UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA
CURSO DE ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
Implementação de um Sistema Integrado para
Cadastro dos Dados e Automatização dos
Balanços de Massa e Energia dos Testes
Realizados em uma Unidade Multipropósito de
FCC
Monografia submetida à Universidade Federal de Santa Catarina
como requisito para a aprovação da disciplina:
DAS 5511 Projeto de Fim de Curso
Roberto Oenning
Florianópolis, Setembro de 2005
Implementação de um Sistema
Integrado para Cadastro dos Dados e
Automatização dos Balanços de
Massa e Energia dos Testes
Realizados em uma Unidade
Multipropósito de FCC
Monografia submetida à Universidade Federal de Santa Catarina
como requisito para a aprovação da disciplina:
DAS 5511: Projeto de Fim de Curso
Roberto Oenning
Florianópolis, setembro de 2005
2
Implementação de um Sistema Integrado para Cadastro
dos Dados e Automatização dos Balanços de Massa e
Energia dos Testes Realizados em uma Unidade
Multipropósito de FCC
Roberto Oenning
Esta monografia foi julgada no contexto da disciplina
DAS 5511: Projeto de Fim de Curso
e aprovada na sua forma final pelo
Curso de Engenharia de Controle e Automação Industrial
Banca Examinadora:
Eng° Alberto Jamhour
Orientador Empresa
Prof. Daniel Juan Pagano
Orientador do Curso
Prof. Augusto Humberto Bruciapaglia
Responsável pela disciplina
Prof. Nestor Roqueiro, Avaliador
Rodrigo Szpak, Debatedor
Rafael May Taouil, Debatedor
3
Agradecimentos
Agradeço à minha família, amigos e colegas de curso, em especial a meus
pais, que me deram todo o apoio necessário para que eu chegasse até aqui.
Ao engenheiro e orientador Alberto Jamhour, pela oportunidade oferecida, pelo
conhecimento repassado e pela confiança depositada em mim e no meu trabalho.
Ao professor e orientador Daniel Juan Pagano e ao doutorando Agustinho
Plucenio, por tudo o que me ensinaram ao longo do curso e da minha participação
no programa PRH 34.
Aos engenheiros Samia Kamal Genena, Alex Scheuer e Fabiano Luis Bernardi,
ex-estagiários do curso de Engenharia de Controle e Automação da UFSC, que
realizaram excelentes trabalhos na UN-SIX, possibilitando a viabilização deste
estágio e futuramente de muitos outros.
A todos os colegas de trabalho no estágio realizado na SIX e no programa PRH
34, pelo respeito, amizade e bom humor, que fizeram com que o ambiente de
trabalho se tornasse prazeroso, saudoso e inesquecível.
À Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC - e aos professores do curso
de Engenharia de Controle e Automação Industrial, responsáveis pela minha
formação.
Agradeço à PETROBRAS/UN-SIX pela estrutura e pelo aprendizado oferecidos
e a toda a força de trabalho da UN-SIX que teve participação, direta ou
indiretamente, no meu estágio.
Agradeço ao apoio financeiro da Agência Nacional do Petróleo - ANP, e da
Financiadora de Estudos e Projetos - FINEP, por meio do Programa de Recursos
Humanos da ANP para o Setor de Petróleo e Gás - PRH nº 34 - ANP/MCT.
Finalmente, agradeço aos funcionários do Hotel São Mateus, onde residi no
período de estágio, e aos demais estagiários da PETROBRAS/UN-SIX que
compartilharam o período de estágio comigo, pela diversão, respeito, amizade e
companheirismo.
i
Resumo
As unidades de pesquisa da PETROBRAS/UN-SIX são unidades de testes
que visam reproduzir condições operacionais reais. Desta forma, frequentemente
estas unidades realizam séries de testes, obtendo dados que são estudados pelos
engenheiros e pesquisadores da SIX e do Centro de Pesquisas da PETROBRAS
(CENPES), no Rio de Janeiro.
A análise dos dados dos testes é uma atividade muito trabalhosa e que
demanda muito tempo, dados o elevado número de variáveis e a complexidade dos
cálculos envolvidos. Assim sendo, foi desenvolvido na UN-SIX há alguns anos um
conjunto de aplicações (denominadas UMProcess OPER, UMProcess DATALAB e
UMProcess BME), que visam a auxiliar os técnicos, analistas, engenheiros da
unidade Multipropósito de FCC (U-144) e pesquisadores do CENPES na tarefa de
analisar os resultados dos testes realizados na U-144. Estes softwares funcionavam
satisfatoriamente e reduziam para alguns segundos o trabalho de horas de cálculos,
porém ainda havia muitas idéias de melhorias para aumentar a praticidade e a
automatização do processo de análise que não haviam sido implementadas.
O Projeto de Fim de Curso relatado a seguir consistiu em desenvolver um
novo sistema, que integrou e acrescentou novas funcionalidades aos três softwares
citados acima, além de implementar outros aplicativos menores para cadastros de
outras informações sobre a U-144.
As atividades desenvolvidas na PETROBRAS/UN-SIX que serão abordadas
neste relatório estiveram relacionadas ao estudo do sistema a ser modificado, ao
projeto de um novo banco de dados unificado e à migração da base de dados
antiga, além da criação do novo sistema, desenvolvido totalmente em linguagem
JAVA, o que o tornou portável a várias plataformas.
ii
Abstract
The PETROBRAS/UN-SIX research units are units of tests with the objective
of to reproduce real operational conditions. On this way, these units frequently carry
through series of tests, getting data that will be studied by engineers and researchers
of the SIX and the PETROBRAS Research Center (CENPES), in Rio De Janeiro.
The analysis of the tests data is a very hard activity and demand much time,
given to the raised number of variables and the complexity of the involved
calculations. Thus, it was developed in the UN-SIX at some years ago a set of
applications (called UMProcess OPER, UMProcess DATALAB and UMProcess
BME), to assist the technician, analysts, engineers of the Multipurpose FCC Unit (U144) and researchers of the CENPES in the task to analyze the results of the tests
carried through in the U-144. These softwares functioned satisfactorily and reduced
for some seconds the work of hours of calculations, however there were many ideas
of improvements to increase the practicity and the automatization of the analysis
process that had not been implemented.
The End of Course Project as follow was consisted of developing a new
system, that integrated and added new functionalities to three softwares cited above,
besides implementing other small applications for register of other informations on
the U-144.
The activities developed in the PETROBRAS/UN-SIX that will be boarded in
this report had been related to the study of the system to be modified, to the project
of a new unified database and to the migration of the old database, beyond the
creation of the new system, developed total in Java language, what became it
portable to some platforms.
iii
Sumário
AGRADECIMENTOS ................................................................................................. I
RESUMO......................................................................................................................II
ABSTRACT ............................................................................................................... III
SUMÁRIO...................................................................................................................IV
CAPÍTULO 1: INTRODUÇÃO .................................................................................. 1
CAPÍTULO 2: PETROBRAS – PETRÓLEO BRASILEIRO S/A.......................... 3
2.1: A PETROBRAS HOJE ......................................................................................... 4
2.1.1: Abastecimento .............................................................................................. 4
2.1.2: Exploração e Produção................................................................................ 5
2.1.3: Gás e Energia............................................................................................... 5
2.1.4: Internacional ................................................................................................ 6
2.2: UNIDADE DE INDUSTRIALIZAÇÃO DO XISTO – SIX................................................ 7
2.2.1: O Xisto Pirobituminoso................................................................................ 9
2.2.2: A Exploração de Xisto................................................................................ 11
2.2.3: O Processo PETROSIX – “Tirando Óleo De Pedra”................................ 13
2.2.4: O Parque Tecnológico da SIX.................................................................... 15
2.2.5: Unidade Multipropósito de FCC (U-144).................................................. 17
2.2.5.1: Descrição Geral ................................................................................... 18
2.2.5.2: O Processo de Craqueamento Catalítico Fluidizado - FCC ................ 19
2.2.5.3: Produtos do Craqueamento.................................................................. 22
2.2.5.3.1: Gás Combustível .......................................................................... 22
2.2.5.3.2: Gás Liquefeito de Petróleo (GLP) ................................................ 22
2.2.5.3.3: Nafta de Craqueamento ................................................................ 23
2.2.5.3.4: Óleo Leve de Craqueamento (LCO)............................................. 23
2.2.5.3.5: Óleo Decantado ............................................................................ 23
2.2.5.3.6: Gás Ácido (H2S) .......................................................................... 24
iv
2.2.5.4: Catalisadores para FCC ....................................................................... 24
2.2.5.5: Carga para Craqueamento ................................................................... 25
2.2.5.6: Variáveis Operacionais........................................................................ 25
2.2.5.7: Fluxo de Catalisador............................................................................ 26
2.2.5.8: Fluxo de Carga .................................................................................... 27
2.2.5.9: Fluxo de Ar.......................................................................................... 27
2.2.5.10: Fluxo de Vapor .................................................................................. 27
2.2.5.11: Fluido de Selagem ............................................................................. 28
2.2.5.12: Amostrador de Topo e Sistemas de Condensação............................. 28
CAPÍTULO 3: O CONJUNTO DE APLICATIVOS UMPROCESS.................... 29
3.1: FUNCIONAMENTO DOS APLICATIVOS UMPROCESS ............................................. 31
3.1.1: UMProcess OPER...................................................................................... 31
3.1.2: UMProcess DATALAB............................................................................... 32
3.1.3: UMProcess BME........................................................................................ 32
CAPÍTULO 4: ETAPAS DO TRABALHO DESENVOLVIDO............................ 34
4.1: PROJETO DO NOVO SISTEMA ............................................................................... 36
4.2: ETAPAS DA CONSTRUÇÃO DO NOVO SISTEMA .................................................... 37
4.2.1: Estudo do Sistema Antigo........................................................................... 37
4.2.2: Construção do Novo Banco de Dados ....................................................... 37
4.2.3: Programação do Sistema ........................................................................... 39
4.3: APRESENTAÇÃO DO NOVO SISTEMA ................................................................... 40
4.3.1: Tela Inicial ................................................................................................. 40
4.3.2: UMProcess OPER...................................................................................... 42
4.3.3: UMProcess DATALAB............................................................................... 44
4.3.4: UMProcess BME........................................................................................ 47
4.3.5: Relatórios da U-144 ................................................................................... 51
4.3.6: Cadastros da U-144 ................................................................................... 51
4.3.7: Gerenciamento do Sistema......................................................................... 52
4.4: MIGRAÇÃO DOS DADOS DA ANTIGA PARA A NOVA BASE DE DADOS.................. 53
CAPÍTULO 5: RESULTADOS, CONCLUSÕES E PERSPECTIVAS ................ 55
BIBLIOGRAFIA:....................................................................................................... 57
v
Capítulo 1: Introdução
O assunto a ser abordado no decorrer deste relatório foi desenvolvido
durante a execução do Projeto de Fim de Curso, realizado durante período de
estágio na empresa PETROBRAS/UN-SIX, onde se trabalhou junto à Gerência de
Pesquisa com o então Software (agora Sistema) UMProcess.
Sendo o UMProcess um sistema concebido para integrar e automatizar o
cadastro, armazenamento, apresentação de informações e realização dos balanços
de massa e energia de uma unidade inteira de pesquisa da UN/SIX, esse Projeto de
Fim de Curso está completamente inserido no contexto do curso de Engenharia de
Controle e Automação Industrial.
Constavam, entre os objetivos do trabalho a ser realizado, a migração dos
softwares que compunham o “pacote” UMProcess e de toda a base de dados
existente para um único novo sistema, multiplataforma, de modo a eliminar a
dependência dos mesmos ao ambiente Microsoft Windows, além de promover as
melhorias necessárias de forma a facilitar o uso do sistema pelos operadores,
analistas e engenheiros da Unidade Multipropósito de FCC.
A metodologia adotada foi baseada no aprendizado e no conhecimento
adquiridos progressivamente sobre o funcionamento do software através do estudo
do código-fonte original em linguagem Visual Basic, aliado a pesquisas na internet e
a conversas com engenheiros, operadores e analistas de laboratório, que são os
maiores conhecedores de todo o processo englobado pelo sistema.
No decorrer deste relatório será possível acompanhar as etapas de
desenvolvimento do trabalho realizado. No capítulo 2, é feita uma apresentação da
empresa onde o estágio foi realizado, composta de um breve relato sobre sua
história e áreas de atuação. Neste mesmo capítulo é feita uma descrição do
processo de craqueamento catalítico fluidizado, a título de informação para os
leitores, e de sua implementação na Unidade de Industrialização do Xisto – SIX.
1
No capítulo 3 descreve-se o funcionamento do conjunto de softwares do
pacote UMProcess, enquanto que no quarto capítulo são descritas as atividades
desenvolvidas durante o estágio.
Finalmente, no quinto e último capítulo, é apresentada uma discussão dos
resultados, junto com conclusões e perspectivas sobre o projeto, onde se faz uma
análise crítica das tarefas realizadas e das dificuldades encontradas durante o
período.
2
Capítulo 2: PETROBRAS – Petróleo Brasileiro S/A
Em outubro de 1953, através da Lei nº. 2.004, a PETROBRAS era criada para
executar as atividades do setor de petróleo no Brasil em nome da União. Ao longo
de cinco décadas, tornou-se líder em distribuição de derivados no país, colocandose entre as vinte maiores empresas petrolíferas na avaliação internacional.
A PETROBRAS foi a pioneira na indústria do petróleo no Brasil, e por isso
enfrentou dificuldades pela falta de infra-estrutura e de tecnologias adequadas. Nos
anos 50 e 60, com o início das atividades no setor petróleo no país, a empresa
precisou construir suas primeiras refinarias. A indústria nacional era, então,
acanhada, e a PETROBRAS contribuiu, assim, para estimular seu crescimento.
Naquela época, com a necessidade de dotar o Brasil de uma infra-estrutura
adequada, o Governo brasileiro optou pela substituição de importações e pelo
incentivo à instalação de empresas estrangeiras no Brasil.
No início da década de 80 este modelo foi substituído, na PETROBRAS, pelo
Sistema de Nacionalização. Além da substituição da importação de itens prioritários,
este sistema passou a buscar fornecedores alternativos e uma maior autonomia de
decisão da empresa nos aspectos tecnológicos e industriais.
A demanda por materiais altamente sofisticados era crescente, principalmente
pela necessidade de viabilizar a extração do óleo e do gás em águas cada vez mais
profundas, situação em que, muitas vezes, não havia, no mundo, tecnologias
disponíveis para este propósito.
No final da mesma década, com a legislação que previa a modernização e o
aumento da competitividade do parque industrial no Brasil, foram criados
mecanismos de estímulo ao desenvolvimento tecnológico. O mercado interno, a
esta altura, já atendia a 94% das necessidades da PETROBRAS.
Em 1997 o Brasil ingressou no seleto grupo de 16 países que produz mais de
um milhão de barris de óleo por dia, e neste mesmo ano foi criada a Lei nº. 9.478,
que abriu as atividades da indústria petrolífera à iniciativa privada. Com a lei, foram
criados a Agência Nacional do Petróleo (ANP), encarregada de regular, contratar e
fiscalizar as atividades do setor, e o Conselho Nacional de Política Energética, um
órgão formulador da política pública de energia. Em sintonia com a mudança do
3
cenário, a PETROBRAS seguiu preparada para a livre competição, ampliando novas
perspectivas de negócios e tendo maior autonomia empresarial. Noventa e três
plataformas de produção, mais de dez refinarias, quase dezesseis mil quilômetros
em dutos e mais de sete mil postos de combustíveis são números da PETROBRAS,
que evidenciam sua forte presença no Brasil.
Além de estar presente em diversos países, a PETROBRAS conta ainda com o
apoio de seus escritórios no exterior, como em Nova Iorque e no Japão. Além disso,
há o CENPES, o Centro de Pesquisas da PETROBRAS, que possui uma das mais
avançadas tecnologias do mundo e é reconhecido internacionalmente pela sua
competência.
2.1: A PETROBRAS Hoje
Com sede na cidade do Rio de Janeiro, a PETROBRAS possui escritórios e
gerências de administração em importantes cidades brasileiras, como Salvador,
Brasília e São Paulo.
Devido à alta competitividade do novo cenário da indústria de energia, a
PETROBRAS reposicionou-se em relação ao futuro, utilizando os mais modernos
instrumentos de gestão. Uma nova estrutura, forte e bem posicionada, está fazendo
com
que
a
empresa
alcance
suas
metas
estratégicas
de
expansão,
internacionalização, rentabilidade e produtividade.
A PETROBRAS atua em várias áreas do setor de energia. Desde a exploração
de gás e petróleo até a distribuição, passando pelo refino e abastecimento, as
atividades da companhia estão divididas em: Exploração e Produção, Gás e
Energia, Abastecimento, e Internacional.
2.1.1: Abastecimento
A PETROBRAS abastece quase toda a demanda do mercado brasileiro por
derivados de petróleo – cerca de 1,7 milhões de barris/dia -, mercado este composto
por 140 milhões de consumidores.
Além do objetivo de aumentar sua capacidade de produção, de modo a
atender a crescente demanda por derivados, a PETROBRAS precisa enfrentar outro
desafio: adaptar suas refinarias de modo a aumentar a taxa de conversão de
4
diferentes tipos de óleo, dentro da já existente estrutura de processamento,
eliminando, assim, a dependência da importação.
De acordo com a Petroleum Intelligence Weekly, a PETROBRAS é a nona
maior companhia no setor downstream - refino, transporte e comercialização. O
termo downstream, na PETROBRAS, está ligado a boa parte da estrutura
operacional da companhia: suas onze refinarias, duas fábricas de fertilizantes,
bases, dutos, terminais e navios.
2.1.2: Exploração e Produção
O órgão de Exploração e Produção (E&P) da PETROBRAS é responsável
pela
pesquisa,
localização,
identificação,
desenvolvimento,
produção
e
incorporação de reservas de óleo e gás natural dentro do território nacional.
Impulsionado pelo fato de grande parte das reservas brasileiras se
encontrarem em bacias marítimas a grandes profundidades, o E&P, em parceria
com outras áreas da Companhia, tem alçado a PETROBRAS à excelência mundial
em desenvolvimento e aplicação de tecnologia de exploração e produção em águas
profundas. Este esforço foi reconhecido internacionalmente através do recebimento,
pela segunda vez, no ano 2001, do prêmio mais importante da indústria mundial de
petróleo, o Distinguished Achievement Award, oferecido na Offshore Technology
Conference (OTC).
2.1.3: Gás e Energia
A área de negócios de Gás & Energia é responsável pela comercialização do
gás natural nacional e importado e pela implantação de projetos, em parceria com o
setor privado, que irão garantir a oferta deste combustível em todo o país. Elevar a
participação do gás natural na matriz energética do país dos atuais 3% para 10% é
um dos principais objetivos da companhia. Para isto, a PETROBRAS dedica esforço
permanente junto às distribuidoras de gás e seus clientes, buscando alternativas
técnicas e econômicas que ampliem o uso do gás nos segmentos industriais,
automotivos e na geração e co-geração de energia. A área de Gás & Energia da
PETROBRAS é responsável por grande parte da estrutura de transporte e
comercialização, atuando sempre de maneira segura e ambientalmente correta.
5
Entre todos os combustíveis atualmente disponíveis em larga escala, o gás natural é
aquele que se destaca como o mais versátil, econômico e limpo.
2.1.4: Internacional
A PETROBRAS desenvolve também diversas atividades no exterior e
mantém uma consistente atividade internacional, como: exploração; compra e venda
de petróleo, tecnologias, equipamentos, materiais e serviços; acompanhamento do
desenvolvimento da economia americana e européia; operação financeira com
bancos e bolsa de valores; recrutamento de pessoal especializado; afretamento de
navios; apoio em eventos internacionais, entre outros.
Ainda assim, a Companhia está associada às maiores empresas de petróleo
do mundo, fazendo-se presente em Angola, Argentina, Bolívia, Colômbia,
Cazaquistão, Estados Unidos, Guiné Equatorial, Nigéria e Trinidad & Tobago.
6
2.2: Unidade de Industrialização do Xisto – SIX
Figura 1: Complexo Industrial de São Mateus do Sul
A Unidade de Negócio da Industrialização do Xisto (UN-SIX) foi constituída
em 1º de junho de 1954, com a missão de estudar as potencialidades do xisto
betuminoso e a viabilidade econômica de sua transformação industrial. Ela
incorporou o acervo da extinta Comissão de Industrialização do Xisto Betuminoso
(CIXB), órgão do Governo Federal que tinha sido repassado à PETROBRAS no ato
da sua criação, em 3 de outubro de 1953.
A sede, incluindo a mina e a área industrial, está localizada no município de
São Mateus do Sul - PR, onde se encontra parte da formação geológica de Irati. O
xisto da formação Irati  com baixo teor de umidade  pode ser processado com
uma menor quantidade de calor, ou seja, com menor custo.
7
A atividade econômica do município de São Mateus do Sul baseia-se na
agricultura, na pecuária, na produção e industrialização da erva mate e no Pólo
Industrial-Tecnológico do Xisto, composto pela usina do xisto, incubadora
tecnológica e a fábrica de pisos Incepa.
Figura 2: Mapa demonstrativo da localização da Jazida de xisto - formação de Irati.
A UN-SIX conta hoje com 265 empregados próprios e cerca de 580
contratados. Em suas atividades, mantém harmoniosa convivência com a
comunidade, procurando respeitar o interesse comum não só no município onde
está inserida, como também naqueles situados em suas proximidades.
O objetivo da UN-SIX é promover o aproveitamento do xisto e desenvolver
tecnologias úteis à sociedade de forma segura e rentável, sendo um referencial de
excelência no aproveitamento do xisto e desenvolvimento de tecnologias com foco
na rentabilidade e responsabilidade social.
Em função da capacidade tecnológica desenvolvida na exploração do xisto, a
PETROBRAS resolveu transformar a planta industrial do xisto também num centro
avançado de pesquisa na área de refino. Hoje, vários projetos estão sendo
desenvolvidos em conjunto com universidades e centros de pesquisas. Além disso,
a SIX confere atenção especial à preservação dos ecossistemas, promove e apóia
os órgãos públicos de defesa do meio ambiente e entidades ambientalistas.
8
Figura 3: Foto aérea da UN-SIX
1- Entrada da SIX;
2- Módulo Industrial – Processo Petrosix;
3- Unidades de Pesquisa;
4- Lago Sul – Área Reabilitada pós-mineração;
5- Mina Escavada (~10 km da entrada da SIX);
2.2.1: O Xisto Pirobituminoso
Xisto é um termo geologicamente impróprio, mas de uso generalizado para
designar uma rocha sedimentar que contém querogênio disseminado em sua matriz
mineral.
As rochas oleígenas originam-se pela deposição conjunta de sedimentos e
matéria orgânica em ambiente anaeróbico, de águas estagnadas. Isto ocorre devido
à existência de abundante fauna que consome o oxigênio dissolvidos nas águas. A
matéria orgânica é convertida por processos bacterianos e químicos, durante o
soterramento das camadas, num polímero complexo, o querogênio, que contém
pequena quantidade de nitrogênio e oxigênio. Os principais ambientes de deposição
de xistos são grandes lagos, mares de águas rasas, lagunas e pântanos.
9
O querogênio não pode ser extraído pelos solventes comuns do petróleo,
mas pode ser transformado em óleo e gás quando a rocha é submetida a
temperaturas relativamente elevadas.
A fração mineral da rocha pode incluir argila, minerais, carbonados e sílica,
dependendo do ambiente de deposição.
Figura 4: Pedra de Xisto ou Folhelho Pirobituminoso
Pelo fato de se tratar de rochas sedimentares e estas necessitarem de
aquecimento para liberação da matéria orgânica, a nomenclatura mais correta para
o caso dos xistos conhecidos no Brasil seria folhelho pirobituminoso. A referência é
valida porque ambos os termos são comumente utilizados na literatura para
designar este tipo de rocha oleígena.
No Brasil existem ocorrências de xisto de diferentes idades geológicas em
quase todos os estados, sendo eles São Paulo, Paraná, Santa Catarina, Rio Grande
do Sul, Goiás e Mato Grosso do Sul, Bahia, Alagoas, Ceará, Maranhão, Pará,
Amazonas e território do Amapá.
Entretanto, o que deve ser realmente considerado não é o recurso total de
óleo de xisto existente no nosso território, mas sim as reservas recuperáveis, com
características favoráveis para industrialização em larga escala e com resultados
econômicos aceitáveis. Isto implica no desenvolvimento de um trabalho intenso de
geologia, baseado em fatores técnicos e econômicos. Esta orientação vem sendo
10
seguida pala PETROBRAS, cujos trabalhos desenvolvem-se mais profundamente
nas formações do Vale do Paraíba e do Irati.
A formação de Irati constitui parte integrante da coluna de sedimentos
paleozóicos de idade Permiana da Bacia do Paraná. Das ocorrências de xisto no
Brasil é a que apresenta as condições mais favoráveis ao aproveitamento
econômico dos seus recursos em óleo, daí a intensificação dos trabalhos de
pesquisa da PETROBRAS, principalmente na jazida de São Mateus do Sul, no
estado do Paraná.
Na jazida de São Mateus do Sul ocorrem duas camadas de folhelho
pirobituminoso, separadas por uma camada de material estéril que, quando
combinadas, fornecem espessuras da ordem de dez metros e teores em torno de
8,5 % em óleo. São rochas de coloração negra acastanhada, finamente laminadas,
com elevado teor de matéria orgânica.
Figura 5: Duas camadas xisto
2.2.2: A Exploração de Xisto
A maior parte do xisto localizado em território nacional pertence à formação
Irati, que abrange os Estados de São Paulo, Paraná, Santa Catarina, Rio Grande do
Sul, Mato Grosso do Sul e Goiás. A PETROBRAS concentrou suas operações na
jazida de São Mateus do Sul, onde o minério é encontrado em duas camadas: a
camada superior de xisto com 6,4 metros de espessura e teor de óleo de 6,4%, e a
camada inferior com 3,2 metros de espessura e teor de óleo de 9,1%.
11
SOLO VEGETAL
ARGILA
ROCHA
CAMADA SUPERIOR
DE XISTO
CAMADA
INTERMEDIÁRIA
CAMADA INFERIOR
DE XISTO
Figura 6: Camadas do xisto na mina de São Mateus do Sul
Em 1972, entrou em operação a Usina Protótipo do Irati (UPI), que
comprovou a viabilidade técnica do processo PETROSIX, testou equipamentos e
levantou dados básicos para projetos de usinas industriais.
Figura 7: Unidade protótipo de Irati – Retorta (torre maior)
O processo de consolidação da tecnologia PETROSIX se completou em
dezembro de 1991, quando entrou em operação o Módulo Industrial (MI), em plena
12
escala. Hoje a SIX processa diariamente 7.800 toneladas de xisto betuminoso, que
geram 3.870 barris de óleo de xisto, 120 toneladas de gás combustível, 45
toneladas de gás liquefeito de xisto e 75 toneladas de enxofre.
2.2.3: O Processo PETROSIX – “Tirando Óleo De Pedra”
A principal característica da tecnologia desenvolvida pela PETROBRAS é a
simplicidade operacional do processo petrosix, descrito na figura 8.
Figura 8: Esquema do processo PETROSIX tradicional
Depois de minerado a céu aberto, o xisto vai para um britador, que reduz as
pedras a tamanhos que variam de 6 a 70 milímetros. A partir daí estas pedras são
levadas a uma retorta  reator cilíndrico vertical  onde são pirolisadas (cozidas)
a uma temperatura de aproximadamente 500ºC, liberando a matéria orgânica nelas
contida sob a forma de óleo e gás.
13
O calor para a pirólise é fornecido por uma corrente gasosa de elevada
temperatura, que entra na zona de retortagem e se mistura com uma segunda
corrente, injetada pela base da retorta, para recuperar o calor do xisto já
processado.
Nas zonas de aquecimento e secagem, a massa gasosa ascendente cede
calor ao xisto e se resfria, resultando na condensação dos vapores de óleo sob a
forma de gotículas, transportadas para fora da retorta pelos gases. Estes, com as
gotículas, de óleo passam por dois outros equipamentos  ciclone e precipitador 
onde são coletados o óleo pesado e as partículas sólidas arrastadas na etapa
anterior.
O gás limpo de neblina de óleo  ou seja, das gotículas de óleo pesado
condensadas durante a retortagem  passa por um compressor e se divide em três
correntes: uma retorna para o fundo da retorta, outra também volta à retorta após
ser aquecida em um forno, e a terceira, denominada gás produto, vai para um
condensador onde o óleo leve é recuperado. Depois de retirado o óleo leve, o gás é
encaminhado à unidade de tratamento de gás para a produção de gás combustível
de xisto e para a recuperação do GLX (gás liquefeito de xisto) e do enxofre.
Terminado o processo de retirada do óleo e gás da rocha, o xisto, agora dito
“retortado”, é devolvido à área minerada que será reabilitada.
O óleo produzido é vendido diretamente para as indústrias e também é
enviado à Refinaria da PETROBRAS REPAR, em Araucária - PR. A nafta é toda
transferida e processada na REPAR, produzindo gasolina. O GLX e o enxofre são
vendidos diretamente para terceiros, e o gás combustível é consumido no próprio
processo sob a forma de combustível para os fornos e incineradores, além de
abastecer a empresa de revestimentos cerâmicos Incepa por meio de um gasoduto,
o gasoduto SIX-Incepa.
14
Figura 9: Aplicações dos Produtos e Subprodutos do Processo PETROSIX
2.2.4: O Parque Tecnológico da SIX
O Parque Tecnológico da SIX é um conjunto de 13 plantas protótipo,
destinadas a desenvolver tecnologias na área de refino, podendo executar trabalhos
de pesquisa e desenvolvimento na área de energia de um modo geral.
A GEPES (Gerência de Pesquisa) e o CENPES (Centro de Pesquisas da
PETROBRAS) trabalham atualmente em 16 projetos prioritários dos Programas de
Tecnologia e Meio Ambiente da PETROBRAS, com ênfase no processamento de
petróleo nacional.
Poucas empresas do setor de petróleo possuem um conjunto de plantas
protótipo similar a este, que é o maior parque dessa natureza da América Latina e
um dos maiores do mundo.
15
Figura 10: As unidades de pesquisa instaladas na SIX
As 13 plantas Piloto são:
•
Unidade Multipropósito de FCC (U-144) ;
•
Unidade de Nebulizadores ou Dispersores de Carga de FCC (U-112);
•
Unidade a Frio de Ciclones (U-111);
•
Unidade de Recirculação de Catalisador (U-153);
•
Unidade de Destilação Atmosférica (U-2110);
•
Unidade de Hidroconversão Catalítica de Resíduos (U-104);
•
Unidade de Desasfaltação (U-2325);
•
Unidade de Destilação a Vácuo (U-2112);
•
Unidade de Tratamento Ácido de Gasóleo e Emulsões (U-102);
•
Unidade de Combustão (U-150);
•
Unidade de Avaliação de Distribuidores Líquido-Gás (U-152);
•
Unidade de Medição de Partículas a Laser (U-112);
•
Laboratórios;
O
Parque
Tecnológico
tem
por
objetivo
desenvolver
os
principais
equipamentos das plantas industriais, testando-os em escala protótipo, reduzindo
16
assim a margem de incerteza na sua implementação, proporcionando maior
segurança no scale-up e, ainda, desenvolver tecnologias, novas e existentes, nas
áreas de refino, petróleo, energia e tratamento de efluentes da produção industrial.
Figura 11: Foto noturna das unidades de pesquisa
2.2.5: Unidade Multipropósito de FCC (U-144)
Plantas multipropósito são unidades de testes que visam reproduzir
condições operacionais reais. Estas unidades, de porte intermediário entre uma
unidade piloto e protótipo, buscam representar os fenômenos de um processo,
sendo adequadas para estudos de otimização de processos e equipamentos. Entre
os objetivos de uma unidade multipropósito podemos citar:
•
Aquisição de dados experimentais para desenvolvimento de modelagem
matemática e simulação do processo;
•
Desenvolvimento de equipamentos e sistemas;
•
Estudo de processos em novas condições operacionais, como por exemplo
alteração das vazões processadas e de catalisadores.
17
2.2.5.1: Descrição Geral
A unidade de FCC visa o aproveitamento de certas frações de petróleo,
transformando-as em frações nobres, como GLP e Gasolina. A unidade
multipropósito estuda o comportamento do processo, considerando variáveis como:
temperatura, pressão, tipo de catalisador, tempo de contato, etc. As principais
características da planta são:
•
Carga entre 60 e 300 kg/h;
•
Temperatura de reação entre 460 e 580 ºC;
•
Temperatura de carga entre 100 e 350 ºC;
•
Pressão do reator entre 1,0 e 2,5 kgf/cm2 man;
•
Temperatura de regeneração entre 600 e 730 ºC.
A planta é monitorada por um SDCD – Sistema Digital de Controle
Distribuído, que conta com inúmeros indicadores de pressão, temperatura e
diferenciais de pressão com grandes facilidades de acompanhamento.
Figura 12: Unidade de Craqueamento Catalítico Fluidizado - FCC (U-144)
18
2.2.5.2: O Processo de Craqueamento Catalítico Fluidizado - FCC
O processo de Craqueamento Catalítico Fluidizado – FCC (Fluid Catalytic
Cracking) – nasceu em 1942 e, apesar de quase 60 anos de amadurecimento,
continua sendo uma tecnologia em evolução, sendo atualmente o principal processo
de conversão das frações pesadas de petróleo para produtos leves das refinarias
modernas.
Até 1913, toda a gasolina produzida era obtida por destilação direta do
petróleo, portanto tanto a qualidade como a quantidade dependiam unicamente do
tipo de cru refinado. Como havia grande variedade de petróleos, havia também uma
grande variação no rendimento e na qualidade das gasolinas. Em média, entretanto,
o rendimento situava-se em torno de 20% em volume.
A partir da segunda década do século XX começaram a surgir processos
comerciais de craqueamento, objetivando suprir as necessidades da indústria
automobilística. Iniciando com o craqueamento térmico, o processo mais tarde
passou a utilizar a versão catalítica, em leitos fixo, móvel ou fluidizado,
desenvolvendo-se de forma notável esta última concepção, até atingir o estágio em
que hoje nos encontramos, onde o craqueamento catalítico fluido é praticamente um
processo imprescindível às modernas refinarias.
O craqueamento catalítico é um processo de refino que visa aumentar a
produção de gasolina e de gás liquefeito de petróleo – GLP, através da conversão
de cortes pesados provenientes da destilação do petróleo (gasóleo e resíduos), em
frações mais leves. É um processo largamente utilizado em todo o mundo, uma vez
que a demanda de gasolina em vários países é superior a dos óleos combustíveis.
O craqueamento catalítico corrige a produção de gasolina e GLP, suplementando a
diferença entre a quantidade obtida diretamente do petróleo e a requerida pela
refinaria de modo a atender ao mercado.
O FCC emprega catalisador na forma de um pó muito fino, cujas partículas
comportam-se como um líquido quando fluidizadas com vapor d’água ou ar.
A técnica tradicional consiste em alimentar a mistura íntima de catalisador na
forma de suspensão quente com a carga de hidrocarbonetos atomizada em
19
pequenas gotículas, em um reator tubular de fluxo ascendente – riser -, onde
ocorrem as reações de craqueamento.
No final do riser ocorre a rápida separação das partículas de catalisador
coqueado da suspensão de hidrocarbonetos craqueados. A suspensão de
catalisador e hidrocarbonetos craqueados proveniente do riser é direcionada para o
interior de um vaso separador, geralmente na forma de um jato descendente, onde
ocorre a separação da maior parte do catalisador pela ação gravitacional.
Hidrocarbonetos coqueados e fluido de retificação arrastando algum catalisador
escoam pela parte superior do vaso separador.
O riser é o reator propriamente dito, por onde a carga vaporizada e o
catalisador fluem em direção ascendente.
O stripper possui um sistema de ciclones para separar o catalisador dos
gases. Além disso, neste equipamento é injetado vapor para que ocorra a
separação de substâncias voláteis que ainda estejam aderidas ao catalisador. Em
seguida, o catalisador que se acumula no stripper é enviado para um reator
secundário.
No Regenerador o catalisador coqueado recebe ar, por meio de um
distribuidor, para que ocorra a queima do material orgânico. Contudo, em virtude do
limite de temperatura que o catalisador pode atingir sem sinterizar, a queima do
coque é realizada apenas parcialmente. Nessa combustão é produzido apenas
monóxido de carbono, que é levado a uma caldeira de queima de monóxido, para
gerar energia.
Assim, a unidade multipropósito de FCC tem como objetivo testar condições
operacionais,
catalisadores, cargas
e
equipamentos de
uma
unidade
de
craqueamento catalítico fluidizado através da quebra de resíduos atmosféricos
(RAT), resíduos de vácuo (RV) e gás-óleo pesado (GOP).
20
Figura 13: Esquema básico de uma unidade de FCC
Figura 14: Diagrama de Blocos do Craqueamento Catalítico
21
2.2.5.3: Produtos do Craqueamento
2.2.5.3.1: Gás Combustível
É composto basicamente de hidrogênio, metano, etano e eteno. Além destes,
podemos encontrar também, em menores proporções, outros gases, como o
propano, propeno, n-butano, iso-butano, n-buteno, iso-buteno, CO, CO2, N2. Os três
últimos compostos citados são provenientes do arraste de gás de combustão pelo
catalisador regenerado.
Há também uma proporção variável de H2S, gerado pelas reações de
craqueamento dos compostos sulfurados presentes na carga. Este gás, porém, é
removido da mistura gasosa pelo tratamento DEA, de tal modo que o gás
combustível sai praticamente isento de H2S. O H2S, conhecido como gás ácido, é
enviado à unidade de recuperação de enxofre (URE), onde este elemento é
produzido.
Devido ao seu alto poder calorífico, sua facilidade de queima, seu caráter
antipoluente (em virtude do baixo teor de enxofre) e sobretudo porque – caso não
seja utilizado – será queimado na tocha, o gás combustível é largamente consumido
em fornos e caldeiras das diversas unidades da refinaria.
2.2.5.3.2: Gás Liquefeito de Petróleo (GLP)
O GLP de Craqueamento é basicamente composto de propano, propeno,
butanos e butenos. Em menores proporções ocorre também a presença de etanos e
pentanos. De forma similar ao gás combustível, também há ocorrência de H2S, que
é eliminado pelo tratamento DEA. Outros compostos de enxofre também podem
estar presentes, tendo seus teores reduzidos através do tratamento Merox. A
Unidade de FCC é a principal responsável pela geração do gás liquefeito nas
refinarias. Especificamente no Brasil isto é de extrema importância, devido ao
grande consumo deste derivado no país.
22
2.2.5.3.3: Nafta de Craqueamento
A nafta produzida no FCC, devido à sua composição, é um excelente
componente para a produção de gasolina. Ela é rica em olefinas, isoparafinas e
aromáticos, sendo pobre em naftênicos e n-parafinas. Esta proporção de
hidrocarbonetos conduz a uma gasolina de bom índice de octanagem, bastante
superior aos valores de naftas de destilação e de processos térmicos de conversão.
O teor de enxofre de nafta de craqueamento é alto, necessitando submetê-la ao
tratamento Merox, que reduz o teor daquele elemento, além de diminuir e
enquadrar-se devidamente à corrosividade. O elevado teor de enxofre é devido ao
alto teor deste elemento presente na carga. Quando se craqueia cargas com
resíduos, o problema tende a se agravar devido à maior quantidade de enxofre de
natureza aromática que o tratamento Merox não consegue remover. O rendimento
da gasolina no craqueamento varia de 50 a 65% do volume.
2.2.5.3.4: Óleo Leve de Craqueamento (LCO)
O Óleo Leve de Craqueamento (Light Cycle Oil – LCO) é uma fração cuja
faixa de destilação é aproximadamente a do óleo diesel. Ele é constituído de uma
elevada concentração de aromáticos bi e tri nucleados com ramificações, além de
grandes quantidades de olefinas e diolefinas de longas cadeias. Em função desta
composição, seu número de cetano é baixo, não sendo aproveitado como óleo
diesel.
2.2.5.3.5: Óleo Decantado
O Óleo Decantado, também conhecido como Óleo Clarificado (ClO), Óleo
Combustível de FCC e Resíduo de Craqueamento é, como o último nome indica, o
produto líquido mais pesado das reações de craqueamento. Este produto é
riquíssimo em hidrocarbonetos aromáticos polinucleados, com algumas ramificações
e olefinas pesadas também ramificadas. Seu maior uso em refinarias é, à
semelhança do LCO, servir como diluente do resíduo de vácuo para a produção de
óleos combustíveis. O Óleo Clarificado, embora bastante denso, é muito menos
viscoso que os resíduos de vácuo. Devido à elevada aromaticidade, ele tem também
uma alta relação carbono/hidrogênio. Por isso, conforme sua característica, ele pode
23
ser enquadrado como Resíduo Aromático (RARO), produto este que pode ser
vendido às indústrias petroquímicas especializadas em produção de negro de fumo
(carbono coloidal finamente dividido). O negro de fumo é utilizado como carga para
produção de pneus, plásticos, pigmentos pretos, etc.
2.2.5.3.6: Gás Ácido (H2S)
A corrente de gás ácido é proveniente do tratamento de gás combustível e do
GLP pela Unidade de Tratamento DEA. Sendo rica em H2S, ela é enviada para ser
processado numa URE. O rendimento de gás ácido é bastante variável em função
do tipo de carga processada e das condições de severidade das reações de
craqueamento.
2.2.5.4: Catalisadores para FCC
O catalisador de craqueamento em leito fluidizado desempenha três funções
principais no processo:
•
Promotor das reações de craqueamento: Esta é a principal função do
catalisador no processo. Ele promove a ocorrência de reações de quebra em
condições bem mais suaves do que aquelas requeridas ao craqueamento
térmico. Além disso, a quantidade e a qualidade dos produtos são bastante
superiores às dos processos realizados na ausência de catalisador.
•
Agente de transporte de coque: O carbono depositado na superfície do
catalisador é transportado do reator para o regenerador, onde é queimado,
produzindo energia, sendo esta a principal fonte de calor do processo. Este
efeito é muito importante, pois, caso não houvesse o catalisador, o coque
formado tenderia a se depositar no interior dos vasos de reação, acabando
por provocar entupimentos, reduzindo, em consequência, o tempo de
operação contínua da unidade. Isto se observa constantemente no
craqueamento térmico.
•
Agente de transferência de calor: O calor gerado pela queima do coque no
regenerador é parcialmente utilizado no aquecimento do catalisador,
elevando sua temperatura em 100 a 350°C. A circulação do catalisador retira
24
esta energia do regenerador e a utiliza para aquecer e vaporizar a carga, de
modo a possibilitar e manter as reações de craqueamento.
2.2.5.5: Carga para Craqueamento
A carga enviada a uma unidade de craqueamento constitui-se em uma das
mais relevantes variáveis deste processo. Suas características influenciam
diretamente na conversão e, em consequência, na qualidade e quantidade dos
produtos obtidos pela quebra das moléculas.
A qualidade da carga é determinada pelos vários tipos e quantidades de
hidrocarbonetos que a constitui, assim como as impurezas que nela estão
presentes.
A composição da carga, por sua vez, é influenciada pelas características do
petróleo original e do seu refino. A carga é constituída de hidrocarbonetos
parafínicos, olefínicos, naftênicos e aromáticos, nas suas diversas formas e
arranjos, além de outros compostos de caráter orgânico ou não, classificados como
impurezas. Dentro deste último grupo, encontram-se os compostos orgânicos de
nitrogênio, oxigênio e enxofre, juntamente com pequenas quantidades de metais
pesados (níquel, cobre, ferro e vanádio) e alcalinos (sódio, potássio e cálcio).
2.2.5.6: Variáveis Operacionais
O FCC é um processo no qual devem existir três equilíbrios simultâneos em
sua operação:
•
Equilíbrio de calor: O excesso de geração de energia causa elevadas
temperaturas, causando danos ao equipamento e ao catalisador. A baixa
geração de energia causa temperaturas insuficientes do catalisador, fazendo
com que as reações não ocorram corretamente.
•
Equilíbrio de pressões: É fundamental para que o catalisador circule
corretamente e não ocorra inversão do fluxo.
•
Equilíbrio químico: Também chamado de equilíbrio de coque ou balanço de
carbono, consiste na queima do coque gerado na reação. A insuficiência da
queima de coque causa um acúmulo deste no catalisador, o que afeta as
25
conversões. Por outro lado, a insuficiência na geração de coque afeta o
balanço térmico.
Assim, o Craqueamento Catalítico é um processo bastante complexo devido
à quantidade de variáveis que estão envolvidas. Pode-se classificar as variáveis
operacionais em dois grandes grupos: variáveis independentes (ou de ação direta),
nas quais se atua através de um controlador e variáveis dependentes (ou de ação
indireta), que são alteradas em consequência da mudança de alguma variável
independente.
Pode-se citar como variáveis independentes: vazão de carga fresca,
qualidade da carga fresca, atividade do inventário de catalisador, temperatura do
reator, etc. Como variáveis dependentes pode-se citar: conversão, rendimento dos
produtos, razão catalisador/óleo, circulação de catalisador, tempo de contato,
temperatura da fase densa do regenerador, vazão de ar para combustão, etc. O
riser apresenta quatro pontos de injeção da carga, permitindo variar o tempo de
contato entre 0,5 e 3 segundos com qualquer tipo de carga.
2.2.5.7: Fluxo de Catalisador
O catalisador percorre um circuito fechado dentro do conversor. O
escoamento se torna possível pelo fato de toda a massa estar em estado fluidizado,
o que se consegue com ar, hidrocarbonetos vaporizados e vapor de água. O
catalisador regenerado e aquecido escoa do regenerador para a base do riser. Ao
entrar em contato com a carga fornece calor, vaporizando-a, sendo então arrastado
pelos vapores de hidrocarbonetos e vapor de água, através do riser, onde ocorrem
as reações de transformação da carga, agregando-se o coque ao catalisador. Na
saída do riser o fluxo passa por ciclones onde há a separação catalisador/produtos.
O catalisador escoa pelas pernas dos ciclones e deposita-se no stripper, onde passa
por um processo que utiliza vapor de água para a retirada dos hidrocarbonetos que
podem estar presentes no catalisador. Do stripper o catalisador escoa por uma
tubulação para o regenerador, onde em contato com o ar queima o coque agregado
durante as reações, completando o ciclo.
26
2.2.5.8: Fluxo de Carga
A carga é pré-aquecida a uma certa temperatura. Em seguida é enviada para
os bicos dispersores, entrando no riser e vaporizando em contato com o catalisador.
Após a passagem pelo riser e pelos ciclones, o gás separado do catalisador passa
para a primeira etapa de condensação. A seguir passa por um segundo permutador
de calor, onde o óleo condensado é armazenado nos tanques e a corrente gasosa
mais os hidrocarbonetos leves passam por um condensador a freon. O fluxo segue
então para os tanques de selagem e em seguida para o flare, onde os gases são
queimados.
A carga pode ser injetada no riser em quatro pontos distintos, com o objetivo
de alterar o tempo de contato com o catalisador, como já citado. Os produtos
armazenados durante o teste são amostrados e transferidos para o tanque de
produtos.
2.2.5.9: Fluxo de Ar
Passando por um aquecedor, o fluxo é aquecido e direcionado para a base
do regenerador, onde, através de uma placa distribuidora, entra no equipamento
promovendo a fluidização e queima do coque no catalisador, regenerando-o. Os
gases formados no regenerador passam por ciclones para a separação de
partículas arrastadas do leito, que são devolvidas ao regenerador. O fluxo isento de
sólidos é lançado na atmosfera.
2.2.5.10: Fluxo de Vapor
•
Vapor de Lift: É o vapor utilizado para acelerar o catalisador na base do
riser. O vapor é condensado por um sistema de condensação, sendo
posteriormente separado do óleo.
•
Vapor de dispersão: É o vapor utilizado para atomizar a carga. Entra no riser
pelos bicos dispersores, seguindo também com os produtos para o sistema
de condensação sendo posteriormente separado.
•
Vapor de “estripagem”: É utilizado para remover os hidrocarbonetos
presentes no catalisador, sendo que estes e o vapor saem pelo topo do
27
stripper somando-se ao fluxo de produtos, seguindo então para o sistema de
condensação.
2.2.5.11: Fluido de Selagem
Ar e gás inerte servem como fluidos de selagem para o processo em linhas e
válvulas. O gás inerte é pressurizado e armazenado em um vaso pulmão, onde um
compressor garante sua pressão na saída.
2.2.5.12: Amostrador de Topo e Sistemas de Condensação
Após o craqueamento, sai do riser uma mistura contendo vapores de
hidrocarbonetos, vapor de água, gases e catalisador gasto (com coque). Esta
mistura segue para dois ciclones em série, nos quais o catalisador gasto é
separado. A corrente que segue ao topo da unidade é então composta apenas de
vapores e gases, sendo que uma parte desta segue para o sistema de condensação
e outra parte é desviada para o Amostrador de Topo ou RMS (Reactor Mixer
Sampler – Amostrador da Mistura de Produtos do Reator). No amostrador de topo, a
corrente passa por um permutador a ar, condensando parte do óleo, que é coletado
em um tanque. O restante da corrente passa por um permutador a água,
condensando uma fração menos pesada de óleo, também coletado em um tanque.
Finalmente, a mistura não condensada segue para uma torre de recheio, na qual a
neblina restante, que passou com esta corrente, é retida. O último permutador utiliza
freon, sendo condensada a parte mais leve do óleo. O gás resultante é coletado e
levado para a análise cromatográfica. O óleo (composto de todas as frações
condensadas) também é encaminhado ao laboratório para a destilação simulada.
Para medir a quantidade de gás que passa pelo amostrador de topo, existe um
medidor MGU (Medidor de Gás Úmido). A outra parte da corrente que sai do ciclone
e que não foi desviada ao RMS, passa por um sistema de condensação semelhante
ao do Amostrador de Topo, porém com os dois primeiros permutadores a água. A
vazão de gás é indicada pelo SDCD, tem sua amostra coletada para análise
cromatográfica e é depois queimada no flare. O óleo condensado é coletado em um
tanque e depois de separado de grande parte da água, sendo então levado ao
laboratório para análise de destilação simulada.
28
Capítulo 3: O Conjunto de Aplicativos UMProcess
Por se tratar de uma unidade de pesquisa, a U-144 realiza frequentemente
várias baterias de testes sob demanda, de modo a obter dados que serão
estudados posteriormente. Entre os testes de cada bateria há a variação de um ou
mais parâmetros, dependendo do objetivo dos mesmos. Ao final de uma bateria de
testes, as amostras recolhidas durante os mesmos são enviadas ao laboratório para
a análise, e os dados dos testes são analisados na forma de balanços de massa e
energia. Por exemplo, em uma bateria de testes em que o objetivo é melhorar a
produção de gasolina, cada teste é realizado variando-se alguns parâmetros
(temperatura e tipo do catalisador, pressão da carga, etc). Ao final a bateria estudase os resultados das análises de laboratório (como qualidade do produto, por
exemplo), em conjunto com algumas variáveis obtidas através dos balanços de
massa e energia dos testes (quantidade de produto produzido, rendimento, etc),
verificando quais testes obtiveram os melhores resultados em função do objetivo
almejado e quais os parâmetros utilizados nestes testes.
Um problema frequente do passado era a realização dos balanços de massa
e energia dos testes, pois a realização manual dos balanços de cada teste chegava
a levar várias horas e, como o número de testes realizados estava aumentando
cada vez mais, esta prática estava começando a tornar-se inviável.
Devido a este problema, foram desenvolvidas as aplicações UMProcess
OPER, UMProcess DATALAB e UMProcess BME, em linguagem Visual Basic em
conjunto com bancos de dados MS ACESS. Estes softwares foram desenvolvidos
na UN-SIX pelo engº Alberto Jamhour, com o propósito de automatizar o processo
de análise dos testes da U-144, auxiliando os analistas, técnicos, engenheiros e
pesquisadores. O trabalho, que anteriormente demandava várias horas, com o
auxílio do UMProcess passou a ser realizado em alguns segundos.
O UMProcess OPER é responsável por fornecer uma interface para a entrada
dos dados provenientes da operação, tais como tipo de catalisador, carga utilizada,
resultados de coletas de produtos, etc. O UMProcess DATALAB fornece uma
interface para a entrada dos dados provenientes do laboratório da pesquisa, onde
29
são analisadas as amostras de diferentes produtos retirados de diversos pontos de
amostragem da unidade em cada teste. Entre os dados inseridos no UMProcess
DATALAB pode-se citar os resultados das análises cromatográficas de cada
amostra, contendo as frações molares de cada composto presente, a área
cromatográfica de cada composto, etc. Cada um destes softwares armazena os
dados em um banco de dados próprio. Finalmente, o UMProcess BME é
responsável por coletar os dados inseridos pela operação e pelo laboratório,
acrescentar os dados provenientes do SDCD, calcular os balanços de massa e de
energia da unidade e gerar relatórios (padrão e/ou personalizados, de acordo com a
necessidade de cada usuário) com os resultados dos balanços. Os dados de saída
do UMProcess BME são armazenados em um banco de dados diferente para cada
série de testes analisada. A figura 15 mostra um esquema desta configuração.
30
Figura 15: Esquema da Arquitetura dos Antigos Softwares UMProcess
3.1: Funcionamento dos Aplicativos UMProcess
O funcionamento dos aplicativos, desde o cadastramento de um novo teste
até a conclusão dos balanços de massa e energia da unidade, é descrito a seguir:
3.1.1: UMProcess OPER
Através do UMProcess OPER é criado o nome do próximo teste a ser
realizado na U-144. Este nome se baseia na sequência dos números da série e dos
testes realizados, seguindo o padrão “XXX-YYY-Z”, onde “XXX” é um número de
31
001 a 999 correspondente à série de testes, “YYY” é o número do teste a ser
realizado, também compreendido entre 001 e 999, e “Z” é um número entre 0 e 9,
inclusive, representando o número da repetição do teste. Uma repetição acontece
quando algum teste realizado não foi bem-sucedido. Ao se criar um novo teste, o
programa pede a série do teste, no caso de um teste novo, ou então pede a série e
o número do teste, para o caso de uma repetição. No ato a geração do nome dos
testes são também setados (automaticamente, de acordo com algum padrão prédefinido, ou manualmente) alguns parâmetros do teste, como tipo e quantidades de
bicos dispersores, tipo de fluido da serpentina, objetivo do teste, tipo de carga, tipo
de catalisador, data e hora do teste, etc. Após a conclusão desta etapa os testes já
ficam disponíveis nas telas do programa acessadas pela operação e pela
engenharia, onde outros parâmetros são setados. Após a conclusão do teste, as
informações sobre os produtos recolhidos são também cadastradas. Todas estas
informações são utilizadas nos cálculos dos balanços da unidade.
3.1.2: UMProcess DATALAB
Durante a realização do teste, são coletadas várias amostras de diferentes
produtos (gás de combustão, gás de processo, gás inerte, carga, catalisador, etc)
em alguns pontos de coleta da unidade. Estas amostras são cadastradas no
Sistema de Cadastro de Amostras (SCAD), utilizado pelo CENPES, e no aplicativo
de controle de amostras dos operadores. Nenhum destes aplicativos possuía
alguma comunicação com o UMProcess. Depois de cadastradas, as amostras são
etiquetadas e enviadas para a análise no laboratório. Após a análise, os resultados
são cadastrados no UMProcess DATALAB nas partes correspondentes a cada tipo
de amostra. Estes resultados são utilizados nos balanços da unidade.
3.1.3: UMProcess BME
Após o término do cadastro dos dados por parte da operação e do
laboratório, faltam apenas os dados provenientes do SDCD para se poder dar início
à realização dos balanços da unidade. Estes dados correspondem à média de
algumas das variáveis da unidade (temperaturas em diferentes pontos, vazões,
pressões, etc) medidas pelo SDCD durante a realização do teste. Como o SDCD
32
está localizado na rede Infinet (rede da automação) e o UMProcess roda na rede
corporativa, os dados do SDCD precisam ser transferidos manualmente de um
banco de dados MS SQL SERVER, onde ficam armazenados, para um arquivo no
formato MS EXCEL, e daí então para um banco de dados MS ACESS, acessado
pelo UMProcess BME. Devido ao grande número de testes e variáveis envolvidas
neste processo (os balanços geralmente são realizados após o término de uma
série de testes), este trabalho se torna demorado e repetitivo.
Cada usuário pode selecionar, dentre as variáveis de saída do programa, um
ou mais conjuntos de variáveis que julgar mais adequado para serem apresentadas
em um relatório personalizado em separado.
Uma vez realizado os processos descritos acima, indica-se qual o número da
série a qual se deseja realizar os balanços e, caso todos os dados necessários
sejam encontrados, o programa calcula os balanços de massa e energia e gera um
novo banco de dados contendo tabelas com os dados dos resultados do balanço e
com os relatórios personalizados pré-definidos.
33
Capítulo 4: Etapas do Trabalho Desenvolvido
Como foi visto no capítulo anterior, embora os três softwares do “pacote”
UMProcess funcionassem satisfatoriamente, ainda havia muitas coisas que
poderiam ser melhoradas, de modo a aumentar a automatização do processo de
análise dos dados de cada teste realizado na U-144. A seguir são relatados alguns
problemas do antigo pacote UMProcess:
•
O SDCD que faz o controle da U-144 armazena os seus dados em um banco de
dados MS SQL Server, através do software OPERATE IT. Como este sistema
está localizado na rede Infinet (rede da automação) e o UMProcess BME tem
acesso somente à rede corporativa (que, por motivos de segurança, é separada
da rede Infinet), os dados do SDCD para cada teste precisam ser inseridos
manualmente no banco de dados do UMProcess BME. O procedimento adotado
para isso era a exportação destes dados para uma planilha no formato MS
EXCEL e daí então se dava a inserção manual dos mesmos no banco de dados
do UMProcess BME. Como o número de dados utilizados para cada teste era
grande (cerca de 400 variáveis diferentes), e cada série contém um nº elevado
de testes, este procedimento era um tanto trabalhoso e anulava um pouco a
automação pretendida pelo uso do conjunto UMProcess. Além disso, a
manipulação manual dos dados diretamente no banco de dados é uma atividade
não recomendável, pois qualquer erro ou imprevisto pode comprometer não
apenas os dados sendo inseridos como também todo o conjunto de dados
armazenado, motivo pelo qual esta atividade era realizada apenas pelo
administrador do sistema, tornando a utilização do sistema altamente
dependente do mesmo.
•
Como a parte de cadastros das amostras dos produtos coletadas em cada teste
não estava integrada com o sistema UMProcess, não era possível ter um
controle sobre as amostras retiradas e, consequentemente, sobre o status de
cada uma. Caso algum usuário desejasse saber alguma informação de uma
amostra coletada, o mesmo deveria acessar o sistema de cadastro de amostras
dos operadores para obter tais informações.
34
•
Os bancos de dados MS ACESS estavam se mostrando incompatíveis com
alguns recursos dos softwares, chegando a ponto de forçar o armazenamento
de alguns dados do tipo números de ponto flutuante em formatos de texto. Esta
incompatibilidade causava alguns erros inesperados nos programas. Além disso,
os bancos de dados em MS ACESS não apresentam um bom desempenho
quando comparados a outros bancos de dados.
•
Armazenar as informações de cada software em um banco de dados separado
torna mais lento o acesso destes por parte do UMProcess BME e torna mais
difícil a organização, o acesso e o backup dos mesmos. Além disso, os
relacionamentos entre os dados não se tornam tão evidentes e alguns dados
são armazenados em mais de um banco de dados, ocupando espaço extra e
sobrecarregando o sistema desnecessariamente.
•
O fato de se utilizar a linguagem Visual Basic em conjunto com bancos de dados
MS ACCESS para o desenvolvimento dos programas UMProcess OPER,
UMProcess DATALAB e UMProcess BME torna os mesmos dependentes da
plataforma Microsoft Windows que, apesar de ainda ser a mais utilizada no
ambiente empresarial, é considerada pouco confiável, apresentando frequentes
instabilidades. Além disso, existem correntes internas favoráveis a que a
PETROBRAS, acompanhando a tendência de outras grandes empresas, como
a IBM, por exemplo, tem a idéia de migração dos seus sistemas, nos próximos
anos, do ambiente MS Windows para a plataforma LINUX. Este fato impediria a
continuação do uso do conjunto de softwares UMProcess na forma atual.
•
A parte de acesso aos programas se dava de forma diferente para cada tipo de
usuário. Cada usuário do programa possuía um login name e uma senha, précompilados e não passíveis de modificação. O acesso às diferentes partes do
programa era permitido ou não dependendo dos privilégios pré-definidos para
cada usuário e, caso houvesse a necessidade de alguma modificação nos
privilégios de acesso de algum usuário, o programa teria que ser recompilado e
redistribuído aos usuários. Isto tornava o programa inflexível a este tipo de
mudanças.
•
Os softwares UMProcess OPER, UMProcess DATALAB e UMProcess BME
funcionavam como aplicativos independentes, o que não era muito prático, pois
35
não raramente alguns usuários (especialmente os engenheiros da unidade)
necessitavam acessar áreas de mais de um deles para realizar alguma
mudança ou edição de um parâmetro de um dado teste. Um único sistema que
unificasse as funcionalidades destes 3 aplicativos seria mais prático.
A partir dos problemas citados acima, foi projetado um novo sistema que
englobaria todas as funcionalidades do sistema antigo e que implementaria as
mudanças necessárias de modo a suprir as deficiências do mesmo.
4.1: Projeto do Novo Sistema
O primeiro requisito para o novo sistema requeria que este fosse
independente de plataforma operacional. Este fato já descartou o uso da linguagem
Visual Basic, utilizada no sistema anterior.
Após se estudar as opções para a nova linguagem a ser utilizada, foram
destacadas 2 opções: PHP e Java. A primeira tinha a característica de ser “leve” e
de poder gerar um sistema na forma de páginas da web, a ser acessado através de
browsers via intranet. A segunda opção possuía todas as vantagens da primeira,
além de ser uma linguagem de alto nível, largamente utilizada para os mais variados
fins e de possuir APIs desenvolvidas por comunidades independentes que
auxiliariam no desenvolvimento da tarefa. Juntando todas as vantagens da
linguagem Java com alguma experiência em programação adquirida por mim
durante o curso, esta foi facilmente definida como a linguagem a ser utilizada.
Uma vez definida a linguagem, foi a vez de decidir qual banco de dados seria
utilizado. Os requisitos para o mesmo requeriam que este fosse rápido, confiável,
multiplataforma e de livre licença. Seguindo as orientações do engº Alberto
Jamhour, foi decidido pelo uso do banco de dados MySQL, pelo fato deste
apresentar todos os requisitos necessários, além de uma poderosa ferramenta
(PHPMyAdmin) que auxilia muito no gerenciamento do banco de dados.
O último item a ser definido foi o formato do novo sistema. A idéia inicial seria
desenvolver um sistema com uma interface do tipo página da web, a ser acessada
por qualquer browser, como o Internet Explorer, por exemplo. Esta idéia foi
descartada após se chegar à conclusão de que os usuários do novo sistema (em
sua maioria operadores e analistas de laboratório) seriam os mais afetados pelo
36
novo formato, podendo gerar uma certa resistência ao uso do novo sistema,
causada pela mudança. Desta forma, foi decidido construir um sistema com uma
interface gráfica muito parecida com a interface do sistema antigo, objetivando
minimizar o impacto causado pela mudança.
4.2: Etapas da Construção do Novo Sistema
4.2.1: Estudo do Sistema Antigo
A construção do novo sistema iniciou pelo conhecimento detalhado do
sistema antigo através do estudo dos códigos-fonte do mesmo. A maior dificuldade
encontrada por mim nesta etapa foi a familiarização com a linguagem Visual Basic,
uma vez que eu não possuía nenhum conhecimento sobre a mesma. Um vez
ultrapassada esta barreira, o desenvolvimento do novo sistema iniciou sem maiores
problemas.
Seguindo os conhecimentos adquiridos durante a disciplina de Integração de
Sistemas Corporativos, ministrada pelo prof. Ricardo Rabelo na 9ª fase do curso, o
novo sistema englobaria totalmente o conceito de programação orientada a objetos,
utilizando objetos para a transferência de dados, para o acesso ao banco de dados
e para as interfaces gráficas. Para isto fez-se o uso das IDEs Netbeans 4.1 e
Eclipse 3.0. O ambiente Netbeans foi utilizado para criar as “cascas” das interfaces
gráficas, que eram depois importadas no ambiente Eclipse, juntamente com os
demais objetos, e preenchidas com os códigos.
4.2.2: Construção do Novo Banco de Dados
Após um breve estudo do sistema antigo, foi observado que a maioria das
estruturas dos bancos de dados antigos poderiam ser mantidas, sendo necessário
apenas unificar os mesmos e eliminar as redundâncias e os itens desnecessários.
Como o novo sistema agregaria novas funcionalidades, que também necessitariam
o armazenamento de registros no banco de dados, este foi sendo projetado e
implementado progressivamente, à medida que o sistema ia sendo desenvolvido.
37
Para facilitar a construção e o gerenciamento do novo banco de dados, foi
utilizada a ferramenta PHPMyAdmin. As figuras 16 e 17 e mostram a interface
gerada por esta ferramenta.
Figura 16: Visão Geral do Banco de Dados
Figura17: Criação de uma Tabela do Banco de Dados
38
Como a ferramenta PHPMyAdmin é desenvolvida em PHP, foi instalado um
servidor de páginas web (Apache) no mesmo servidor onde estava localizado o
banco de dados MySQL, de modo a tornar a ferramenta PHPMyAdmin acessível a
partir de qualquer computador ligado à intranet corporativa, bastando, para isso, o
usuário entrar com um login name e com uma senha. Apenas o eng° Fabiano
Bernardi e eu, desenvolvedores do novo sistema, possuíamos privilégios de acesso
ao referido banco de dados. Como os dados a serem armazenados no banco de
dados são extremamente confidenciais, após o término do desenvolvimento do
sistema este tipo de acesso direto ao banco de dados será utilizado apenas por
pessoal qualificado e para fins de backup e/ou manutenção do mesmo.
4.2.3: Programação do Sistema
O procedimento adotado durante a concepção no novo sistema foi
basicamente o seguinte:
•
Escolhia-se uma tela do sistema antigo a ser programada;
•
Estudava-se o código-fonte da tela escolhida;
•
Criava-se no banco de dados a(s) tabela(s) necessária(s) ao funcionamento
da tela em questão, preenchendo-as com dados quaisquer (mas que seguiam
os padrões dos dados reais a serem armazenados posteriormente) de modo
a permitir testes por parte do programa;
•
Criava-se no ambiente Eclipse os objetos de transferência e de acesso ao
banco de dados a serem utilizados pela tela;
•
Construía-se a interface gráfica no ambiente Netbeans, importando a mesma
no ambiente Eclipse após a sua conclusão;
•
Programava-se o resto do código e realizavam-se alguns testes em busca de
erros e/ou “bugs”.
Embora muitas telas do novo sistema sejam baseadas em telas do sistema
antigo, toda a lógica da programação foi modificada, esperando-se obter o maior
desempenho possível. Alem disso, à medida que sugestões e/ou idéias de
melhorias fossem aparecendo, estas passavam a ser implementadas.
39
Uma observação importante a se fazer é o fato de que o novo sistema não se
restringiu a implementar e melhorar as funcionalidades do sistema antigo, mas
também incorporou outros aplicativos menores que vinham sendo utilizados pelos
colaboradores da U-144 ou que foram criados atendendo às necessidades
específicas dos mesmos.
A título de curiosidade, o novo sistema possui mais de 80 telas, reunindo
mais de 100.000 linhas de código distribuídas em aproximadamente 180 arquivos, e
o novo banco de dados possui 53 tabelas diferentes, armazenando atualmente
cerca de 25.000 registros.
4.3: Apresentação do Novo Sistema
Neste ítem serão apresentadas algumas telas do novo sistema, de modo a
dar uma melhor idéia do trabalho desenvolvido durante a realização deste Projeto
de Fim de Curso.
4.3.1: Tela Inicial
Ao executar o programa, o usuário se depara com uma janela pedindo um
login name e a uma senha. Como o login name foi adotada a “chave” de cada
usuário. A chave de um usuário é uma sequência de 4 letras, única, fornecida para
cada empregado da PETROBRAS e utilizada para efetuar o logon nos
computadores da empresa. A utilização da chave do usuário como login name evita
a necessidade da criação de mais um login name a ser lembrado por cada usuário.
Figura 18: Janela de Login
Após o usuário clicar no botão “OK”, o programa faz uma busca no banco de
dados, verificando se o login name e a senha estão corretos e, em caso afirmativo,
40
mostra ao usuário a tela principal do programa, ativando as opções de acesso de
acordo com os privilégios de acesso de cada usuário. É importante salientar que as
senhas de cada usuário são armazenadas no banco de dados em um formato
encriptado.
Figura 19: Tela Principal Acessada por um Usuário com Privilégios Totais de Acesso
41
Figura 20: Tela Principal Acessada por um Usuário com Privilégios de Acesso Somente ao UMProcess
DATALAB
A partir da tela principal do programa, o usuário pode, dentro das limitações
de seus privilégios, acessar as diferentes partes do sistema. Estes partes são
descritas a seguir.
4.3.2: UMProcess OPER
O UMProcess OPER é a parte do sistema utilizada pelos engenheiros e,
principalmente, pelos operadores da U-144.
Abaixo segue uma lista com as funcionalidades do UMProcess OPER. Os
itens sublinhados correspondem a funcionalidades do novo sistema que não
existiam ou que ainda não haviam sido implementadas no software antigo.
•
Gera nomes para os testes de acordo com o padrão da unidade;
•
Permite a entrada, por parte da operação, de dados dos testes que serão
utilizados nos balanços de massa e de energia, como por exemplo valores
das massas dos produtos recolhidos, tipo e calor específico do fluido utilizado
na serpentina, etc;
42
•
Permite o cadastramento das amostras coletadas na unidade;
•
Gera etiquetas adesivas com códigos de barras contendo o nº da amostra e
do SCAD e/ou em papel comum, ambas com as informações das amostras
coletadas na unidade;
•
Permite o rastreamento das amostras coletadas, a partir do registro das
mesmas no sistema, auxiliando na identificação de possíveis extravios;
•
Permite a monitoração das etiquetas geradas, bem como o número da
amostra de cada etiqueta;
•
Permite a importação automática dos dados proveniente do sistema PI (Plant
Information), que substituem os dados oriundos do SDCD.
As figuras 21 e 22 mostram a tela responsável por gerar o nome de um novo
teste e lançá-lo no sistema e a tela onde são inseridas algumas informações sobre
os testes, respectivamente.
Figura 21: Tela de Geração Automática de Nomes para os Testes
43
Figura 22:Tela de Inserção de Dados Provenientes da Engenharia
Entre os dados provenientes da engenharia, há a opção de utilizar nos
balanços da unidade os dados provenientes do PI em substituição aos dados do
SDCD. Caso esta opção seja selecionada, após o preenchimento das datas de
início e de final de teste o programa busca e armazena automaticamente a média,
durante o período do teste, dos valores das variáveis utilizadas, eliminando a antiga
etapa manual de transferir os dados provenientes do SDCD para um arquivo no
formato EXCEL e então para o banco de dados do UMProcess BME.
NOTA: A utilização do PI somente foi possível em virtude da estabilidade alcançada
após as ações dos estagiários anteriores que trabalharam no sistema.
4.3.3: UMProcess DATALAB
O UMProcess DATALAB é a parte do sistema utilizada pelos engenheiros da
U-144 e, principalmente, pelos analistas do Laboratório da Gerência de Pesquisa.
Abaixo segue uma lista com as funcionalidades do UMProcess DATALAB. Os
itens sublinhados correspondem a funcionalidades do novo sistema que não
existiam no software antigo.
44
•
Permite a entrada, por parte do laboratório, de dados dos resultados das
análises das amostras coletadas de cada teste, como por exemplo análises
cromatográficas de gás de processo, de gás combustível, informações sobre
a carga e/ou catalisador utilizado no teste, etc. Estes dados são utilizados nos
balanços de massa e energia da unidade;
•
Permite a aprovação ou não de cada resultado por parte dos engenheiros da
unidade;
•
Permite o cadastro de novas definições de carga e catalisador utilizados nos
testes;
•
Permite o registro das amostras tanto na chegada das mesmas ao laboratório
como no cadastro dos resultados das análises. Este registro permite o
rastreamento das amostras da unidade;
•
Permite a seleção automática do tipo de amostra e, consequentemente, da
tela de entrada de dados, facilitando o trabalho dos analistas;
As figuras 23 e 24 mostram as telas onde são cadastrados os resultados das
análises dos gases Combustível e de Processo e do Óleo Condensado no RMS,
respectivamente.
45
Figura 23: Tela de Cadastro dos Resultados das Análises dos Gases Combustível e de Processo
46
Figura 24: Tela de Cadastro dos Resultados das Análises do Óleo Condensado do RMS
4.3.4: UMProcess BME
O UMProcess BME é a parte do sistema utilizada pelos engenheiros da U144. A seguir há uma lista com as funcionalidades do UMProcess BME. Os itens
sublinhados correspondem a funcionalidades do novo sistema que não existiam no
sistema antigo.
47
•
Permite a realização dos balanços de massa e energia de uma série de
testes e geração automática dos relatórios padrão e personalizados dos
resultados;
•
Permite a customização de relatórios a serem gerados em cada balanço, de
acordo com as necessidades de cada usuário;
•
Permite a geração automática de códigos-fonte para a atualização do
programa após alguma mudança nas variáveis utilizadas;
•
Permite a alimentação manual ou automática dos dados dos testes
provenientes do SDCD (PI);
•
Permite a geração de relatórios personalizados em um formato compatível
com o software MS EXCEL (opcional);
As figuras 25 e 26 mostram as telas onde são criados e selecionados os
relatórios personalizados a serem gerados automaticamente pelo programa e de
acompanhamento do progresso do cálculo dos balanços, respectivamente.
Figura 25: Interface para Criação e Seleção dos Relatórios Personalizados a serem Gerados pelo Programa
48
Figura 26: Tela de Acompanhamento do Cálculo dos Balanços
Após a realização dos balanços de uma série de testes, o programa gera um
sumário em formato texto contendo algumas informações sobre o balanço realizado,
como por exemplo tempo de processamento, número de balanços realizados, testes
com dados incompletos, erros ocorridos, etc. A Figura 27 ilustra uma parte de um
exemplo de um sumário gerado.
49
Figura 27: Algumas Informações Contidas no Sumário Gerado nos Balanços Calculados
50
4.3.5: Relatórios da U-144
De modo a integrar os softwares utilizados pelo pessoal da U-144 em um
único sistema, os Relatórios de Atividades Diárias e Relatórios das TRIPs de
Paradas da U-144, antes gerados em aplicativos desenvolvidos em MS ACCESS,
foram incorporados ao UMProcess. Estes novos aplicativos permitem a consulta e o
cadastro diário das atividades e pendências da U-144 e das TRIPs que ocasionam
paradas na unidade. A figura 28 mostra a interface do aplicativo de cadastro de
Atividades Diárias da U-144.
Figura 28: Interface do Aplicativo de Cadastro de Atividades Diárias da U-144
4.3.6: Cadastros da U-144
A partir de uma necessidade dos engenheiros da U-144, foi criado um
aplicativo responsável por fazer o cadastro das informações dos os testes já
realizados na mesma. Neste sistema são cadastradas as informações básicas de
cada teste, bem como a sua localização nas pastas de informações dos arquivos da
51
U144, facilitando a localização dos dados de um teste específico em meio aos
inúmeros testes já realizados e arquivados. A figura 29 mostra a interface do
aplicativo para cadastro da localização dos dados dos testes realizados na U-144.
Figura 29: Interface do Aplicativo para Cadastro da Localização dos Dados dos Testes Realizados
4.3.7: Gerenciamento do Sistema
Como este novo sistema desenvolvido integrou vários softwares existentes e
incorporou
outras
novas
funcionalidades,
seria
inviável
o
cadastro
e
o
gerenciamento dos usuários através de login names e senhas pré-definidas para
cada usuário. Assim sendo, foi criada uma lógica de acesso ao sistema onde
poderiam ser criadas várias categorias com diferentes privilégios, e cada usuário
seria cadastrado dentro de uma das categorias existentes, herdando os privilégios
da mesma. Deste modo, o administrador do sistema pode inserir e/ou excluir
usuários do cadastro sem ter que modificar o programa. Além disso, há uma maior
flexibilidade sobre os privilégios de acesso e inserção/modificação/exclusão de
dados de cada usuário nas diferentes partes do sistema. A figura 30 mostra a
interface de criação e gerenciamento de categorias de usuários.
52
Figura 30: Interface para a Criação e Gerenciamento de Categorias de Usuários
Com esta nova técnica de gerenciamento foi possível implementar a
monitoração dos acessos ao sistema. Cada vez que algum usuário tenta fazer logon
no sistema, é armazenado no banco de dados um registro contendo a data e a hora
da tentativa, a chave do usuário, a informação indicando se foi efetuada uma troca
de usuário ou um novo logon e a indicação de que o logon foi bem sucedido ou não.
Isto permite ao administrador do sistema verificar dados como a frequência de
acessos ao sistema, quais usuários acessam (ou não) o sistema, etc.
4.4: Migração dos Dados da Antiga para a Nova Base de Dados
Uma vez o sistema finalizado, faltava apenas a migração dos dados para a
nova base de dados para a conclusão do trabalho.
O procedimento adotado nesta etapa foi exportar os dados dos bancos de
dados MS ACCESS para arquivos CSV (comma separated values) e então importar
os mesmos para o banco de dados MySQL através da ferramenta PHPMyAdmin.
Como nem todas as novas tabelas do novo banco de dados possuíam a mesma
53
estrutura das tabelas antigas, algumas vezes foi necessário adaptar a estrutura dos
arquivos CSV gerados (criando ou excluindo colunas de dados) de modo a tornar a
importação dos dados compatível.
Durante este procedimento foi verificado que alguns dados do tipo números
de ponto flutuante não estavam sendo corretamente transferidos e, após algum
estudo do problema, foi verificado que o MS ACCESS gerava valores de ponto
flutuante truncados na segunda casa após a vírgula nos arquivos CSV. Este
arredondamento
causava
uma
perda
da
exatidão
de
algumas
variáveis,
influenciando nos resultados finais dos balanços. Para contornar este problema foi
decidido criar um programa simples que atuasse como uma “ponte” entre os bancos
de dados MS ACESS e MySQL, transferindo diretamente os dados das tabelas que
apresentaram problemas. Este procedimento resolveu completamente o problema.
54
Capítulo 5: Resultados, Conclusões e Perspectivas
No período inicial do estágio na UN-SIX, onde foi realizado o Projeto de Fim
de Curso descrito neste relatório, procedeu-se um estudo sobre os aplicativos do
“pacote” UMProcess, o que resultou num aprendizado progressivo sobre as suas
funcionalidades e a sua importância dentro da U-144.
Após uma familiarização com o sistema, foi possível propor e implementar
novas funcionalidades ao mesmo, visando aumentar a automatização gerada e
acabando com muitas tarefas manuais, repetitivas e/ou dependentes da presença
do administrador do sistema. Algumas destas novas funcionalidades trouxeram um
grande benefício aos usuários do sistema e colaboradores da U-144, destacando-se
a geração de etiquetas adesivas com códigos de barras para as amostras, a
disponibilidade de rastreamento das amostras coletadas e a integração do sistema
UMProcess com o sistema PI.
A portabilidade do novo sistema UMProcess torna o mesmo preparado para
uma eventual futura mudança na política da PETROBRAS quanto ao uso de
Sistemas Operacionais, enquanto que o uso de um banco de dados MySQL
aumentou o desempenho do sistema, principalmente em tarefas como o cálculo dos
balanços da unidade, que requerem múltiplos acessos ao banco de dados.
Conclui-se, portanto, que a função de construir e implementar um Sistema
Integrado para Cadastro dos Dados e Automatização dos Balanços de Massa e
Energia dos Testes Realizados na U-144, inserida no contexto do curso de
Engenharia de Controle e Automação Industrial, obteve sucesso, sabendo que o
trabalho desenvolvido no período de março a setembro de 2005 teve seu valor
reconhecido pelas partes interessadas.
Como perspectivas futuras para este trabalho, pode-se citar:
• Migração do banco de dados MySQL para um servidor mais robusto e
confiável, dado que isto apenas não foi realizado por questões burocráticas
da empresa;
55
• Inserção automática dos dados provenientes dos resultados dos balanços no
banco de dados do servidor PI como uma forma de backup dos mesmos,
caso isto se mostre necessário;
• Criação de um aplicativo para a geração dos relatórios operacionais de uma
forma mais eficiente do que o sistema utilizado atualmente e integração do
mesmo ao sistema UMProcess;
• Automatização do método de inserção dos dados dos resultados das análises
de laboratório, eliminando a necessidade de digitação dos dados por parte
dos analistas;
• Adequação do sistema às frequentes mudanças ocorridas na unidade,
geradas pelo caráter de pesquisa da U-144.
56
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