Sistema de Alarme para Monitoramento Estrutural da ...cdn.osisoft.com/corp/en/media/presentations/2014/RegionalSeminars/... · •Define os elementos da árvore de falhas que serão

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Sistema de Alarme

para Monitoramento

Estrutural da

Barragem de Itaipu

Adriano Coutinho da Silva

Airton Bordin Junior


Agenda

• Sobre nós;

• Desafio de negócio;

• PI System na ITAIPU;

• A solução;

• Ferramentas OSISoft;

• Resultados;

• Conclusão.

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Sobre nós


ITAIPU Binacional

• Maior geradora de

energia elétrica do

mundo;

• Capacidade instalada de

14,000 MWs – 20

unidades geradoras de

700 MW cada;

• Recorde 2013:

98.630.035

megawatts/hora.Fonte: Site ITAIPU


ITAIPU Binacional

75% do consumoparaguaio

17% do consumobrasileiro

Fonte: Site ITAIPU


Parque Tecnológico ITAIPU

• Desde 2003;

• 420 empregos diretos;

• Espaço inovador que congregaprojetos e programas para:– Inserção social;

– Distribuição de conhecimento;

– Transferência de tecnologia;

– Geração de trabalho e renda.

• Empresas Incubadas;

• 3 Universidades.



Área total: 75,54 hectares | Área construída: 49,521 m²

1979

2013

2003


ITAIPU/FPTI e OSISoft

• ITAIPU usa PI System desde

2002;

• Especificação e aquisição do

EA – 2015/2019.


P&D CEASB


CEASB

• Centro de Estudos Avançados emSegurança de Barragens;

• Programa do Parque TecnológicoITAIPU;

• Pesquisa e desenvolvimento na áreade Segurança de Barragens;

• 9 áreas de pesquisa;

• Base de dados: projetos utilizando PI System:– 6 bolsistas;

– 2 voluntários.


CEASB

Áreas de pesquisa

Base de dados

Simulaçãonumérica

3D

Geotecnia

Realidade aumentada

Instrumentação

Concreto

Cadastro de barragens

Ambientesvirtuais


CEASB

Áreas de pesquisa

Base de dados

Simulaçãonumérica

3D

Geotecnia

Realidade aumentada

Instrumentação

Concreto

Cadastro de barragens

Ambientesvirtuais


Desafio


Desafio de negócio

• Monitorar uma barragem com

8km de extensão, 185m de

altura e ~2800 instrumentos,

em tempo real;

• Identificar possíveis

comportamentos anormais da

estrutura;

• Correlacionar automaticamente

as leituras da instrumentação.


Desafio de negócio

• Identificar possíveis falhas na

estrutura;

• Alertar os responsáveis da

barragem no exato momento

em que um evento acontece;

• Auxiliar os responsáveis na

tomada de decisões.


Planta ITAIPU

1 – Reservatório

2 – Canal de Desvio

3 – Jusante

Q – Barragem Terra Direita

A – Vertedouro

D – Barragem Lateral Direita

E – Barragem Conexão Direita

F – Barragem Principal

H – Estrutura de Desvio

I – Barragem Conexão Esquerda

K – Barragem Enrocamento

L – Barragem Terra Esquerda

U – Casa de Máquinas


PI System na

ITAIPU


PI System – Engenharia ITAIPU


PI System na ITAIPU

• 70000 tags que armazenam dados

relativos a diversos aspectos da usina;

• 7000 tags com dados sobre a estrutura

civil da ITAIPU;

• 19 tipos de instrumentos que realizam o

monitoramento da estrutura civil.


Instrumentação de ITAIPU


Instrumentos


Instrumentos

• Alguns blocos da barragem são chamados de

“bloco-chave”;

• O bloco-chave é completamente instrumentado.

• Definidos por engenheiros de ITAIPU de acordo

com as características do bloco:

– Altura;

– Posição;

– Tipo de fundação.


Bloco chave


Solução: Sistema de Alarme

para Monitoramento

Estrutural da

Barragem de Itaipu


A solução

• Analisa os dados das leituras dos

instrumentos;

• Executa o processamento das informações;

• Aplica a técnica de Análise por Árvore de

Falhas;

• Gera alertas da situação estrutural da

barragem.



A solução

• Produtos OSISoft utilizados:

– PI Server 2012;

– PI System Management Tools;

– PI Asset Framework;

– PI Advanced Computing Engine*;

– PI Notification;

– PI SDK’s;

– PI Performance Equation*.


PI Asset

Framework (PI

AF)


PI Asset Framework

• A análise das leituras da instrumentação é feita

no PI AF, usando o método de árvore de falhas;

• Árvore de Falhas:

– Criada nos anos 60, na Bell Laboratories, para avaliar

o desempenho de segurança de uma plataforma de

lançamento;

– Análise sistemática das falhas e suas consequências;

– Métodos corretivos ou preventivos.


Árvore de Falhas – PI AF

• Devido ao seu caráter hierárquico, nós

utilizamos o PI AF para representar a estrutura

das árvores de falhas;

• A estrutura representa a presente situação da

estrutura da barragem;

• Níveis de alarme, de acordo com o grau de

emergência;

• Alarmes definidos por cores.



Risco de Escorregamento Z

Aumento deslocamento X

Aumento subpressão Y

Extensômetro 1

Extensômetro 2

Piezômetro 1

Piezômetro 2

Piezômetro 3

AND

AND

OR




Notificação – Nível de Alarme


PI Notification


PI Notification

• Define os elementos da árvore de falhas que

serão analisados pelo PI Notification (target);

• Define as condições de conformidade com o

atributo de alarme (conditions);

• Configura os responsáveis que receberão as

mensagens de alerta (subscriptions);

• Análise do elemento target executada a cada 30

minutos.




Mensagem


Mensagem

• O usuário especialista recebe um email com

informações sobre o alarme para auxiliar na

tomada de decisão;

• Também recebe um link para acesso ao módulo

de visualização do Sistema para mais

informações da falha:

– Caminho completo da falha;

– Gráfico histórico das tags relacionadas com as

falhas;

– Localização do instrumento na barragem.


E-mail de informação de evento


Identificação de notificações


Interface de análise


Imagem do sistema 4Imagem do bloco


Design responsivo



Vídeo do sistema em funcionamento


Resultados


Resultados

• O Sistema executa o monitoramentoestrutural da barragem de ITAIPU Binacional;

• Alertas automáticos são enviados aosespecialistas responsáveis pela área de auscultação;

• O tempo de verificação de um possívelproblema é imediato;

• O Sistema permite uma análise detalhadade uma possível anomalia e auxilia osespecialistas na tomada de decisões;

• Garante maior segurança e um monitoramento mais eficiente da instrumentação estrutural da barragem.


Conclusão


• Auxilia no monitoramento

estrutural da barragem;

• Facilita a tomada de

decisões;

• Alertas automáticos aos

responsáveis;

• Segurança!

Solução Resultados e Benefícios

Sistema de Alarme para Monitoramento

Estrutural da Barragem de Itaipu

Desafio de negócio

• Monitorar a estrutura da

barragem de ITAIPU;

• Gerar alarmes;

• Enviar mensagens aos

responsáveis.

“A implementação tornou nosso sistema

mais proativo ao invés de reativo”


Créditos

• Parque Tecnológico ITAIPU;

• ITAIPU Binacional;

• Bolsistas;

• Voluntários.


Contatos:

Adriano Coutinho da [email protected]

Analista de Sistemas


[email protected]



[email protected]

Engenheiro Civil

ITAIPU Binacional

[email protected]


ITAIPU Binacional

Dimilson Pinto Coelho

Teresinha Arnauts Hachisuca

Alexandra da [email protected]

Gestora CEASB FPTI


Airton Bordin Junior


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