A safra não está concluída, mas os técnicos da Usina Vertente já têm um veredito sobre o controle do processo industrial com um sistema digital de controle distribuído - SDCD: a estabilidade operacional reduziu a variabilidade, um dos vilões do aumento de custos de produção. E a quantidade de informações dos equipamentos e do processo disponibilizada pelo sistema é pelo menos 50% maior do que há um ano, quando o controle da produção de açúcar e etanol era feito através de controladores lógico programáveis - CLP, controladores
multi-loop e sistema supervisório. Com essa nova estrutura, a usina já estuda a adoção de sistemas de análise de desempenho e diagnóstico, com a otimização do processo e a integração das informações gerenciais. A Usina Vertente, localizada na cidade paulista
de Guaraci, foi a terceira unidade do Grupo Guarani a receber um SDCD – das sete usinas que fazem parte do Grupo, a usina Andrade já havia adotado o sistema da Yokogawa e este ano a usina São José trocou seus CLPs por um SDCD da Siemens. Os CLPs sempre gozaram de prestígiona produção de açúcar – em que a arquitetura de
automação distribuída em ilhas e o fato dos investimentos serem basicamente setoriais apontaram para essa opção. Com a demanda por um maior número de informações, diagnósticos e performance
no controle, o SDCD tem ganhado espaço nesse segmento. Diferente da arquitetura clienteservidor típica de um sistema Scada, no SDCD
as estações de operação acessam diretamente os controladores de campo. Para a Guarani, a ousada opção por um SDCD contou com um bom embasamento técnico e econômico – afinal de contas, quando comparado com o preço de um CLP, o SDCD poderia custar até 40% mais. Egídio Alberto Bega, um engenheiro que acumulou experiência em três décadas de trabalho nas refinarias da Petrobras antes de assumir a Gerência Corporativa de Engenharia do Grupo Guarani, passou a comparar em cada projeto o custo total para adotar um PLC ou um SDCD – incluindo todos os gastos com engenharia e configuração. O resultado dessa análise apontou que a diferença nem era tão grande. "Decidimos que, à medida que modernizássemos a automação, iríamos utilizar SDCD. E pela forma com que o SDCD é estruturado, o que temos de informação, qualidade do controle e toda a estrutura, facilita muito para a operação. Porque o SDCD já tem as lógicas padronizadas, enquanto que, para fazer com PLC,é necessário montar ou contratar uma empresa para fazer as lógicas", explica Egídio.
O projeto também marca a estreia do DeltaV – sistema de controle desenvolvido pela Emerson Process Management – no setor sucroenergético. A empresa foi escolhida em uma lista que tinha
outros três fornecedores ao apresentar o sistema de rearranjo eletrônico – batizado de Charm – que reduziu o tempo de projeto ao período de cinco meses da entressafra, 30% menos do que a usina
gastaria com um projeto convencional. "A tecnologia que existe nesses rearranjo eletrônico permitiu que a nossa engenharia fizesse todo o projeto dentro do tempo solicitado. As borneiras inteligentes simplificam o projeto e a instalação, dispensando o rearranjo convencional, comenta o engenheiro da Emerson, Tadeu Batista, Solution Archtecture deste projeto. O Grupo Guarani adquiriu 50% da Usina Vertente em 2010. A usina foi construída pelos Grupos Humus e Moema há dez anos – sendo a primeira a iniciar suas atividades com difusor e totalmente automatizada. Com a aquisição da Moema pela
Bunge, o Grupo Humus comprou a totalidade dos ativos e logo em seguida negociou a entrada da Açúcar Guarani – que pagou R$ 105 milhões por 50% do empreendimento. No ano passado, a Usina
recebeu um aporte de R$ 130 milhões para ampliar a capacidade de moagem de 1,7 milhão de toneladas para 2,5 milhões de toneladas de cana – o aporte também significou uma nova destilaria com capacidade de produzir 500 m³ por dia, e a implantação de uma caldeira de 200 toneladas de vapor por hora e a substituição de um gerador de 8 MW por dois turbogeradores que juntos podem gerar até 45 MW de energia elétrica. A ampliação e modernização da Usina Vertente, com implantação do DeltaV, foi feita durante a entressafra – após definirem a adoção da tecnologia de SDCD, os técnicos da Vertente consultaram quatro fornecedores. A solução proposta pela
Emerson, além de apresentar um tempo menor de instalação e configuração – e caber no orçamento – possibilitava a geração de relatórios úteis para otimizar o processo. "Nossos prazos eram bastante desafiadores para entrega do hardware e software, como também a configuração e engenharia do sistema. A Emerson resolveu assumir o desafio, e sentimos uma segurança na estrutura que eles
têm no Brasil", conta Egídio. Entre dezembro do ano passado e fevereiro de 2013, foram configurados 4.000 pontos – 900 desses
pontos foram associados ao software AMS para o gerenciamento de ativos da planta. Para atender todas as áreas, foram instalados 13 gabinetes, distribuídos em oito salas elétricas, utilizando a tecnologia electronic marshalling – é essa tecnologia de rearranjo eletrônico que flexibiliza a alteração e expansão do sistema. Durante o andamento
do projeto ainda foi necessário acrescentar novos pontos de I/O. "Temos até um caso em que o instrumentista decidiu montar um conjunto adicional de cartões, sem dificuldade nenhuma e com o sistema operando", lembra o engenheiro de Automação e Instrumentação do Grupo Guarani, João Paulo Artuzzi. Parcela significativa dos instrumentos foram mantidos no projeto – conservando o padrão 4 a 20 mA com Hart para a comunicação entre o campo e o sistema de controle mesmo nos novos instrumentos
instalados. Apenas os novos CCMs trouxeram o padrão Profibus DP. A rede foi desenhada em redundância estrela em fibra óptica – um passo à frente do padrão anel duplo, utilizado por grande parte dos novos projetos de instrumentação, por oferecer redundâncias dedicadas à cada sistema. O último setor a ser incluído no sistema é a fábrica de açúcar– que havia ficado fora do trabalho apenas pela indefinição
da capacidade de produção. A migração será feita "a quente", sem a necessidade de aguardar a parada da usina na entressafra. As telas de controle foram projetadas segundo padrões da EEMUA – entidade internacional de usuários de materiais e equipamentos de engenharia
– com o objetivo de facilitar a interpretação das informações. O critério era ter interfaces que facilitassem a tomada de decisão e minimizassem os riscos operacionais, principalmente em situações de emergência. Um estudo
realizado pelo Abnormal Situation Management Consortium – ASM – entidade que reúne fornecedores de sistemas de automação, usuários e centros de pesquisa – apontou uma melhoria de 38% na capacidade de percepção quando os operadores trabalhavam com uma tela desenhada segundo suas boas práticas. Os operadores
que utilizavam telas tradicionais eram capazes de detectar uma anormalidade antes que o alarme disparasse em 10% dos casos – o engenheiro da Emerson, Thiago Pellini, destaca que, com displays avançados, isso era possível em metade dos casos. "O sistema estruturado de forma adequada facilita a decisão do operador, e a probabilidade de ele tomar a decisão correta é maior. Se ele não tem a informação de forma sistematizada e adequada,ele pode tender a tomar a decisão errada", acrescenta Egídio. O antigo Centro de Operações Integrado - COI foi reformado, absorvendo setores que até então estavam sendo controlados em salas separadas.Em um andar foram alocados todos os hardwares,
e em outro todos os operadores e os novos consoles de operação. Há um ganho direto nessa sinergia – viabilizado também por conta da integração das áreas através da arquitetura Plantweb. "Reunir os operadores no COI melhora a sinergia, permitindo resolver mais rapidamente as ocorrências de processo",
destaca Tadeu. O contrato de implantação do sistema incluiu ainda o treinamento dos operadores – um específico para os técnicos de manutenção da instrumentação, que acompanharam a engenharia e configuração, e outro em que os supervisores da operação foram treinados na sede da Emerson, em Sorocaba / SP, além de um treinamento personalizado para os operadores, na própria usina. Durante o Teste de Aceitação da Fábrica, que durou
de dois a quatro dias dependendo da área, foram checadas todas as configurações implantadas no sistema e realizadas diversas simulações – com a
maior parte dos problemas equacionados nessa etapa, o início da operação seria menos conturbado."O TAF foi acompanhado pelos operadores, que checaram os detalhes do sistema com mais profundidade", conta João Paulo. Devido ao prazo solicitado pela Guarani, o desenvolvimento da configuração aplicativa absorveu a dedicação de seis profissionais da Emerson, sob a supervisão de quatro engenheiros da Guarani, para atender ao prazo solicitado pela usina. Após o início da moagem, os operadores destacaram a estabilidade operacional na partida e operação, e a facilidade de colocar a operação no modo automático – auxiliada pelos ajustes implantados no DeltaV. De cara, essa redução na variabilidade do processo gera menos desgaste dos equipamentos. Outra vantagem, na avaliação do engenheiro, é o desenvolvimento das lógicas em conjunto com as telas de operação. "O operador confia no controle ali implantado. O SDCD traz um volume maior de informações, então o operador consegue saber o que está ocorrendo e qual o real motivo disso", avalia egídio. Quatro engenheiros da Emerson, acompanharam, em tempo integral, todo o comissionamento, start-up e operação da usina durante uma semana. Gustavo Correa, um dos engenheiros de vendas da Emerson que participaram de todo processo, lembra que, do lado comercial, o grande desafio era mostrar que o SDCD não possui um custo maior comparado aos PLCs."Atualmente as arquiteturas de SDCD concorrem com igualdade com as arquiteturas de PLC, e em alguns casos vêm sendo mais competitivas e mais vantajosas com relação a simplicidade, flexibilidade e quantidade de diagnósticos disponíveis nesta solução, e até mesmo em economia de espaços nas salas de painéis. Quando falamos da solução de rearranjo eletrônico, diminuímos de forma significativa o número de painéis neste tipo de sala. Bons aliados no convencimento desta solução, foram os benefícios que podem ser alcançados com este tipo de sistema em uma usina de açúcar e etanol, no que diz respeito a um controle mais preciso de suas malhas de controle e com diagnósticos preditivos de seus principais
equipamentos. Tendo em vista a pressão que o segmento sucroenergético sofre por melhores indicadores de produção e manutenção, este tipo de sistema vem consolidando essas demandas de forma satisfatória". Após a modernização do sistema, o diretor da usina e o gerente industrial passaram a acompanhar o processo em telas disponíveis nas suas salas. Esse é o primeiro passo para
integrar as informações da produção em nível gerencial e corporativo, envolvendo todas as usinas do Grupo.