Aplicação da Solução Elipse E3 na Usina Termelétrica
Jorge Lacerda C, da Tractebel Energia
Este case apresenta a aplicação da solução E3 para modernizar o sistema de
aquisição de dados e monitoramento existente na Usina Termelétrica Jorge
Lacerda C, localizada em Capivari de Baixo (SC)
Assessoria de Comunicação da Elipse Software
Necessidade
Localizado em Capivari de Baixo, município situado a 135 quilômetros de
Florianópolis, o Complexo Termelétrico Jorge Lacerda é considerado o maior
Pólo Termelétrico a carvão mineral da América Latina. Utilizando tecnologias
provenientes de vários países europeus, o Complexo está conectado ao
Sistema Nacional Integrado de Energia Elétrica. Além de gerar energia, ele é o
maior consumidor de carvão mineral produzido na região carbonífera de Santa
Catarina.
O projeto surgiu com o objetivo de modernizar o sistema de aquisição de
dados e monitoramento existente na Usina Termelétrica Jorge Lacerda C
(363MW). Para isso, a primeira etapa a ser vencida foi a de substituir o
sistema originalmente instalado, responsável pelo controle das Estações de
Trabalho (ETs). Um sistema que utilizava vários supervisórios, constituído por
um ambiente gráfico baseado no software Full Graphics, com diversas rotinas
desenvolvidas nas linguagens UNIX e C.
Devido a todas estas variáveis, o sistema apresentava dificuldades de
operação. Em função destes problemas, a Tractebel decidiu passar a utilizar
outro software, no caso, o Elipse E3. Uma solução que, ao contrário da
originalmente instalada, foi desenvolvida pela Elipse Software, empresa
brasileira que oferece todo um serviço de suporte técnico para a correta
instalação e esclarecimento de dúvidas a respeito das aplicações da nova
solução. A ideia era adquirir um software aberto que permitisse agregar novas
funcionalidades, sendo, acima de tudo, confiável.
Solução
A aplicação desenvolvida com o E3 roda em dois servidores da Usina
Termelétrica Jorge Lacerda C, agindo em módulo Hot-Standby. Desse modo, o
sistema é controlado por, apenas, um dos servidores, ficando o segundo em
estado reserva até o instante em que for verificado qualquer tipo de falha no
primeiro. O processo da migração foi bastante complicado, não em função da
Elipse, mas sim devido a outros fatores. Na verdade, houve a coincidência da
empresa estar implementando outros diferentes projetos na usina, obrigando
a Tractebel a trabalhar com vários fornecedores simultaneamente.
Nesta etapa, por exemplo, a empresa decidiu modernizar as suas unidades
remotas, equipamentos responsáveis pela coleta das informações de campo e,
posterior, transmissão aos supervisórios. Assim, enquanto alguns profissionais
estavam envolvidos no projeto relacionado à instalação do E3, outros
trabalhavam na parte ligada à modernização das remotas.
Superadas as dificuldades, foi dado início ao processo de instalação do novo
software. Em princípio, as ETs que rodavam em ambientes do antigo sistema
foram substituídas por servidores tipo PC, rodando em Windows, o que
contribuiu para a maior familiarização dos operadores com o novo programa.
Pensando assim, logo em seguida foi feita a troca do sistema usado
originalmente pela solução da Elipse.
Paralelo a estes processos, foram promovidas modificações nas remotas, cuja
arquitetura passou a apresentar um anel com a função de interligar as 11
unidades, ampliando, assim, a comunicação entre cada uma delas. Com isso,
ao invés de haver apenas uma remota concentradora de dados, a estrutura
passou a contar com 11, sendo possível monitorar todas as informações
armazenadas, através de qualquer uma das unidades. Já em relação ao envio
dos dados ao supervisório, apenas duas foram incumbidas a realizar esta
tarefa.
No total, diferentemente do que existia antes, quando haviam três ETs
contendo o antigo sistema, duas delas passaram a comportar a solução da
Elipse. Com esta modificação, o complexo passou a não contar mais com uma
ET de desenvolvimento, ficando a função a cargo do servidor principal.
Funcionalidades
Figura 1. Relatório registra a data e hora exata das ocorrências
O supervisório tem a função de monitorar os principais sistemas da Usina
Termelétrica Jorge Lacerda C. Através dele, os operadores podem
acompanhar, em tempo real, as informações sobre todas as variáveis do
processo, seja ela relacionada à medição da pressão, temperatura e demais
grandezas, como também acesso aos dados relativos aos alarmes, contendo
um recurso chamado sequenciamento de eventos.
Figura 2. Linhas em vermelho correspondem às áreas onde o alarme foi acionado
Trata-se de uma ferramenta que permite aos operadores ficarem cientes do
exato instante em que ocorreu uma determinada ocorrência operacional para,
assim, melhor avaliar suas causas e efeitos. Em suma, o E3 é responsável pela
coleta dos dados armazenados nas remotas sobre a situação dos sistemas
operacionais da usina e, posterior, amostragem dos mesmos em telas aos
operadores.
Paralelo a isso, foram desenvolvidas outras funcionalidades. Por exemplo,
uma rotina que faz o cálculo do rendimento térmico da unidade geradora, o
que possibilita ao operador acompanhar todo o desempenho da planta. Outro
recurso criado foi o chamado módulo guia do operador que indica, passo-apasso, quais as ações mais cabíveis para o momento. Assim, o usuário é
informado se uma dada ação já foi concluída ou qual deve ser a próxima etapa
a ser cumprida.
Figura 3. Sistema de Aquisição, Monitoramento e Controle de Dados (SADM-C)
Benefícios
Segundo o engenheiro responsável pelo Setor de Instrumentação e Controle do
Complexo Termelétrico Jorge Lacerda, João Henrique Volcato Pichini, o
grande diferencial trazido pelo software da Elipse se concentra no fato de
proporcionar diversas vantagens em relação ao sistema que era utilizado
anteriormente. Para melhor compreensão dessa realidade, foram listadas as
deficiências e benefícios trazidos com a migração para a nova solução. Uma
espécie de quadro comparativo entre as diferentes situações encontradas na
usina antes e depois da implementação do E3.
Antes
Estações de Trabalho Sun baseadas no sistema originalmente instalado na
Usina.
Aplicação única no Brasil, sem similares, centrada em um ambiente gráfico
“Full Graphics” e rotinas desenvolvidas nas linguagens UNIX e C.
Software fechado, tornando inviável a inclusão de novas funcionalidades.
Recuperação dos dados históricos gravados em fita magnética problemática.
Problemas na configuração da impressora e queima dos monitores de vídeo.
Depois
Estações de Trabalho do tipo PC, baseadas no Sistema Operacional Windows.
Gravação dos dados históricos gerenciados pelas próprias ETs via um gravador
de DVD.
Ligação das remotas em anel (Rede OPTONET), com duas delas funcionando
como unidades concentradoras de dados.
Inclusão de novas funcionalidades no supervisório solicitadas pela operação.
Protocolo de comunicação aberto (DNP3.0) entre as remotas e o supervisório,
tornando viável a instalação do E3, pelo fato de possuir um driver que suporta
este protocolo.
Aproveitamento integral das 11 remotas já instaladas.
Figura 4. Arquitetura atual do sistema
Considerações Finais
Para o engenheiro Pichini, uma das principais lições aprendidas ao longo do
projeto refere-se à importância da participação de todos os operadores no
desenvolvimento e instalação do aplicativo.
“É fundamental que todos estejam envolvidos na definição do layout das telas e
demais processos para a execução do projeto. Principalmente, nas horas em
que enfrentamos certos tipos de problemas, superados graças à colaboração
dos colegas”, disse ele.
Em relação ao software, o engenheiro responsável pelo Setor de
Instrumentação e Controle do Complexo Termelétrico Jorge Lacerda, foi
enfático ao aprovar a solução, prevendo, inclusive, a implementação de novos
projetos.
“Estamos bastante satisfeitos com o produto da Elipse. Tanto é verdade que
pretendemos utilizá-lo, ainda este ano, para realizar a supervisão e controle
dos sistemas instalados em outras unidades do Complexo Jorge Lacerda”,
afirmou.
"A utilização do Elipse E3 permitiu à Tractebel Energia flexibilizar e customizar
o desenvolvimento de seus sistemas de supervisão e controle da Usina Jorge
Lacerda C, através de uma forte parceria com o fornecedor e de uma rede de
suporte altamente qualificada. Além disso, a ferramenta tem se mostrado uma
solução técnica com ótima relação custo-benefício, à altura de nossas
demandas", complementou Gabriel Aurélio de Oliveira, analista de processos da
operação da Tractebel Energia S.A.
Ficha Técnica
Cliente: Tractebel Energia S.A.
Integrador: Vieira-Ishikawa Software Ltda
Pacote Elipse utilizado: Elipse E3
Número de cópias: 2
Plataforma: Servidor DELL
Número de pontos de I/O: 3500
Driver de comunicação: Driver DNP3 e MPROT