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GERENCIAMENTO DE ATIVOS EM USINAS A Automação Industrial Entregando Informações para Manutenção Industrial
1 MÁRCIO VENTURELLI
SÉRIE AUTOMAÇÃO DE USINAS
SÉRIE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL NAS USINAS
SETOR SUCROENERGÉTICO
GERENCIAMENTO DE ATIVOS
A Automação Industrial Entregando Informações
para Manutenção Industrial
Márcio Venturelli
e-Book
GERENCIAMENTO DE ATIVOS EM USINAS A Automação Industrial Entregando Informações para Manutenção Industrial
2 MÁRCIO VENTURELLI
Índice
Apresentação ................................................................................................... 03
O Gerenciamento de Ativos nas Usinas .......................................................... 04
Introdução ........................................................................................................ 05
História ............................................................................................................. 05
Desafios da Manutenção ................................................................................. 06
Benefícios ........................................................................................................ 06
Tecnologia ....................................................................................................... 07
Funcionamento ................................................................................................ 07
Arquitetura ....................................................................................................... 08
Implantação ..................................................................................................... 08
Tendências ...................................................................................................... 08
Aplicação na Usina .......................................................................................... 09
Indústria 4.0 ..................................................................................................... 09
Conclusão ........................................................................................................ 10
Autor ................................................................................................................ 11
GERENCIAMENTO DE ATIVOS EM USINAS A Automação Industrial Entregando Informações para Manutenção Industrial
3 MÁRCIO VENTURELLI
Apresentação
A manutenção da planta gerencia toda a intervenção e o custo do ciclo de vida
do ativo de produção, ao longo dos anos foram evoluindo diversas ferramentas
para apoio nestas ações gerenciais e de operação.
Não querendo esgotar o assunto e não entrando nas técnicas de gestão da
manutenção, podemos dizer que a manutenção moderna, trabalhada orientada
a confiabilidade, onde através da análise das variáveis dos equipamentos
podemos definir se há ou não necessidade e efetuar uma manutenção, e
também demonstra o que fazer, já levando informações de procedimentos para
o técnico de manutenção.
Quando temos associado as informações do processo em tempo real junto ao
ativo, podemos modelar e programar ações inteligentes de intervenção e
otimização do processo, onde passamos a gerenciar a manutenção baseada
em eventos, e como resultado final, obter uma manutenção proativa, pontual e
customizada, extraindo o máximo do ativo, com baixo custo e alta
disponibilidade.
Neste texto, temos a intenção de mostrar como as tecnologias de redes de
comunicação industrial, permitem elaborar arquiteturas de automação que
entregam informações do ativo, cujo objetivo final é obter uma manutenção
inteligente, preparando uma nova realidade da indústria.
GERENCIAMENTO DE ATIVOS EM USINAS A Automação Industrial Entregando Informações para Manutenção Industrial
4 MÁRCIO VENTURELLI
O Gerenciamento de Ativos nas Usinas
O gerenciamento de ativos nas usinas de açúcar, etanol e energia elétrica, sob
o aspecto automação industrial, está relacionado diretamente a coletar
informações de dispositivos inteligentes de campo.
Estes dispositivos inteligentes de campo, através de redes industriais, tais
como, Profibus, Profinet, e outros protocolos que permitam a leitura de
variáveis dos equipamentos em tempo real, fornecem informações sobre o uso,
seu status, sua utilização e seus acessos.
Com a tecnologia das redes industriais e seus respectivos protocolos, é
possível gerenciar manutenção de válvulas, fazendo assinaturas (registros) no
início de safra e ao longo da produção, ir analisando o seu comportamento,
onde ao final do período, determinar se é ou não necessário abri-la para fazer
manutenção.
Neste mesmo formato, podemos analisar variáveis de motores, através de
dispositivos de partida inteligente, direto, por softstarters, por inversores, que
se comunicam diretamente com o sistema de controle, enviando informações
para manutenção.
Neste arranjo, utilizando softwares que coletam estes dados, é possível, por
exemplo, armazenar em um banco de dados, para análise e tomada de
decisões de manutenção e centros de custos, podendo analisar em tempo real,
o ciclo de vida dos dispositivos de comando e controle da planta.
Ademais, também podemos com esta tecnologia acessar dispositivos e mudar
parâmetros, com objetivo de otimizar o processo, uma vez que a ferramenta
permita mudar variáveis, em tempo real e através desta rede, objetivando
extrair do equipamento o seu máximo de performance.
Estamos evoluindo nas redes, já é comum dispositivos comunicando em redes
Ethernet Industrial e agora com Wireless, seguindo este mesmo conceito,
temos na rede industrial a informações necessárias para uma manutenção de
confiabilidade e baseada em eventos, limitada apenas pela capacidade de
fornecer informações dos equipamentos e o arranjo da rede de informação que
está conecta a usina.
Segue texto abaixo com detalhes de funcionamento desta tecnologia, suas
aplicações, vantagens e arquiteturas de uso.
GERENCIAMENTO DE ATIVOS EM USINAS A Automação Industrial Entregando Informações para Manutenção Industrial
5 MÁRCIO VENTURELLI
Introdução
A manutenção industrial cada vez tem que ser mais eficaz na gestão do ciclo
de vida dos equipamentos industriais, para isso a automação industrial passa a
ter papel de destaque cada vez mais importante no âmbito industrial.
Com o grande avanço tecnológico da TI (Tecnologia da Informação) e da TA
(Tecnologia da Automação), hoje temos equipamentos de instrumentação e
controle cada vez mais inteligentes, não só desempenhando suas funções
primárias, mas também entregando inteligência ao processo, resultando em
tomadas de decisões na manutenção mais pontuais, otimizando recursos, na
ponta, reduzindo custos dos ativos.
História
Ao longo dos anos a gestão da manutenção passou por diversas fases
tecnológicas, no final da década de 70 e 80 tínhamos as fichas dos
equipamentos, muitas vezes colocadas em arquivos de papel, para o controle
dos técnicos de manutenção.
Com o avanço da TI, os computadores foram colocados a disposição da gestão
industrial, colocando estas fichas de papel em formato digital, porém ainda
tínhamos que dar entrada manual de dados, das informações do ativo, tempo
de uso, troca de peças e situação encontrada ou reparada.
Com a instrumentação inteligente, isto é, o uso de redes industriais de campo,
os instrumentos passaram a ser ativos, usando o recurso da eletrônica e a
rede, podem estar conectados a sistemas de gestão de ativos, onde os dados
são coletados automaticamente e analisados através de modelos, dando aos
técnicos todas as informações e conhecimento do ativo necessário à efetivação
ou não de reparos e antecipando quebras previstas.
Figura 1 – Evolução da Manutenção
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No nosso caso o ativo é todo e qualquer equipamento responsável pela
medição e controle dos processos industriais, tanto o hardware quanto o
software, passando por toda a infraestrutura de da planta.
Figura 2 – O que é um Ativo
Desafios da Manutenção
Os desafios da manutenção são diversos, para nosso entendimento quanto aos
ativos, podemos descrever:
Reduzir custos de manutenção;
Reduzir paradas não programadas;
Diagnosticar problemas de forma proativa;
Disparar O.S. pelo sistema de TI integrado;
Diminuir o tempo de retomada de processo.
Benefícios do Gerenciamento de Ativos
Os benefícios na planta com a implantação de um sistema de gerenciamento
de ativos inteligente, podemos descrever abaixo:
Redução de paradas não programadas;
Redução de custos de inventário;
Redução nas paradas de produção;
Redução de defeitos em equipamentos;
Aumento de disponibilidade de planta;
Aumento da eficiência da manutenção;
Aumento da produtividade dos equipamentos.
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Tecnologia
A tecnologia hoje empregada para gerenciamento de ativos em planta é o uso
de redes industriais, utilizando-se de protocolos industriais, tais como, Profibus,
Profinet, Foundation, entre outros, conectados a uma infraestrutura que permita
se comunica com um sistema que gerencia este ativo e se conecta a área de
manutenção industrial.
Figura 3 – Tecnologia de Comunicação
Funcionamento
O sistema de gerenciamento de ativos funciona de forma automática, numa
infraestrutura preparada o sistema coleta dados em tempo real, de forma
acíclica na rede, podendo, por exemplo, fazer testes de assinatura de válvulas,
saber a quantidade de partidas de uma Soft starter, sobrecargas, mau
posicionamento de posicionadores, entre outros, entregando já pontos críticos
para manutenção.
Figura 4 – Funcionamento da Aquisição de Dados
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Arquitetura
Há diversas funções que um gerenciamento de ativos pode desempenhar,
desde uma análise on-line na rede, no local ou via WEB, até otimizar processos
conhecendo as variáveis analisadas, passando por gerenciamento de
mudanças e recuperação de desastres.
Figura 5 – Arquitetura Típica de Gestão de Ativos
Implantação
A implantação de um sistema de gerenciamento de ativos passa por algumas
etapas, podemos descrever abaixo de forma simplificada os principais passos:
Definição dos objetivos do gerenciamento de ativos;
Priorização de ativos – central de despesas;
Modelagem de gestão de cada ativo (criticidade);
Indicadores de desempenho para análise;
Projeto de infraestrutura e implantação;
Medição, coleta, gravação e análise;
Plano de ação – procedimento padrão.
Tendências
As tendências em gerenciamento de ativos na automação passam por uma
evolução nas aplicações dos sistemas de segurança (SIS), que já são uma
realidade, elevando os níveis de sistemas de segurança e nas redes sem fio
Wireless para automação industrial, facilitando a coleta de dados para
manutenção.
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Entendendo que as informações de ativo são especialmente utilizadas para a
manutenção e gerenciamento do ciclo de vida dos equipamentos, podemos
disponibilizar todas estas informações no Cloud (Nuvem), que são dados
disponíveis na internet, permitindo que a informação esteja onipresente na
planta, trocando informações com os profissionais envolvidos na manutenção,
diminuindo o tempo de reação a qualquer situação ocorrida.
Figura 6 – Diagnóstico de Gestão de Ativos
Aplicação na Usina
Exemplo abaixo de aplicação de uma solução em Usina, com 3 controladores
em rede, controlando 6 setores em um centro de operações.
Não são todos os ativos que devem (ou deveriam) serem gerenciados, usar a
técnica do 80/20, onde 20% dos ativos, correspondendo a 80% dos custos de
manutenção.
O sistema por EDDL (Electronic Device Description Language) ou FDT (Field
Device Tool) é o gerenciamento de ativos que coleta dados on-line dos
equipamentos de rede, esta ferramenta gera “regras” e se conecta no sistema
de manutenção;
Em nossa solução é possível enviar dados para internet, gerando relatório de
manutenção e alarme de eventos.
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10 MÁRCIO VENTURELLI
Figura 7 – Solução Gerenciamento de Ativos em Usina - Típico
Usina 4.0
Estamos vivendo a transição da 3ª para a 4ª Revolução Industrial, que na
prática será a conexão das informações, pessoas e máquinas na Internet
Industrial, através de tecnologias como, IIoT, Big Data, Cloud, IA, entre outras,
chamado de Indústria 4.0.
O impacto será uma grande mudança na forma de produzir e consumir
produtos industriais, com um alto grau de escala, eficiência, personalização e
sustentabilidade.
Trazendo estes conceitos para a setor Sucroenergético, podemos cunhar a
idéia uma unidade toda conectada, onde chamamos de Usina 4.0 (acesse os
links e conheça estas tecnologias, inclusive relacionado ao tema aqui
proposto).
Conclusão
Concluímos que, na competitividade industrial o gerenciamento de ativos é
sensível à gestão dos custos, tanto produtivos quanto de manutenção,
podendo diferenciar as melhores margens de operações produtivas no setor
industrial, entregando vantagem competitiva.
GERENCIAMENTO DE ATIVOS EM USINAS A Automação Industrial Entregando Informações para Manutenção Industrial
11 MÁRCIO VENTURELLI
Autor
• Márcio Venturelli trabalha no Mercado de Automação Industrial há 25 anos, tendo trabalhado em departamentos, tais como, Assistência Técnica, Treinamentos, Engenharia e Negócios. • Trabalhou em diversos Projetos de Implantação de Sistemas e Automação e Controle Operacional de Plantas de Bioenergia, Transformação e Manufatura, no Brasil e no Exterior. • Atualmente trabalha em Desenvolvimento de Soluções e Tecnologias para Otimização e Convergência de Sistemas de Automação Industrial, como foco em Conectividade e Redes de Comunicação Industrial, desenhando Soluções que tenham Aderência para a Indústria 4.0. • Professor Universitário de Pós-Graduação de Automação Industrial e Gerenciamento de Projetos. • Membro Sênior da ISA (Sociedade Internacional de Automação), Diretor de Tecnologia da ISA Distrito 4 (Brasil) e Diretor de Tecnologia Safety Bus da PI (Profibus/Profinet Internacional). • Graduado em Ciência da Computação, com Especialização em Controle e Automação Industrial, Pós-Graduado em Gestão Industrial, Pós-Graduado em Tecnologia do Petróleo e Gás e Possui MBA em Estratégia de Negócios. Técnico nas Áreas de Eletrônica e Eletrotécnica.
Para fazer download deste e outros artigos acesse:
https://mhventurelli.wordpress.com
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baseada nesta.
O Autor não se responsabiliza de forma explícita ou implícita por qualquer aplicação técnica aqui
descrita, tanto no resultado esperado, quanto na segurança do sistema.
ATUALIZADO NOV/2016
venturelli.tia@gmail.com
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