

 


Associação PROFIBUS
Caixa Postal 11.063-9 - CEP 05422-970
São Paulo, SP. Telefone/Fax: (11) 2849-3202
e-mail: profibus@profibus.org.br
site: www.profibus.org.br.

 

CASE

Gerenciamento de Ativos no Setor Sucroalcooleiro: Case Grupo Santa Terezinha, Usaçúcar.

Engª Karen Baio, Gerente de Contas e Aplicações da Endress+Hauser, e Alan Fayad, Supervisor de Automação Industrial – TI do Grupo Santa Terezinha – Usaçúcar.
*karen.baio@br.endress.com

Publicado originalmente na Revista InTech América do Sul, edição 107, novembro de 2008.

 

Situação atual: Gerenciamento de Ativos.
A cada dia que passa, as empresas estão dando mais importância aos diagnósticos dos equipamentos instalados na planta. E com essa mudança de mentalidade surgiu um novo conceito em manutenção: “O gerenciamento de ativos”. Uma ferramenta capaz de minimizar os custos de manutenção a partir de um simples gerenciamento de documentação até o monitoramento contínuo de variáveis do processo para reduzir a vulnerabilidade da planta. Sendo capaz de detectar possíveis falhas antes mesmo que ela venha a acontecer, manutenção preditiva, evitando assim paradas não programadas durante um período de safra em uma usina de açúcar e álcool.

Hoje tudo isso pode ser realizado por um único software. Um software dedicado ao Gerenciamento de Ativos, baseado na tecnologia FDT/DTM.  Em 2007 foi instalada a primeira solução de gerenciamento de ativos utilizando tecnologia FDT/DTM em uma usina de açúcar a álcool, instalado em usinas do grupo Usaçúcar (Santa Terezinha).

 

Tecnologia FDT/DTM
A Tecnologia FDT/DTM é um padrão mundial e aberto, que permite a elaboração de uma arquitetura integrada, independente do protocolo de comunicação e com equipamentos de diferentes fornecedores. Permitindo acesso às mais especificas funções de cada equipamento, possibilitando a parametrização, calibração, acesso a diagnósticos avançados e características de cada fornecedor e visualização das condições operacionais de cada equipamento. Tudo isso pode ser observado de forma gráfica, facilitando assim o entendimento do usuário. FDT vem de Field Device Tool e simboliza uma única ferramenta para o acesso a dispositivos de campo.

Podemos fazer uma analogia da tecnologia FDT/DTM com o driver de Impressora. Imaginem o seu computador, em um ambiente Windows, para que possamos imprimir um arquivo é necessário que se tenha o driver da impressora instalado em seu computador. A mesma coisa acontece na tecnologia FDT, para fazermos a comunicação e visualização de um equipamento através do software, precisamos ter o DTM deste equipamento instalado na ferramenta FDT, ou frame FDT como são conhecidos os softwares de acesso aos DTMs. O FrameFDT aqui utilizado foi o FieldCare. O responsável pela fabricação dos DTMs é o próprio fabricante do instrumento, que permite que seja incluída toda a função do equipamento. Daqui temos o significado de DTM (Device Type Manager), um driver de gerenciamento do equipamento.

Algumas das funcionalidades do gerenciamento de ativos utilizando a tecnologia FDT/DTM são:

  • Configuração de equipamentos independente do fornecedor desde que o fornecedor tenha o DTM do equipamento.
  • Gerenciamento de documentos ao longo do ciclo de vida dos dispositivos para o profissional de manutenção (por exemplo, manuais, certificados, históricos etc.), com uma redução de tempo devido à perda de documentos.
  • Integração de dispositivos que não fazem comunicação ou são transparentes, para a completa documentação da planta.
  • Preenchimento automático da base dados (Veja a Figura 1).
  • Verificação de projetos.
  • Acesso a redes digitais: Profibus, HART, etc.
  • Gerenciamento da base instalada (Veja a Figura 2).
  • Gerenciamento usuários (quem, quando e o que foi feito no dispositivo).
  • Manutenção preditiva: monitoramento do funcionamento com o intuito de diagnosticar futuras falhas antes que elas aconteçam utilizando neste caso o Condition Monitoring.




Figura 1 – Criação automática de topologia no FieldCare.




Figura 2 – Gerenciamento da base instalada.

 

Grupo Santa Terezinha (Usaçúcar) – Solução para Gerenciamento de Ativos.
Com o intuito de melhorar a utilização dos dispositivos da planta, o Grupo Santa Terezinha decidiu investir numa ferramenta para o gerenciamento de ativos de suas usinas.
O Grupo Santa Terezinha foi fundado em 1961, é hoje uma das principais empresas do setor sucroalcooleiro do país. Possui atualmente oito unidades de produção, todas elas localizadas no norte do estado do Paraná, são elas, com as respectivas quantidades de cana moída (ton) em 2010:

Iguatemi

1.893.817,15

Paranacity

2.708.171,75

Tapejara

3.009.835,50

Ivaté

2.203.337,01

Terra Rica

1.913.331,68

São Tomé

   843.409,33

Rondon

1.662.015,41

Cidade Gaúcha

1.751.116,69

Total

15.985.034,52

As exigências para a escolha de um sistema de gerenciamento de ativos foram:

  • Otimização de operação dos instrumentos e válvulas/posicionadores, possibilitando a utilização de todos os recursos disponibilizados em uma Rede Profibus, tal como a visualização do estado de funcionamento de todos os equipamentos, implantando assim uma manutenção preditiva;
  • Abrangência de todos os diferentes equipamentos e fornecedores instalados;
  • Configuração e monitoração dos transmissores remotamente.

Segundo Alan Fayad, Supervisor de Automação Industrial – TI do grupo, procurando algumas tecnologias no mercado, o FieldCare foi o software encontrado que atendeu a todos os requisitos exigidos. Outro detalhe decisivo foi a utilização da Ethernet como meio físico já instalado em toda a planta. Para isso foram utilizados gateways Profibus-Ethernet (Fieldgate), evitando assim que todas as redes DPs fossem encaminhadas para uma única estação. Os gateways foram necessários, pois o PLC utilizado na planta não faz o roteamento de dados. Fayad ainda salienta que um dos objetivos era migrar a estrutura de instrumentação de 4 a 20mA para Profibus PA, devido à inovação tecnológica de flexibilizar, agilizar as instalações de campo, configurar e monitorar os transmissores remotamente.
Hoje o grupo já possui três unidades já trabalhando com o software de gerenciamento de ativos, com as seguintes dimensões:

  • Usina Tapejara: planta já existente que sofreu uma modernização, onde apenas colocamos o gerenciamento de ativos em paralelo a rede Profibus.
    • Inicialmente com 03 gateways Profibus-Ethernet cada um com 03 canais Profibus DP independentes, após meses de utilização houve expansão para mais 02 gateways, totalizando 15 redes DPs disponíveis;
    • FrameDTM para 256 tags de projetos e 64 tags de monitoramento contínuo.
  • Usina Terra Rica: planta nova e desde a partida já opera com a solução de gerenciamento de ativos integrada.
    • 05 gateways Profibus-Ethernet cada um com 03 canais Profibus DP independentes, totalizando também 15 redes DPs disponíveis;
    • FrameFDT para 512 tags com 128 tags de monitoramento contínuo.

Após o sucesso das duas primeiras instalações, em 2008 foi implementado o terceiro sistema de gerenciamento de ativos do grupo, o maior software de gerenciamento de ativos já instalado, em uma única estação de trabalho.

  • Usina Paranacity: planta que já opera há alguns anos, foi implantada mais uma solução de gerenciamento de ativos em paralelo a rede já existente.
    • 08 gateways Profibus, totalizando 24 redes DPs disponíveis;
    • FrameDTM 1024 tags com 512 tags de monitoramento.

Em todas as plantas a arquitetura é formada por uma rede Profibus DP/PA, que interliga todos os instrumentos de campo ao CLP. Utilizando posicionadores e instrumentos de diferentes fornecedores, como ilustrada na Figura 3.



Figura 3 – Arquitetura de rede já existente antes da implantação do Gerenciamento de Ativos: Tapejara e Paranacity.

Para a implementação do FieldCare não foi necessário alterar a arquitetura já existente. O sistema de gerenciamento de ativos foi colocado em paralelo, conforme diagrama da Figura 4.




Figura 4 – Arquitetura de rede depois da implantação do Gerenciamento de Ativos.

 

Condition Monitoring – Monitoramento contínuo da condição de funcionamento do equipamento.
Através de pesquisas realizadas, concluiu-se que as despesas com a operação de instrumentação e manutenção são maiores do que todos os demais gastos no inventário de uma indústria, esses valores são evidenciados no gráfico a seguir (Figura 5), formulado pela ARC.

 



Figura 5 – Despesas com diferentes tipos de inventário. Fonte: Automation Research Corporation.

Com isso, a finalidade é realmente gastar tempo em manutenção com os instrumentos que realmente necessitam. A resposta para minimizarmos esses custos está em uma manutenção preditiva da planta, ou seja, o dispositivo detecta por si próprio quando a manutenção é necessária e informa ao sistema, controlando e otimizando a disponibilidade da planta com baixos intervalos de manutenção.

Para tal manutenção preditiva utilizamos a ferramenta que está dentro do sistema de gerenciamento de ativos: o Condition Monitoring que está presente na versão profissional do FieldCare.

O acesso ao Condition Monitoring é feito de maneira bem simples através de uma página de internet, com qualquer browser disponível no mercado (Internet Explorer, Firefox, etc.). Desta forma está disponível para qualquer computador conectado a esta rede e pode ser disponibilizado pela internet. No exemplo a seguir podemos acessar o Status Monitor da planta onde temos uma visão da disponibilidade dos instrumentos (Veja a Figura 6).




Figura 6: Acesso ao
Condition Monitoring – Status Monitor

Dentro do Status Monitor, se clicarmos em qualquer instrumento localizado, é possível ver o status deste instrumento, bem como abrir o histórico de falhas do instrumento. A Figura 7 nos mostra o status geral do monitoramento do sistema, incluindo o total de pontos monitorados. A Figura 8 nos mostra um overview do equipamento selecionado, caso seja selecionado o histórico completo do equipamento, é possível visualizar todo o comportamento do equipamento em determinado período (Veja a figura 9).

 

Figura 7 – A árvore de status fornece um status geral sobre o monitoramento do sistema.

 

Figura 8 – O Quick Report dá um curto overview do instrumento selecionado.

 



Figura 9 – Histórico completo do equipamento selecionado
.

Outra ferramenta de destaque do Condition Monitoring é o envio de relatórios. É possível programar para que semanalmente sejam encaminhadas ao supervisor de área todas as falhas existentes na planta para uma possível tomada de decisão.

 

Conclusão
A modernização das usinas de açúcar e álcool está em grande evidência, é claramente perceptível a todos aqueles que estão acompanhando esse mercado ao longo dos últimos anos. Nesse exemplo vimos que agora essa evolução chegou ao gerenciamento de ativos, o exemplo pioneiro do Grupo Santa Terezinha, está sendo seguido por diversas outras usinas ao redor do país.

A tecnologia FDT junto ao FieldCare vem se mostrando extremamente capaz de suportar essa tarefa e reduzir os custos operacionais durante o período de safra de uma usina. A correta análise de um gráfico de monitoramento pode ser decisiva na retirada de um equipamento durante a safra. 



Referências Bibliográficas

  1. FDT Group: www.fdt-group.org
  2. Endress+Hauser: www.br.endress.com
  3. Usina Santa Terezinha: www.usacucar.com.br

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