Marcos peluso emerson portuguese

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Fieldbus Foundation General AssemblySão Paulo, Brasil – Março, 2012

Marcos PelusoEmerson Process Management

Distinguished Technologist

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Por Que?

?

TecnologiaComprovada

Menor Custo de

Instalação

ManutençãoProativa

ControleMais

Preciso

Maior Confiabilidade

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Otimizando Controle

Variável de Processo(%)

40 50 60 70 80 90 100Tempo (segundos)

56

58

60

66

62

64

Limite de Controle para Temperatura

SP

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Otimizando Controle

Variável de Processo(%)

40 50 60 70 80 90 100Tempo(segundos)

56

58

60

66

62

64

Limite de Controle para Temperatura

SP

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Ganhos

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Estudo sobre Controle no Campo

Controle no Campo:

Análise de Desempenho

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O relatório da Universidade de Strathclyde (Escócia) e ISC é dividido em duas partes:

1. Comparação entre Contrôle no Controlador com Contrôle no Campo, quando Fieldbus é utilizado nos dois casos.

2. Comparação entre Contrôle no Controlador utilizando 4-20 mA como E/S e Contrôle no Campo

Comparação

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Contrôle no Controlador com Fieldbus

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Contrôle no Controlador com Fieldbus

PI

D

Ciclo do SDCD

Macro Ciclo

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Contrôle no Campo

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Contrôle no Campo

PI

D

Macro Ciclo

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Comparação

Contrôle no campo

105 AOPIDComunic

.AI

ms

AIPIDAO

Comunic.

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Comparação

Contrôle no Campo

Contrôleno SDCD

125

AOPID

Comunic.AI

AOComunic.

PIDMeAI

105

ms

~

250 AOComunic.

Comunic.AI

375 AOComunic.

Comunic.AI

625AO

Comunic.

CicloDe

Contrôle500 ms

~~~~

PID

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Tempo de Estabilização – Processo Super Rápido (< 500 ms)

50

54

58

62

Variável de Processo(%)

0 4 8 12 16 20Tempo (segundos)

60%

SetpointCaso 1 – Contrôle

no CampoCaso 3 – Contrôle

no SDCD

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Tempo de Estabilização – Processo Muito Rápido (< 1 s)

50

54

58

62

Variável de Processo(%)

0 4 8 12 16 20Tempo (segundos)

SetpointCaso 1 – Contrôle

no CampoCaso 3 – Contrôle

no SDCD

55%

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Tempo de Estabilização – Processo Rápido (2 s)

50

54

58

62

Variável de Processo %

0 4 8 12 16 20Tempo (segundos)

SetpointCaso 1 – Contrôle

no Campo

Caso 3 – Contrôle no

SDCD )

66%

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Tempo de Estabilização – Processo Medio (5s)

50

54

58

62

Variável de Processo %

0 4 8 12 16 20Tempo (segundos)

SetpointCaso 1 – Contrôle

no CampoContrôle no

SDCD

39%

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Presença de Disturbio

Process output (%)

40 50 60 70 80 90 100Time (seconds)

SetpointCaso 1 – Contrôle

no CampoContrôle no

SDCD

56

58

60

66

62

64

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Presença de Disturbio: Processos diferentes

SuperRápido

1.811

2.132

0.517

0.82

0.642

1.058

0.231

0.53

65% melhor

50% melhor

55% melhor

35% melhor

Bem Rápido

Rápido

Médio

SetpointCaso 1 – Contrôle

no CampoContrôle no

SDCD

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Os resultados da simulação demonstraram:• Contrôle no campo é 5 a 30% melhor do que

contrôle com 4-20 mA.• Melhoria depende das características do

processo (tempo de resposta e tempo morto). • Processos mais rápidos (Vazão, Pressão) se

beneficiam mais do que processos lentos (algumas malhas de contrôle de temperatura)

• Melhoria é observada em contrôle PI ou PID. Pequena melhoria para contrôle P ou PD.

• Melhores resultados quando os disturbios são rápidos

Contrôle no Campo comparado com Contrôle em 4-20 mA

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• Nas malhas bem rápidas, a redução de variabilidade chega a 30%

• Para processos com tempo de resposta 10 s, melhoria varia de 5.5 a 15%

• Para tempo de resposta de 50 s, melhoria varia de 1.5 a 4.8 %

Contrôle no Campo comparado com Contrôle com 4-20 mA

Ciclo de Contrôle Disturbio Estocástico

250 ms 5.5%

500 ms 8.5%

1000 ms 15%

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Porque o contrôle no campo é melhor:• Contrôle Determinístico:

• Em Contrôle no Campo, Blocos de Função e comunicação seguem um cronograma rígido.

• Contrôle dependente do tempo espera que as varíaveis sejam atualizadas em períodos fixos.

• Nos SDCDs, os cartões de E/S não são sincronizados com o controlador. Tempos de atualização variam.

• Redução na latência implica em redução no tempo morto. Contrôle no campo tem menor latência.

• Tempo Morto é mortal para contrôle

Contrabilidade= . Tempo de Resposta do Processo

Tempo Morto

Contrôle no Campo e Contrôle em 4-20 mA

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Impacto de um Contrôle mais preciso

Manual

PneumaticoAnalogico

Digital

Limite de Contrôle

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Contrôle no Campo

Contrôle no Campo usando tecnologiaFoundation fieldbus é recomendada por SGSI para

contrôle de malhas simples e cascata, não para malhas complexas.

Os maiores benefícios identificados por SGSI são redução da carga do controlador, redução do

tráfico na rêde, permitindo mais malhas de contrôle, assim como tempos de resposta

mais rápidos.

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Por Que?

?

TecnologiaComprovada

Menor Custo de

Instalação

ManutençãoProativa

ControleMais

Preciso

Maior Confiabilidade

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Confiabilidade e Disponibilidade

ARC Insight

10th Junho 2010

Globalmente, a indústria de Processo perde US$20 bilhões, ou 5% da produção

anual, devido a paradas não programadas e problemas de qualidade.

ARC estima que cerca de 80% destas perdas são evitáveis e que 40% são devidas a erros de

operação.

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Confiabilidade

Fonte

Fonte

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Confiabilidade

Analógico

Com Contrôleno Campo

15.9 anos

48.2 anos

MTTF

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Experiência de um usuário

Contrôle no Campo

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Experiência de um Usuário

Contrôle no campo usando Foundation fieldbus, que tem capacidade inerente

de backup, evitou 2 shutdowns incorretos da Planta.

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ControleMais

Preciso

Maior Confiabilidade

TecnologiaComprovada

Menor Custo de

Instalação

ManutençãoProativa

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Muito Obrigado! Perguntas?