Apostila Curso Plc - Automa--o

CURSO DE PLC E AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL PARA OPERADORES Autores: Fábio Gil Martins Duarte; Alcio Rodrigues Chiesse; Álvaro de Miranda Borges Filho Cláudio Antonio dos Santos.

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PREFÁCIO................................................................................................................................................... 3

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O QUE É AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL?................................................................................................ 4

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SISTEMAS DE AUTOMAÇÃO DAS UNIDADES DE PRODUÇÃO .................................................... 5 SISTEMA DE CONTROLE ....................................................................................................................................... 5 SISTEMA DE MEDIÇÃO ......................................................................................................................................... 5 SISTEMA DE INTERTRAVAMENTO DE SEGURANÇA ............................................................................................... 5 SISTEMA DE FOGO&GÁS ..................................................................................................................................... 6 SISTEMA DE GERAÇÃO E DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA ......................................................................... 6 SISTEMA DE LASTRO ........................................................................................................................................... 7 SISTEMA DE TURRET ........................................................................................................................................... 7 OUTROS SISTEMAS - UNIDADES PACOTES ........................................................................................................... 7

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HISTÓRICO................................................................................................................................................. 8 UNIDADES DE PRODUÇÃO DE PRIMEIRA GERAÇÃO ............................................................................................... 9 UNIDADES DE PRODUÇÃO DE SEGUNDA GERAÇÃO ............................................................................................... 9 UNIDADES DE PRODUÇÃO DE ÚLTIMA GERAÇÃO ................................................................................................ 10

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CONTROLE DE PROCESSOS................................................................................................................ 11 CONTROLE CONTÍNUO – PID ............................................................................................................................. 11 CONTROLE DISCRETO – INTERTRAVAMENTO ..................................................................................................... 15

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CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL ( CLP ) ...................................................................... 17 O QUE É UM CLP? ............................................................................................................................................. 17 AS PRINCIPAIS TAREFAS EXECUTADAS POR UM CLP SÃO: ................................................................................. 18 PRINCIPAIS VANTAGENS DO CLP SOBRE O PAINEL DE RELES:............................................................................ 18 PRINCIPAIS FABRICANTES DE CLPS E MODELOS UTILIZADOS NAS PLATAFORMAS DA BACIA DE CAMPOS ......... 18 COMPONENTES BÁSICOS DE UM CLP................................................................................................................. 19 REMOTAS DE CLP ............................................................................................................................................. 26 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DO CLP ........................................................................................................... 27 PROGRAMAÇÃO DE CLP.................................................................................................................................... 28

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SUPERVISÓRIOS ..................................................................................................................................... 32 CARACTERÍSTICAS E IMPLEMENTAÇÕES ............................................................................................................ 32 ESTRUTURA ....................................................................................................................................................... 32 TAREFAS REALIZADAS ATRAVÉS DOS SUPERVISÓRIOS:...................................................................................... 33 ECOS E ESC ..................................................................................................................................................... 33 DRIVER DE COMUNICAÇÃO ................................................................................................................................ 34

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REDES ........................................................................................................................................................ 35 MEIO FÍSICO DE TRANSMISSÃO .......................................................................................................................... 35 REDES DE CAMPO .............................................................................................................................................. 35 REDES PROPRIETÁRIAS/CONTROLE ................................................................................................................... 35 REDES ABERTAS/INFORMAÇÃO ......................................................................................................................... 35 ARQUITETURA DE REDES DE AUTOMAÇÃO NAS UNIDADES DE PRODUÇÃO ( ARQUITETURA GERAL)................ 36

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PREFÁCIO

Esta apostila foi escrita para o curso de formação de operadores da UNBC e tem por finalidade transmitir noções básicas sobre a Automação Industrial e Controladores Lógicos Programáveis ( CLP). Os temas são abordados em termos históricos, operacionais e técnicos em nível acessível aos alunos baseado em nossa experiência com cursos realizados nos últimos anos para os operadores da plataformas de produção da Bacia de Campos. É objetivo desta apostila fornecer informações complementares aos que são apresentados nas transparências do curso, para que os alunos possam se aprofundar no mundo da Automação e tenham um material mais completo para seus estudos.

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O QUE É AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL?

A automação industrial na Bacia de Campos se refere a todos os meios de supervisionar, controlar e atuar equipamentos em uma plataforma de produção. Os objetivos principais da Automação industrial são: • • • •

Operar as Unidades de Produção com mais segurança e eficiência; Diminuir os riscos de acidentes na operação de equipamentos; Concentrar as informações necessárias a operação da plataforma. Diminuir o custo operacional;

Sala de controle de uma plataforma de produção

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SISTEMAS DE AUTOMAÇÃO DAS UNIDADES DE PRODUÇÃO

A Automação das Unidades de Produção pode ser dividida nos seguintes sistemas : Controle, Medição, Intertravamento de Segurança, Fogo & Gás, Geração e Distribuição de energia elétrica, Lastro ( para plataformas semi-submersíveis ), Turret ( para plataformas tipo FPSO e FSOs ) e Unidades Pacotes.

Sistema de Controle Este Sistema tem como objetivo a execução das malhas de controle PID e a indicação das variáveis de processos (pressão, nível, temperatura, etc. ). O Sistema de controle é o responsável pelo dia a dia normal das plataformas.

Sistema de Medição Devido a exigências da agencia reguladora ( ANP ) foi necessário a criação deste sistema. Este Sistema realiza a totalização das vazões de óleo e gás, emissão de relatórios e a configuração dos medidores. Este sistema está em fase de implantação, portanto, não é difícil encontra-lo ainda integrado ao sistema de controle.

Sistema de Intertravamento de Segurança O Sistema de Intertravamento de Segurança da Planta de Processos (ESD - Emergency ShutDown) é composto por chaves de processo ( pressão, temperatura, nível, vazão, etc. ), transmissores , válvulas de bloqueio ( SDV ) e válvulas de despressurização ( BDV ), interligadas aos painéis de intertravamento de segurança. No caso de uma situação anormal, como por exemplo a falha de um equipamento ou de uma de suas malhas de controle, as chaves de processo ou os transmissores detectam a anormalidade e o intertravamento de segurança provoca a parada do equipamento, o fechamento das válvulas de bloqueio, e a abertura das válvulas de despressurização, conforme uma matriz de Causa versus Efeito preestabelecida pelos projetistas. Este sistema visa garantir na Unidade de Produção a integridade das pessoas, dos equipamentos, e a preservação do meio ambiente quando o Sistema de controle não é mais capaz de realizar esta tarefa. Este sistema recebe e envia sinais para vários outros sistemas da plataforma através de rede proprietária ou ligações “hardwire” no caso de outros CLPs que não sejam do mesmo fabricante.

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Sistema de Fogo&Gás É responsável pela detecção de vazamentos de gás combustível, e detecção e combate automáticos a incêndios na plataforma.

Detetor de gás combustível

A plataforma é dividida em zonas de detecção, em cada uma destas zonas existe uma quantidade de sensores que fazem uma votação entre si para determinar a existência da situação de emergência. Os sensores de gás combustível são do tipo Infravermelho( IR ) e geram um sinal analógico de 0 a 20 mA que é subdividido em vários níveis de informação: 0 a 4 mA sensor em falha, de 4 a 20 mA concentração de gás na área. Os sensores de Fogo são normalmente compostos por dois sensores em conjunto um IR e outro Ultravioleta ( UV ). Quando o sistema detecta fogo ou gás em grandes concentrações em qualquer zona um alarme é mostrado para o operador indicando a área e a situação, e conforme o programado pode iniciar o combate ao incêndio automaticamente. Outro tipo de sensor de fogo são os plugs fusíveis que protegem os vasos da seguinte forma: Um anel pressurizado de ar é instalado sobre os vasos, neste anel existem diversos bocais onde são instalados os plugs fusíveis, em um ponto seguro distante mais interligado a este anel existe um pressostato que monitora a pressão do ar dentro do anel, ao se iniciar um incêndio no local o calor derrete o plug fusível e deixa o ar do anel sair gerando um queda de pressão no anel, o pressostato atua iniciando uma seqüência de eventos de combate ao incêndio, onde é acionada a bomba de incêndio da plataforma e aberta as válvulas ADV que pressurizam com água o anel de incêndio dos vasos conforme a lógica pré estabelecida. Este Sistema envia sinais para o Sistema de ESD, o sistema de ESD é que gera os intertravamentos necessários a segurança da plataforma.

Sistema de Geração e Distribuição de Energia Elétrica Este Sistema é responsável pela supervisão e operação de todo o Sistema Elétrico na Unidade de Produção. O CLP deste sistema é responsável pela liga e desliga de motores em toda a plataforma. Ele interage com o sistema de ESD quando é solicitado o desligamento dos sistemas não essenciais ao combate do sinistro.. Página 6 de 36 CURSO DE FORMAÇÃO EM OPERAÇÕES DE PRODUÇÃO PETROBRAS/UNBC/ST/AUT 20 DE FEVEREIRO DE 2002

Sistema de Lastro Presente apenas nos sistemas flutuantes de produção (plataformas semi-submersíveis e navios), este sistema é o responsável pela supervisão e controle do nível dos tanques de lastro e da estabilidade da embarcação. É um sistema independente que tem que estar disponível sempre, isto é , ele não é desligado pelo Sistema de ESD ou outro qualquer por ser considerado essencial.

Sistema de Turret Presente apenas nos FPSOs e FSOs ( navios adaptados a produção e armazenamento de petróleo) devido as características de construção do Turret, os equipamentos que o compõem são isolados do resto da plataforma, por isto, foi criado um sistema especial instalado no próprio Turret que recebe e trata todos os sinais do próprio Turret. Este sistema tem um pouco de todos os outros e gera sinais que são compartilhados com os outros sistemas através de rede proprietária.

Outros Sistemas - Unidades Pacotes Alguns equipamentos possuem painel próprio para realização de intertravamento e controle, e são denominados Unidades Pacotes.

Como exemplo destas Unidades Pacotes temos : Bombas de incêndio, Compressores de gás, Bombas de injeção de água, Bombas de transferência de óleo, Turbogeradores Estas unidades pacotes são interligadas ao sistema de automação da plataforma por meio de sinais básicos de intertravamento. Estes sinais tem como objetivo colocar as unidades pacotes em sintonia com o estado do sistema de ESD da plataforma.

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HISTÓRICO

A Bacia Petrolífera de Campos está situada no Norte do estado do Rio de Janeiro à leste do cabo de São Tomé, a aproximadamente 50 Km da costa. Os campos de óleo e gás estão divididos gerencialmente em 6 ativos : Norte, Centro, Sul, Nordeste, Marlim e Albacora.

Plataformas e Campos de petróleo da Bacia de Campos

Nos ativos Norte, Centro e Sul estão localizadas as Unidades de Produção Offshore da primeira geração de plataformas da Bacia de Campos, implantadas no período de 1980 a 86. No ativo Nordeste estão localizadas as Unidades de Produção da segunda geração, plataformas implantadas no período entre 87 e 90. Nos campos gigantes de Marlim e Albacora, estão as mais recentes Unidades de Produção instaladas na Bacia, onde os Sistemas de Automação contemplam as mais modernas tecnologias. Atualmente são 30 Unidades de Produção em operação. Estas unidades desempenham as seguintes tarefas : elevação do óleo e gás do poço até a plataforma, tratamento primário do petróleo ( separação do óleo, água e gás ), compressão e envio do gás para o continente, bombeamento do petróleo para o continente ou para navio tanque, e injeção de água no reservatório. Nas Unidades semi-submersíveis, nas fixas da primeira geração e nas fixas de segunda geração, com tempo de operação entre 10 e 20 anos, estão sendo implantados diversos projetos de modernização, adotando-se como diretriz aumentar o nível de Automação Página 8 de 36 CURSO DE FORMAÇÃO EM OPERAÇÕES DE PRODUÇÃO PETROBRAS/UNBC/ST/AUT 20 DE FEVEREIRO DE 2002

industrial com o objetivo de operar com mais segurança e eficiência.

Unidades de produção de primeira geração Nas Unidades de Produção da primeira geração, a automação era composta por chaves de processo instaladas no campo (chaves de pressão, temperatura, vazão, posição de válvulas, estado de equipamentos, etc. ), que eram interligadas aos painéis de alarme localizados na sala de controle central. Estes painéis eram implementados via relês e dispositivos de lógica fixa, que tratavam os sinais recebidos do campo e faziam a indicação em numerosas unidades de alarme e em grandes painéis semi-gráficos localizados na sala de controle. Os sinais de alarme também eram mostrados no campo, em unidades remotas de alarme, localizadas próximo aos vasos e equipamentos que geravam estes alarmes. As malhas de controle eram realizadas por controladores pneumáticos instalados no campo. Qualquer alteração nos parâmetros de controle, tais como, set-point e banda proporcional, tinha que ser executada no próprio instrumento no campo. Além disso, a confiabilidade e repetibilidade dos instrumentos pneumáticos diminuem bastante com o tempo de uso, uma vez que utilizam sistemas mecânicos do tipo bico-palheta, o que requeria elevado nível de manutenção. Todas as indicações das variáveis de processo estavam localizadas no campo, o que tornava a sala de controle apenas uma sala de supervisão. O cálculo e a totalização de vazão de gás eram realizados por totalizadores eletrônicos de vazão instalados na sala de controle, a partir do sinal dos transmissores eletrônicos de pressão diferencial, pressão estática e temperatura. Estes totalizadores não realizavam a correção dos fatores utilizados no cálculo da vazão de gás em função da pressão diferencial e da temperatura, o que provocava erros da ordem de 5% no valor da vazão instantânea de gás. O Intertravamento de Segurança era realizado através de painéis a relês e módulos eletrônicos de lógica fixa, que além de ocuparem um espaço muito grande na sala de controle, dificultavam as modificações, já que elas requeriam inclusões de novos módulos e fiação. Os detetores de gás combustível eram do tipo catalítico ( resistor que reage com a presença do gás combustível), detetores de fumaça, detetores de temperatura tipo termovelocimétricos, detetores de chama do tipo Ultravioleta, detetores de temperatura tipo plug fusível instalados em rede pneumática pressurizada, válvulas de diluvio e válvulas de CO2, interligados a painéis de Fogo & Gás, que eram implementados com relês e módulos eletrônicos tipo lógica fixa. Unidades de produção de segunda geração

Nas Unidades de Produção da segunda geração, a evolução aconteceu nas áreas de controle, com a utilização de controladores multi-malha e transmissores eletrónicos que disponibilizavam as informações na sala de controle de uma maneira mais amigável ao operador. A utilização de Controladores Lógicos Programáveis (CLP’s ) para intertravamento e segurança aumentou a confiabilidade e a segurança das plataformas e facilitando alterações de lógicas de intertravamento.

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Unidades de produção de última geração Nas plataformas mais modernas, os sistemas de automação industrial ganharam novas tecnologias. As principais melhorias foram: • • • • • • •

Adoção de CLP’s para todos os sistemas da plataforma. Adoção de estações de supervisão e controle para interface com o operador. Transmissores eletrônicos inteligentes. Utilização de unidades remotas de entradas e saídas de CLP’s instaladas no campo para aquisição de dados; Substituição dos detetores de gás combustível do tipo Catalítico pelo Infravermelho. Centralização de toda a operação da Unidade de Produção em uma única Sala de Controle; Posicionadores eletrônicos inteligentes;

Com os ganhos apresentados pelas plataformas de ultima geração, foram implantados vários projetos de modernização nas plataformas de gerações anteriores. Ganhos obtidos com a Modernização dos Sistemas de Automação: • Centralização das ações de supervisão e controle na Sala de Controle Central, permitindo maior agilidade e segurança nas operações, em função do aumento do nível de informação na tomada de decisão pelo operador, pelo supervisor de operações da plataforma e pelo seu gerente; • Aumento da confiabilidade e disponibilidade das Unidades de Produção, pela implantação de equipamentos e instrumentos microprocessados, com menor índice de falhas e maior nível de diagnóstico; • Diminuição dos custos de manutenção através de diagnósticos ( manutenção preditiva ); • Melhoria na qualidade de vida e na segurança dos operadores, visto que as operações são realizadas da sala de controle central; • Interface de operação mais amigável, permitindo a emissão de diversos relatórios gerenciais e operacionais; • Disponibilização em tempo real das informações operacionais para os sistemas corporativos da companhia. • Registro de histórico de eventos e de variáveis de processos para futura análise da engenharia, operação e manutenção; • Padronização de procedimentos e operações, em função de uma interface homem máquina padronizada; • Atualização e domínio de novas tecnologias por parte do corpo técnico da companhia; Como conseqüência desta demanda por automação foi criado um grupo de projetos e outro grupo para suporte de automação industrial. Estes grupos atualmente estão unidos na UNBC, na gerencia de Suporte Técnico, e Gerencia Setorial de Automação.

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CONTROLE DE PROCESSOS

Controle contínuo – PID

misturador

produto

LT

TT

LC

TC

vapor

aquecedor H1

Um sistema de controle automático tem como objetivo manter as variáveis de um processo, tais como: temperatura, pressão, nível e vazão, em um valor de operação desejado. Os processos industriais são dinâmicos por natureza e mudanças estão sempre ocorrendo, se ações não são tomadas, as variáveis importantes, relacionadas com segurança, qualidade do produto e produtividade não se manterão nas condições de projeto. Na figura acima é mostrado um exemplo de controle de processo em que um aquecedor é utilizado para aquecer o produto a determinada temperatura através do controle da vazão de vapor. O estudo do controle requer um vocabulário próprio. Na tabela abaixo estão definidos os termos mais utilizados e que podem ser identificados na figura anterior. Processo, Sistema ou Planta

Conjunto de equipamentos (vasos, válvulas, tubulação, bombas, compressores, etc) em que se deseja controlar alguma grandeza física, tal como, temperatura, pressão, nível, vazão, etc.

Variável controlada ou de processo

Grandeza física que deve ser mantida ou controlada em um valor desejado (Tpo).

Sensor

Instrumento que mede a variável controlada (TE).

Transmissor

Instrumento que transmite o valor medido pelo sensor para o controlador. Nos instrumentos mais modernos o sensor e o transmissor estão no mesmo invólucro, podendo ser considerado um único instrumento ( TT). O valor desejado da variável controlada (valor desejado de Tpo).

Referência ou Set-point

Variável manipulada

Grandeza física que é ajustada para manter a variável controlada no valor de referência (Qai).

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Elemento final de controle ou atuador

Instrumento que ajusta a variável manipulada num processo (válvula de controle) .

Distúrbio

Qualquer variável que possa causar desvio da variável controlada em relação à referência (Qpi, Tpi e Tai).

Controlador

Um dispositivo que recebe o sinal da variável controlada, compara com a referência e envia um sinal para o elemento final de controle de forma a regular uma variável controlada (TC).

Malha aberta

Condição em que o caminho da realimentação da variável medida (observada) é interrompido. A saída do controlador passa a ser manipulada manualmente pelo operador. Condição manual em um controlador.

Malha fechada

Condição em que o controlador toma ação sobre o processo a partir da realimentação da variável medida (observada), comparando-a com a referência. Essa é a condição automática em um controlador.

Em uma malha analógica o sinal transmitido pelo Transmissor acompanha a variação da variável controlada e transforma esta variação em um sinal elétrico de corrente que varia de 4 mA ( mínimo) até 20 mA ( máximo), conforme a figura abaixo.

nível mA

t

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Controle PID O principal método de controle empregado é o controle PID, neste controle o objetivo é ajustar a variável manipulada de forma a manter a variável controlada igual a uma referência ( SET-POINT ), apesar de variações que possam ocorrer na variável controlada, devido a distúrbios externos ou a própria variação da referência. A principal característica desejada de um sistema de controle é a estabilidade. O sistema deverá ser estável em malha fechada, ou seja, para qualquer sinal limitado que entre no sistema, todas as variáveis do sistema deverão atingir valores limitados.

Variável Manipulada (MV)

Desvio

+

PID

Referencia (SET-POINT)

Variável Controlada (PV)

PID=P + I + D= Proporcional + Integral + Derivativo

Abaixo a representação de um controlador PID em malha fechada.

Controlador

+ Ref

Vazão

mA

- erro

mA PID

Válvula

Processo

Variável controlada

mA

Nível

Sensor/ Transm.

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Ação Proporcional Esta ação de controle estabelece uma relação linear entre a entrada (erro (e) = referência ( r) - variável controlada (y)) e a saída (variável manipulada ) do controlador. O parâmetro de ajuste do modo proporcional é K P (ganho proporcional). O sinal de saída do controlador é proporcional ao erro. O modo proporcional apenas calcula o erro instantâneo e multiplica por um fator constante que é o ganho do controlador. O erro de regime é denominado desvio (off-set). Com o aumento do ganho proporcional o erro diminuirá porém nunca será cancelado. Para alguns sistemas o aumento do ganho proporcional do controlador pode provocar instabilidade da sua malha, fazendo que seu processo perca o controle. Ação Integral A ação de controle integral, também é chamada de modo RESET porque, para alguns tipo de processo, após uma alteração na carga do processo ou na referência, ele retorna a variável controlada para a referência e elimina o valor residual do erro gerado pelo modo proporcional. Este modo estabelece uma relação linear entre a saída do controlador (u ) e a integral do erro, ou seja, a velocidade de correção do sinal de saída é proporcional ao valor do erro. O parâmetro de ajuste do modo integral é TI (tempo integral ou tempo de reset). Na prática utiliza-se controladores integrais associados com controladores proporcionais. Ação Derivativa Ao contrário do modo integral que atua sobre os valores passados do erro, o modo derivativo antecipa o estado futuro e atua na predição do erro. Quando o processo possui termos armazenadores de massa ou energia em grandes proporções o modo derivativo torna-se necessário pela capacidade de agir sobre a tendência da variável controlada, antecipando ações corretivas sobre efeitos enquanto esses ainda são pequenos, caso contrário, seria mais dispendioso cancelar ou reverter esses efeitos depois deles já terem se desenvolvido. O modo derivativo estabelece uma relação linear entre a saída e a derivada da entrada do controlador(erro) ,ou seja, o sinal de saída do controlador é proporcional a velocidade de variação do erro. O parâmetro de ajuste do modo derivativo é TD (tempo derivativo). SINTONIA DO CONTROLADOR PID Sintonia de um controlador é a escolha dos parâmetros do controlador (Kp, Ti e Td) de forma que a variável controlada apresente um determinado comportamento (forma de resposta) após uma variação da referência ou da carga. Existem vários métodos de sintonia para o controlador PID. Alguns métodos são analíticos e requerem o conhecimento do modelo dinâmico da planta. Outros métodos são empíricos, e estabelecem regras baseadas no resultado de estímulos aplicados na planta. Trataremos nesta apostila apenas de algumas regras práticas. Grande parte da literatura de controle de processo recomenda que em um controlador bem sintonizado, a variável controlada, após uma mudança da referência em degrau, deve obter uma taxa de amortecimento de 1/4 , bom compromisso entre uma rápida subida e um curto tempo de acomodação, considerando apenas os critérios de estabilidade e sem falar em otimização.

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REGRAS PRÁTICAS Antes de iniciar os métodos de sintonia listaremos algumas regras práticas de escolha dos modos e parâmetros dos controladores para os processos mais comuns encontrados na indústria. Os valores abaixo são apenas referência históricas de plantas industriais disponíveis na literatura, e podem ser usados apenas como ponto de partida para a sintonia dos controladores. Para se obter um desempenho satisfatório, porém, devem ser aplicados os métodos de sintonia, que não .serão tratados nesta apostila. Controle de nível possui comportamento linear, rápido, ruidoso e com pequeníssimo tempo morto. A seleção apropriada é um alto ganho proporcional (KP = 2 a 20) e válvula de controle linear. Controle de temperatura possui resposta lenta, não linear, com tempo morto variável e não ruidoso. A seleção mais adequada é um PID (KP = 1 a 10, KI = KD = 1/3 do período de oscilação em malha fechada) e válvula de controle de igual percentagem. Controle de pressão de gás possui ausência de tempo morto e baixo nível de ruído. Com um controlador com ganho proporcional (KP ≥ 20) e uma válvula de controle linear estaremos bem atendidos. Controle de Vazão de líquido não apresenta tempo morto e é rápido, ruidoso e não linear. Requer os modos PI (KP = 0.2 a 2, KI =1/3 a 1/5 do período de oscilação em malha fechada). Controle discreto – Intertravamento

Alguns processos não necessitam de um controle linear ou em algumas situações em que o controle contínuo não consegue manter as variáveis sob controle entra em ação o controle discreto. Este controle é baseado no acionamento de algum equipamento quando a variável controlada atinge determinado ponto de ajuste. Na figura abaixo, quando a pressão chega a um determinado valor é aberta a válvula ( BDV ) que deixa passar ( despressuriza ) o gás para que o tanque não seja danificado.

PSHH

BDV GÁS

LSHH

TANQUE

SDV

ÓLEO SDV

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A figura abaixo mostra o comportamento de um sensor do tipo discreto em relação a sua variável controlada.

VARIÁVEL DISCRETA

nível

alto

SetSet-point 24 Vcc

normal

0 Vcc

t

Com o acionamento do sensor o controlador, normalmente um CLP, pode tomar as ações necessárias, no exemplo de nível ele pode acionar uma bomba para esgotar o vaso ou em caso de emergência pode acionar o sistema de intertravamento de emergência para colocar a planta em uma condição segura paralisando todo o processo. É neste tipo de controle que é baseado todo o sistema de ESD da plataforma.

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CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL ( CLP )

Em 1968 a General Motors solicitou aos fabricantes de instrumentos de controle o desenvolvimento um novo tipo de controlador mais fácil de configurar para substituir os painéis a relês usados na fabricação de automóveis. Naquele tempo os painéis de automação das fábricas da GM eram compostos de diversas salas com reles e cabos que executavam a lógica necessária a execução dos trabalhos. Quando acontecia a troca de modelo de carro a ser fabricado, era necessário um grande tempo de paralisação da fabrica para a alteração da lógica adequada ao novo modelo.

PLC 5 em configuração HOT STANDBY O que é um CLP? O CLP é um microcomputador dedicado a automação de maquinas e processos, onde informações provenientes do processo ( entradas) são processadas em um programa ( processamento ) que geram respostas para atuar no processo ( saídas ).

E

Processamento

S

Os CLPs também são conhecidos por sua sigla em inglês, PLC, Programable Logic Controler.

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As principais tarefas executadas por um CLP são: • • • • • • • • • • •

Lógica de intertravamento Retenção de variáveis Temporização Funções aritméticas Controle PID Manipulação de dados Interface com computadores Interface com impressoras Conectividade com sistemas de comunicação Totalização Contagem de eventos

Principais vantagens do CLP sobre o painel de reles: • • • • • •

Facilmente programável e reprogramável. Manutenção fácil (módulos de encaixe) Maior confiabilidade que os painéis a relê. Tamanho reduzido. Capacidade de comunicação com sistemas de coleta de dados. Facilidade de expansão.

Especificações ambientais típicas que diferenciam os CLPs de um PC comum : - Alta temperatura : 60 C - Alta umidade : 95% - Alta imunidade a ruídos elétricos - Variações de tensão : 85 a 140 VCA - Transitórios de rede : 1500 V - Vibrações, choques.

Principais fabricantes de CLPs e modelos utilizados nas plataformas da Bacia de Campos Fabricante Ge-Fanuc Allen Bradley ( Rockwell ) Sistema (Reliance) Altus Siemens

Modelos 90/70 e 90/30 PLC 5 e SLC 500 CP 3000 AL 2003 SIMATIC S5 e S7

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