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Apresentador: Dr. Heleno Bispo da Silva Jr.

Integração das Ferramentas do PI System a Simuladores de Processos Químicos

Agenda

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• UFCG

- Localização

- Engenharia Química

- Estrutura

- Componentes

• Parceria com a OSIsoft

- Histórico

- Treinamento

• Integração do PI System

- Estrutura

• Desafios

- Processo de Destilação de Propano

• Estudos de Casos

- Descrição do processo

• Trabalhos Futuros

3

Universidade Federal deCampina Grande

UFCG: Localização

4 4

UFCG: Engenharia Química

5 5

Graduação• 267 estudantes

Pós-Graduação• 150 estudantes• Mestrado• Doutorado

http://deq.ufcg.edu.br/

8

Parceria com a OSIsoft

Parceria com a OSISoft

7 7

Armazenamento de Dados

Análise de Histórico

Distribuição de Dados

8

Histórico

UFCG: Componentes

9 9

Principais Áreas de Atuação:

• Modelagem e Simulação;

• Otimização e Controle;

• Fluidodinâmica Computacional (CFD).

Equipe:

UFCG: Estrutura

10 10

Level 1

Level 2

Level 3

Level 4

Level 5

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Histórico

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Histórico

Cursos de Treinamentos: On-line • Configuring a Simple PI System.

On-site • Building PI System Assets and Analytics with AF (Dezembro/2016);

• Analyzing PI System Data (Novembro 2017).

Participação em Conferências Regionais: LATAM 2016 – São Paulo

LATAM 2017 – São Paulo

Eventos Acadêmicos

• UFCG (DEQ): Conhecendo o futuro da Engenharia (Junho/2017);

• UFPE (CEERMA): Oportunidades da era da transformação digital (Julho/2017);

• UFCG (SEQ 40 anos): Os desafios da Engenharia na era digital (Outubro/2017).

Programming Hackathon LRC 2017

Integração do PI System

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PI Mappings andTrusts

Estrutura

14 14

Desenvolvido no LENP

Necessidades Anteriores ao

PI System

Estrutura

15 15

SimuladoresSupervisório

PI Interface

PI DataLink

PI ProcessBook

PI Coresight

PI AF ElementDatabase

SERVER

PI Data Archive

Estudos de Caso

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• Variáveis:- Pressão- Temperatura- Conversão- Rendimento, etc

• Análise de correlação• Controle Estatístico de

Processos (CEP) • Overall Equipment

Effectiveness (OEE)

• Distribuição de dados:- Operação- Engenharia (Processo,

Produto, etc)- Gerência- Diretoria

• Human MachineInterfaces (HMI):- Treinamento- Realização de testes- Custo x Lucro

• Monitoramento em tempo real de qualquer lugar:- Situação de matéria-

prima e produtos- Distúrbios- Tendências- Alarmes- Situações críticas

Armazenamento de Dados Tráfego de Informações Interfaces Acessibilidade

Desafios

Estudos de CasosTrem de destilação para purificação de Propeno

CSTR para hidratação de óxido de propileno a

propileno glicol

Neutralização de pH uma ETE

Torre para separação de propano

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RESULTSCHALLENGES SOLUTION

Torre de destilação com 26 pratos para purificação de propanoadvindo de uma corrente composta de metano, isobutano, n-butano, n-pentano, propano e água. Unidade com malha decontrole e detalhamento dinâmico de equipamentos periféricosnecessários à operação.

Em estudos de simulações deprocessos químicos, a análise decenários é uma tarefa usual.Contudo, análises de históricosde variáveis não podem serfacilmente processadas.

Acomodação das principaisvariáveis do processo em tags.

Uso de PI Builder para criaçãode PI Points e organização daestrutura em PI AF.

Armazenamento destes dados noData Archive.

Observação de históricos, com PIProcessBook e PI Coresight, devariáveis de engenharia(temperaturas, rendimentos,conversões), bem como gastos elucros.

Estudo de correlação entrevariáveis.

Uso de histórico para construçãode análises estatísticas.

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Processo de Destilação de Propano

RESULTSCHALLENGES SOLUTION

Amplo acesso por parte de todosusuários a qualquer informaçãoda simulação.

Definição de acesso, por meio doPI Mappings e PI Trusts, dedados a usuários específicosutilizando o PI Identities, Users& Groups.

Aproximação de situação real emque determinado usuário apenastem acesso a informaçõesselecionadas.Em sistema de treinamento,fornecimento de informaçõesnecessárias a máquinasespecíficas.Assim, é possível direcionardados para diferentes níveis.

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Torre de destilação com 26 pratos para purificação de propanoadvindo de uma corrente composta de metano, isobutano, n-butano, n-pentano, propano e água. Unidade com malha decontrole e detalhamento dinâmico de equipamentos periféricosnecessários à operação.

Processo de Destilação de Propano

RESULTSCHALLENGES SOLUTION

Organizar e disponibilizar osdados de forma sucinta,disponibilizando o acesso atravésda rede.

Montar a arquitetura necessáriade PI Points em PI AF.Em seguida, construção de telassupervisórias, em PI Coresight ePI ProcessBook, com utilizaçãode displays, botões, gráficos,gauges e alarmes.

Interfaces estruturadas paraacompanhamento do processoem tempo real com visualizaçãodireta de aspectos-chave.Acompanhamento de variáveis edetecção de situações extremasou irregulares.Acesso a informações emqualquer lugar com uso do PICoresight.

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Torre de destilação com 26 pratos para purificação de propanoadvindo de uma corrente composta de metano, isobutano, n-butano, n-pentano, propano e água. Unidade com malha decontrole e detalhamento dinâmico de equipamentos periféricosnecessários à operação.

Processo de Destilação de Propano

Descrição do Processo

22 22

2

10

25

FreshFeed

1800 lbmol/hr0.055 C30.167 i-C40.277 n-C40.222 i-C50.277 n-C5

Bottom

0.036% C3

Distillate

99.3% C3

99.7% C3

R = 0.92

Sistema Supervisório

23 23

Configuração do PI System

24 24

25 25

Configuração do PI System

PI Process Book

26 26

PI Coresight

27 27

Trabalhos Futuros

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Trabalhos Futuros

Acesso remoto às interfaces de processos

Análise de robustez e estabilidade de processos

Controle preditivo

Integração à Redes Neurais

Análise estatística (CEP)

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Trabalhos Futuros

• Integração PI a simulação dinâmica da RNEST/Petrobras.

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Heleno Bispo

• heleno.bispo@eq.ufcg.edu.br

• Integração das Ferramentas do PI System com Simuladores de Processos Químicos

• UFCG, PPGEQ

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Hiego Cândido – Graduando em Engenharia Química

Kaio Lima – Graduando em Engenharia Química

Fhelipe Lacerda – Pós-graduando em Engenharia Química

Rafaela Miranda – Pós-graduando em Engenharia Química

Willy Araujo – Pós-graduando em Engenharia Química

Prof. Heleno Bispo – PPGEQ/UAEQ

Prof. Antônio Tavernard – PPGEQ/UAEQ

Prof. Nilton Silva – PPGEQ/UAEQ

Credits