Automacao Industrial

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Autómata Industrial

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  • Automao Industrial

    1

    CURSO DE FORMAO DE OPERADORES DE REFINARIAAUTOMAO INDUSTRIAL

  • 2Automao Industrial

  • Automao Industrial

    3

    CURITIBA2002

    Equipe PetrobrasPetrobras / Abastecimento

    UNs: Repar, Regap, Replan, Refap, RPBC, Recap, SIX, Revap

    AUTOMAO INDUSTRIALHLIO GUILL MORAES

    PAULO AFONSO RUOSO

  • 4Automao IndustrialMdulo

    Confiabilidade, Controle e Otimizao de Processo

    Ficha Tcnica

    UnicenP Centro Universitrio PositivoOriovisto Guimares

    (Reitor)Jos Pio Martins

    (Vice Reitor)Aldir Amadori

    (Pr-Reitor Administrativo)Elisa Dalla-Bona

    (Pr-Reitora Acadmica)Maria Helena da Silveira Maciel

    (Pr-Reitora de Planejamento e AvaliaoInstitucional)

    Luiz Hamilton Berton(Pr-Reitor de Ps-Graduao e Pesquisa)

    Fani Schiffer Dures(Pr-Reitora de Extenso)

    Euclides Marchi(Diretor do Ncleo de Cincias Humanas e

    Sociais Aplicadas)Helena Leomir de Souza Bartnik

    (Coordenadora do Curso de Pedagogia)Marcos Jos Tozzi

    (Diretor do Ncleo de Cincias Exatas eTecnologias)

    Antonio Razera Neto(Coordenador do Curso de Desenho Industrial)

    Maurcio Dziedzic(Coordenador do Curso de Engenharia Civil)

    Jlio Csar Nitsch(Coordenador do Curso de Eletrnica)

    Marcos Roberto Rodacoscki(Coordenador do Curso de Engenharia

    Mecnica)Carlos Alexandre Castro

    (Coordenador do Curso de Jornalismo)Hlio Guill MoraesPaulo Afonso Ruoso

    (Autor)Marcos Cordiolli

    (Coordenador Geral do Projeto)Iran Gaio Junior

    (Coordenao Ilustrao, Fotografia eDiagramao)

    Carina Brbara R. de Oliveira(Coordenao de Elaborao dos Mdulos

    Instrucionais)Juliana Claciane dos Santos

    (Coordenao dos Planos de Aula)Luana Priscila Wnsch(Coordenao Kit Aula)

    Angela ZaninLeoni Nri de Oliveira Nantes

    rica Vanessa Martins(Equipe Kit Aula)

    Carina Brbara Ribas de Oliveira(Coordenao Administrativa)

    Cludio Roberto PaitraMarline Meurer Paitra

    (Diagramao)Marcelo Gamballi Schultz

    (Ilustrao)Cntia Mara Ribas Oliveira

    (Coordenao de Reviso Tcnica e Gramatical)Contatos com a equipe do UnicenP:

    Centro Universitrio do Positivo UnicenPPr-Reitoria de Extenso

    Rua Prof. Pedro Viriato Parigot de Souza 530081280-320 Curitiba PR

    Tel.: (41) 317 3093Fax: (41) 317 3982

    Home Page: www.unicenp.bre-mail: mcordiolli@unicenp.bre-mail: extensao@unicenp.br

    Contatos com a Equipe da Repar:Refinaria Presidente Getlio Vargas Repar

    Rodovia do Xisto (BR 476) Km1683700-970 Araucria ParanMario Newton Coelho Reis

    (Coordenador Geral)Tel.: (41) 641 2846 Fax: (41) 643 2717

    e-mail: marioreis@petrobras.com.brUzias Alves

    (Coordenador Tcnico)Tel.: (41) 641 2301

    e-mail: uzias@petrobras.com.brDcio Luiz RogalTel.: (41) 641 2295

    e-mail: rogal@petrobras.com.brLedy Aparecida Carvalho Stegg da Silva

    Tel.: (41) 641 2433e-mail: ledyc@petrobras.com.br

    Adair MartinsTel.: (41) 641 2433

    e-mail: adair@petrobras.com.br

  • Automao Industrial

    5

    Apresentao

    com grande prazer que a equipe da Petrobras recebe voc.Para continuarmos buscando excelncia em resultados, dife-

    renciao em servios e competncia tecnolgica, precisamos devoc e de seu perfil empreendedor.

    Este projeto foi realizado pela parceria estabelecida entre oCentro Universitrio Positivo (UnicenP) e a Petrobras, representadapela UN-Repar, buscando a construo dos materiais pedaggicosque auxiliaro os Cursos de Formao de Operadores de Refinaria.Estes materiais mdulos didticos, slides de apresentao, planosde aula, gabaritos de atividades procuram integrar os saberes tc-nico-prticos dos operadores com as teorias; desta forma no po-dem ser tomados como algo pronto e definitivo, mas sim, como umprocesso contnuo e permanente de aprimoramento, caracterizadopela flexibilidade exigida pelo porte e diversidade das unidades daPetrobras.

    Contamos, portanto, com a sua disposio para buscar outrasfontes, colocar questes aos instrutores e turma, enfim, aprofundarseu conhecimento, capacitando-se para sua nova profisso naPetrobras.

    Nome:

    Cidade:

    Estado:

    Unidade:

    Escreva uma frase para acompanh-lo durante todo o mdulo.

  • 6Automao Industrial

    Sumrio

    1 OBJETIVOS DA AUTOMAO INDUSTRIAL ............................................................... 71.1 Introduo ...................................................................................................................... 7

    1.1.1 Segurana ............................................................................................................ 71.1.2 Produo ............................................................................................................. 71.1.3 Proteo ambiental .............................................................................................. 71.1.4 Restries operacionais ....................................................................................... 71.1.5 Aspectos econmicos .......................................................................................... 7

    1.2 Monitoramento e Controle de Plantas de Processo ....................................................... 71.3 SDCD (sistemas digitais de controle distribudo) e computadores de processo ........... 81.4 Principais malhas de controle ...................................................................................... 10

    1.4.1 Caractersticas de malhas tpicas .......................................................................111.4.2 Sistemas de Controle mais Complexos ............................................................. 12

    1.5 Sistemas de Intertravamento ....................................................................................... 151.6 SCMD.......................................................................................................................... 16

    1.6.1 Introduo ......................................................................................................... 161.6.2 Sistema de Controle e Monitorao Distribudo (para sistemas eltricos) ....... 17

  • Automao Industrial

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    1Objetivos da AutomaoIndustrial1.1 Introduo

    Uma planta industrial um arranjo de uni-dades de processos fsico-qumicos (reatores,trocadores de calor, bombas, colunas de desti-lao, tanques, etc.), integrados de maneira ra-cional e sistemtica, cujo objetivo convertermatrias-primas em produtos desejados, usan-do diferentes fontes de energia, da maneiramais econmica.

    Durante sua operao, a planta precisasatisfazer a diversos requisitos, impostos tan-to pelo projeto e pela tecnologia adotada, quan-to por influncias externas (perturbaes) denatureza ambiental, econmica e social.

    1.1.1 SeguranaA operao segura de um processo fsico-

    qumico requisito primrio para o bem-estardas pessoas envolvidas com a planta e a conti-nuidade operacional da mesma. Desse modo,variveis de processo, como presses, tempe-raturas e concentraes de produtos devem sermantidas sempre dentro de limites aceitveis,ditados pelo projeto, pelos materiais empre-gados ou mesmo pelo estado de conservaoda planta.

    1.1.2 ProduoUma unidade industrial deve ser contro-

    lada, segundo um planejamento de produo,de modo a gerar cada um de seus produtos fi-nais na quantidade desejada, no momento ade-quado e, ainda, satisfazendo as especificaesde qualidade dos produtos.

    1.1.3 Proteo ambientalAs legislaes ambientais tm sido cada

    vez mais restritivas com relao aos efluentesemitidos pelas indstrias. O correto manuseiode resduos slidos, a reduo e o tratamentode gases e da gua efluentes devem estar nomesmo nvel de prioridade da segurana e daproduo.

    1.1.4 Restries operacionaisOs vrios tipos de equipamentos usados

    nas plantas industriais tm restries ineren-tes operao de cada um deles, isto implicaem manter variveis operacionais dentro de li-mites. Por exemplo, alguns tipos de bomba ne-cessitam de presso positiva na suco, tan-ques podem transbordar, ou a temperatura deum reator cataltico no deve ultrapassar de-terminado limite superior para que o catalisa-dor no seja destrudo.

    1.1.5 Aspectos econmicosA produo de uma planta deve ser ade-

    quada s condies de mercado, isto , dis-ponibilidade de matria-prima e demanda deprodutos finais. Assim, requerido que as con-dies de operao sejam controladas em n-veis timos, de mnimo custo operacional emximo lucro.

    Todos os requisitos apresentados anterior-mente apontam para duas necessidades: a mo-nitorao contnua da operao da planta e in-tervenes externas (controle) para garantir oatendimento ao plano de produo e a outrosobjetivos operacionais.

    Neste cenrio, pode-se compreender aAutomao Industrial como um conjunto dedisciplinas que implementam os sistemas demonitorao e de controle de plantas industriais.Tal implementao vai desde a concepo (pro-jeto de controle) e a instalao, at o acompa-nhamento do desempenho operacional e even-tuais reajustes em linha, ou seja, com a plantaem operao.

    1.2 Monitoramento e Controle de Plantasde Processo

    Os sistemas implementados pela automa-o industrial precisam atender tanto necessi-dades de controle de equipamentos quanto deproduo e logstica. Assim, devem com-preender processos de produo em bateladae contnuos, e ainda, tratar variveis discretas

  • 8Automao Industrial(estados) e contnuas (presses, temperaturas,vazes etc), em ambientes integrados.

    Existem trs classes de necessidades geraisa que os sistemas de controle devem atender:

    1. Supresso de influncias de perturbaes externasEste o objetivo mais comum de um con-

    trolador numa planta. Como as perturbaesesto fora do alcance das aes operacionais, necessrio introduzir mecanismos de con-trole que cancelem os impactos negativos ex-ternos, atravs de aes apropria