Simulador de Processo Aplicado à Validação de Projeto e
Treinamento de Operadores numa Refinaria
Resumo: O tema é iniciado com uma breve introdução sobre simulador, simulador de
processo e diferença entre simulador estático e dinâmico. A explanação segue com a descrição das
premissas adotadas para a elaboração do Simulador e o motivo da utilização do protocolo de
comunicação OPC para a integração das diversas plataformas; os passos para o desenvolvimento do
projeto, desde o estudo do processo a ser simulado, passando pelas etapas de elaboração e validação
do simulador, validação das lógicas de controle e segurança do projeto, desenvolvimento de
cenários para treinamento e terminando com a otimização das lógicas de controle e segurança da
unidade em operação. A parte final da apresentação informa a cronologia da implantação do
Simulador Dinâmico na REVAP, o estágio atual de cada simulador desenvolvido e os desafios para
o futuro, mostra ainda, um resumo dos riscos para o desenvolvimento e os ganhos obtidos com um
Simulador Dinâmico de Processo. A conclusão fala sobre a motivação, a determinação, o “fazer de
novo”, a necessidade de conjunto e principalmente sobre as pessoas que tornaram isso realidade.
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Engenheiro de Equipamentos
(Instrumentação)
Tel. (12) 3928-6772
A Petrobras
É uma grande parceira da cultura...
A Petrobras
...e do esporte.
A Petrobras
É reconhecida pelo investimento
em tecnologias de ponta
•
Possui um dos maiores centros
de pesquisa em energia do mundo;
•
Ganhou prêmios internacionais pelo
desenvolvimento de tecnologia de
exploração e produção em águas
profundas e ultraprofundas;
•
Atua em parceria com universidades
e instituições de pesquisa brasileiras
e estrangeiras.
Simulador de Processo Aplicado à Validação de
Projeto e Treinamento de Operadores numa Refinaria
Simulação e Simulador de Processo
O que é Simulação?
Simulação é “propor uma forma de identificar e entender
fatores que controlam o sistema para predizer o
comportamento futuro do mesmo.” ou seja, é criar um
modelo (uma representação abstrata) de um sistema
existente ou em fase de montagem.
Simulador de Processo.
– Simuladores Estáticos são utilizados desde a década
de 90 para a determinação das correntes e quantidades a
serem produzidas.
– Simuladores Dinâmicos de Processo
• Treinamento de Pessoal
• Validação das Configurações de Lógicas de
Controle e Segurança em Unidades Novas
• Estudo de Alterações Físicas (Processo) ou de
Configuração em Unidades Existentes
• Otimização de Procedimentos Operacionais nas
Unidades.
Hardware
Hardware
Hardware
de controle
de
decontrole
controle
do PES
do
doPES
PES
Premissas
Desde o inicio optou-se por criar um ambiente que fosse o mais próximo possível ao
dia-a-dia do operador e ao sistema de controle e segurança existente.
Para garantir que todos os programas tivessem uma comunicação ampla e direta, foi
utilizado o protocolo de comunicação OPC, que permite total interatividade entre as
diferentes plataformas utilizadas.
- Simulador das variáveis de processo: RSI (Indiss)
- Simulador das variáveis de segurança (CLP): Invensys (Dynsim)
- Controle das variáveis que possuem loop fechado: Metso (SDCD)
- Interface operador / ambiente de simulação: Metso (SDCD)
Como Funciona!
Como Funciona!
Controle
Instalação Real
Controle
Instalação Virtual
Segurança
Hardware
de controle
do PES
OPC
Como Funciona!
Unidade Existente
- Estudo da documentação de processo
- Elaboração do Simulador Dinâmico
- Adequação das configurações de
controle e segurança para comunicação
com o Simulador
Re
su
mo
Unidade Nova
- Estudo da documentação de processo
- Participação de treinamento
operacional da nova unidade (quando
disponível)
- Elaboração do Simulador Dinâmico
- Validação do Simulador com dados da
unidade existente
- Elaboração ou integração das
configurações de controle e segurança
- Elaboração de cenários e treinamento
de operadores
- Validação do Simulador com dados
dos modelos estáticos
- Otimização das lógicas de controle e
segurança da unidade
- Validação das lógicas de controle e
segurança da unidade
- Elaboração de cenários e treinamento
de operadores
- Otimização das lógicas de controle e
segurança da unidade
Cronologia do Simulador na REVAP
• A REVAP iniciou o trabalho com simuladores dinâmicos de processo em 2005 preparando
o simulador da Unidade de Craqueamento Catalítico (UFCC).
• Em 2007 foi elaborado o simulador da primeira unidade em montagem (Propeno) e o
mesmo foi utilizado para treinamento dos operadores e validar as configurações de
controle.
• Em 2008 foi elaborado o simulador dos Fornos da Destilação Atmosférica para
treinamento e validação das configurações de controle e segurança.
• Em 2009 a Unidade de Tratamento de Gás Residual (UTGR) foi incorporada ao simulador
da UFCC.
• Ao fim de 2008 iniciou-se a elaboração dos simuladores das Unidades de Coque e
Hidrotratamento de Diesel (HDT), que estavam em montagem, e os mesmos foram utilizados
em 2010 para treinamento e validação das configurações de controle e segurança.
Estágio Atual dos Simuladores
Craqueamento Catalítico
Treinamento de Operadores em
cenários de partida e parada de
unidade e diversos cenários de
emergências e distúrbios
operacionais.
Validação e melhorias das lógicas
de controle e segurança.
Análise de distúrbios operacionais
ainda não implementados como
cenário de treinamento.
Propeno e Fornos da Destilação
Atmosférica
Treinamento de Operadores nos
cenários de partida e parada de
unidade e alguns cenários de
emergências e distúrbios
operacionais.
Validação e ajuste das lógicas de
controle e segurança.
Estágio Atual dos Simuladores
Coque e HDT de Diesel
Treinamento de Operadores nos cenários de
partida e parada de partes da unidade e alguns
cenários de emergências operacionais.
Validação e ajuste das lógicas de controle e
segurança.
Preparando-se para o Futuro
Desenvolvimento de novos cenários e
implantação nas demais unidades
Integração de novas ferramentas
Compartilhar conhecimento
Treinamento de pessoal da manutenção
Riscos e Ganhos
RISCOS
Falta de licença de software adequada à termodinâmica necessária para a simulação do
processo.
Descrição insuficiente do projeto e de suas malhas de controle e segurança.
Falta de informações técnicas para a montagem dos modelos matemáticos.
Falta de tempo hábil para a elaboração do simulador.
GANHOS
Ter o processo real representado com a fidelidade desejada pelo Simulador.
Simular Dinamicamente e de forma integrada o processo e seus sistemas de controle e
proteção.
Possibilidade de treinamento de operadores para diversos cenários.
Verificação de desvios e erros dos projetos de processo e lógica.
O uso do simulador antecipou o tempo de treinamento dos operadores, assim como
reduziu o tempo de partida e especificação de produto na partida das novas unidades.
Conclusão
A Petrobras é reconhecida pelo investimento em tecnologias de ponta.
e é merecido o reconhecimento às pessoas que contribuíram para que os simuladores
atingissem o estágio atual na REVAP:
Francisco Carlos da Silva, Jeferson Freitas de Azevedo
Rafael Tobias da Silva, Levi Dias Pereira
Uma empresa integrada de energia
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Tel. (12
) 39286772