A Refinaria Presidente Bernardes em Cubatão (Petrobras) foi o cenário escolhido pela ISA São Paulo Section para promover o seu segundo evento do ano de 2011, com o tema Redes de Comunicação em Ambientes Industriais & Áreas Classificadas. O evento reuniu mais de 80 pessoas, entre colaboradores da Petrobras e também profissionais das indústrias da região, como Usiminas, Vale, Carbocloro, dentre outras.

O evento contou com quatro apresentações de palestras técnicas, promovidas por grandes empresas fornecedoras da tecnologia.

A abertura oficial do evento deu-se por meio do Sr. Manoel Lousada, Gerente de Manutenção da Refinaria e atual Gerente Geral em exercício, que além de dar boas vindas aos presentes, pontuou a importância na parceira da Petrobras com entidades como a ISA para fomentar iniciativas que resultem na reciclagem e aprimoramento profissional dos profissionais da baixada santista.

Na seqüência, o evento contou com a abertura realizada pelo atual Presidente da ISA São Paulo, Sr. Roberto Magalhães que apresentou a estrutura organizacional da ISA tanto mundial quanto nacional.

A primeira palestra a ser apresentada, foi a da National Instruments, que por intermédio do Sr. Cesar Federice apresentou o tema EtherCAT e as facilidades das redes distribuídas usando ferramentas NI.

Durante a sua apresentação, o Sr. Federice pontuou sobre a importância da utilização de uma rede determinística em aplicações industriais. Ele citou como diferenciais técnicos da rede EtherCAT a transferência otimizada de dados e jitter, a simplicidade na adição de novas E/S, assim como a instalação de baixo custo e consistência das plataformas de hardware e software.

Segundo Federice, a tecnologia EtherCAT consiste numa rede industrial determinística e de alta velocidade, baseada em Ethernet e projetada especialmente para a indústria. Essa tecnologia é administrada pela EtherCAT Technology Group e faz parte do padrão aberto IEC 61158. 

Foram apresentadas ainda algumas vantagens com relação ao uso da Profinet, como: múltiplos escravos EtherCAT podem consumir dados ao mesmo tempo em que um escravo Profinet consumiria; enquanto a Profinet monitora o tempo de atraso entre envio e recebimento, no Ethercat o fluxo é contínuo e o processador não é responsável pelo determinismo.

Características adicionais, como alto desempenho, menor tempo de desenvolvimento e facilidade de integração com a plataforma de tempo real da NI fazem com que a EtherCAT seja adotada de maneira significativa por fabricantes de máquinas e em aplicações na indústria automotiva.

A segunda palestra foi apresentada pela empresa Smar que, através de seu colaborador Sr. Leandro Torres, trouxe o tema Redes de comunicação em ambientes industriais & áreas classificadas. Foram abordados temas relevantes, como a segurança intrínseca que se traduz no uso de barreiras especiais em áreas não-classificadas. Essa tecnologia é traduzida na limitação da potência utilizada nas áreas classificadas, garantindo que não haja produção de energia suficiente para gerar arcos elétricos nem calor excessivo que poderiam causar explosões.

Os usuários podem associar seguramente diversos equipamentos, desde que sejam respeitados esses parâmetros.

Essa metodologia provê flexibilidade na elaboração de projetos, mas requer atenção especial nos cálculos necessários por parte dos engenheiros. Ela é muito útil para sistemas convencionais de instrumentação analógica ponto-a-ponto, não evidenciando as facilidades de uma rede multidrop Fieldbus.

Devido ao resistor de limitação de correntes, essas barreiras só podem integrar 80mA para o segmento H. Segmentos com poucos instrumentos geram um aumento de custo de projeto.

Para tornar atrativas as aplicações de SI, fornecedores desenvolveram outras soluções como Fieldbus Intrinsically Safe Concept, que foi desenvolvido pela PTB na Alemanha nos anos 90 e permite mais potência para o segmento H1 em área classificada. Este conceito foi inicialmente adotado pela Profibus e subsequentemente pela Fieldbus Foundation.

Fontes FISCO são utilizadas em áreas seguras e possuem circuitos ativos de limitação de corrente, permitindo manutenção online (com a rede “viva”) e maior potência nos segmentos em áreas classificadas.

Com essa nova perspectiva, novos parâmetros de segurança intrínseca foram estabelecidos, criando uma grande liberdade de adoção de qualquer combinação de fontes para SI e instrumentos de campo.

Importante salientar que com essa configuração há a possibilidade de utilizar-se mais instrumentos por segmento, desde que seja garantido que a corrente total do segmento seja menor que a da barreira ou coupler (acoplador).

Alguns fornecedores oferecem soluções híbridas de FISCO e FNICO, onde o barramento principal é de alta potência e somente as derivações paras os instrumentos é FISCO. No entanto, existem alguns inconvenientes: por ser uma instalação de segurança aumentada no barramento principal, a manutenção só pode ser feita com o circuito desligado. Outros fornecedores alegam que a solução híbrida ainda possui uma desvantagem adicional, como queda acentuada de tensão entre os elementos da interligação do barramento principal e as barreiras de campo. Por outro lado, a vantagem é de poder utilizar maior número de dispositivos e de alcançar maiores segmentos.

Após um intervalo para um coffee break, as palestras foram retomadas, através da apresentação do Sr. Marcos Lacroce da Siemens, que apresentou o tema Tecnologias FOUNDATION Fieldbus e PROFIBUS aplicadas em Áreas Classificadas. 

Durante sua apresentação, foi explanada a importância da Segurança Aumentada como sendo um tipo de proteção utilizada em equipamentos onde não ocorrem centelhamentos com frequência, mas onde há altas temperaturas no equipamento quando em condições de sobrecarga. A atmosfera explosiva se encontra em contato com as partes perigosas do equipamento, mas o tipo de construção (blindagens mecânicas, reforços, fatores de segurança aumentados, etc) prevê distúrbios e falhas evitando assim o sobreaquecimento e possível ignição.

Na segurança intrínseca a atmosfera explosiva se encontra em contato como o equipamento (ou parte dele), mas limita-se a energia do mesmo abaixo da mínima necessária para gerar a ignição, mesmo em caso de centelhamento, temperaturas excessivas, em regime normal ou em caso de falhas. 

Com base em estudos do PTB (Physikalisch-Technische Bundesanstalt) que datam de 1994, para um modelo FISCO discutiu-se a viabilidade de se utilizar como fontes de alimentação (equipamentos associados) topologias não lineares.

Lacroce complementou sua palestra discursando sobre a utilização de Profibus DP, PA e Foundation FieldBus em áreas classificadas e todos os elementos e dispositivos associados ao tema (couplers, remotas IS, etc).

Por fim, foram apresentados os conceitos de Seguraça Aumenta (Ex-e) e Segurança Intrínseca (Ex-i ) e discutidas as possíveis arquiteturas associadas.

A última palestra deste encontro foi apresentada pela empresa Westlock, que abordou o tema Benefícios das redes industriais na monitoração e diagnóstico de válvulas, apresentada pelo Sr. Leonel Bertuso. 

Durante a palestra foram enumeradas as desvantagens dos sistemas de I/O convencionais, como: cabeamento mínimo de 3 pares de cabos, quantidade de válvulas On-Off muito maior que a de válvulas de controle e instrumentos, longas distâncias para lançamento de cabo e falta de espaço para bandeijamento e painéis de rearranjo. 

Na solução em rede (ou híbrida) os equipamentos de campo fazem parte do sistema enquanto que na arquitetura convencional existe uma visão limitada do mesmo.

Algumas estatísticas interessantes foram mencionadas: 300 milhões de válvulas são vendidas cada ano, 15% das válvulas são atuadas, 30% das válvulas atuadas são monitoradas, 1% das válvulas manuais são monitoradas e apenas 5% das válvulas vendidas são monitoradas. Além disso, foi citado que mais de 40% do custo de operação é devido à manutenção e 50% da manutenção é corretiva, que é em média 10 vezes mais cara que manutenção preventiva. Essa manutenção preventiva é feita 25% do tempo e é 5 vezes mais cara que manutenção preditiva. Pra finalizar, foi apresentada a estatística alarmante de que 60% da manutenção preventiva é desnecessária. 

Bertuso deixou claro que diagnósticos ajudam a detectar possíveis falhas antecipadamente e, desde que sejam feitos remotamente, reduzem a exposição do operador no campo. Sem nenhum diagnóstico, estima-se que 75% das válvulas de controle recebem manutenção desnecessária. 

Após o encerramento do evento, os participantes foram convidados para um coquetel de confraternização, servido nas dependências da Gerência Geral da Petrobras e que promoveu a aproximação dos presentes, mostrando que eventos dessa qualidade servem também como um excelente canal de network.

Fotos

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Apresentações

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Tema	Palestrante
Ethercat e as Facilidades das Redes Distribuídas Usando Ferramentas NI	Cesar Federice, National Instruments
Tecnologias FOUNDATION Fieldbus e PROFIBUS aplicadas em Áreas Classificadas	Marcos Lacroce, Siemens
Benefícios das Redes Industriais na Monitoração e Diagnóstico de Válvulas	Leonel Bertuso, Westlock

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