Instrumentação, Elétrica, Controle de Processos, Automação Industrial, Predial e Metrologia
Ano 18 – nº 208 – 2015 – www.controleinstrumentacao.com.br
Segurança em jogo
Controle & Instrumentação
Nº 208 | 2015
1
sa é muito
,
mesmo
boa sim
até
satne
interes
, dados
é demais
Pesqui
releva
ntes
r a
p r a a
a
caramb
Art
Fábrica de PVC da Braskem atende aos desafios
do projeto de expansão
Nilson Burger, Jr.
Coordenador de Automação Braskem
Resumo:
Os desafios da construção ou expansão de uma planta
de processo podem parecer esmagadores. Quais tecnologias
você usaria? Como você combinaria todas elas? Elas funcionarão da maneira que você espera e fornecerão os resultados
que você precisa? E você pode fazer tudo isso acontecer com
segurança, dentro do orçamento e no tempo previsto? Os
desafios são ainda maiores quando você está lidando com
um novo processo e tecnologia desconhecida.
Este artigo explica como sua empresa enfrentou recentemente esses desafios em um projeto bem-sucedido para
duplicar a capacidade de sua fábrica de PVC em Maceió,
Alagoas. Escolher o processo de automação e tecnologias
certos foi um fator importante para o sucesso da Braskem,
mas também o foi a abordagem de gerenciamento de projetos e relação de trabalho com um dos principais fornecedores.
A Braskem é uma das principais empresas químicas do
mundo, sendo a maior produtora de resinas termoplásticas das
Américas - incluindo cloreto de polivinila (PVC) de sua fábrica
em Alagoas. Em 2008, começamos a planejar um projeto ambicioso para aumentar em 200 mil toneladas por ano a produção
da fábrica localizada há 20 anos em Maceió.
Com a capacidade de produção de PVC existente no
Brasil aquém da demanda, foi necessário agir rapidamente
para aproveitar o mercado em expansão. Mas a velocidade
não foi a única medida de sucesso. O projeto também precisou ser feito de forma segura e rentável, com a confiança
de que a nova operação continuaria a proporcionar um
retorno sobre o investimento da empresa por muitos anos.
Poderíamos simplesmente ter duplicado as unidades
existentes de PVC e MVC de Maceió, mas para obter o máximo do nosso investimento optamos por aproveitar um processo de fabricação mais recente e mais eficiente, uma tecnologia de automação mais recente e mais avançada e uma
nova abordagem para a gestão de projeto de automação. Tão
importante quanto isso, multiplicamos os nossos recursos trabalhando mais de perto com um dos principais fornecedores.
Um novo processo traz vantagens - e desafios
Nosso processo existente em Maceió era comprovado e
bem compreendido, mas para as novas unidades queríamos
os benefícios de métodos de produção mais modernos.
Escolhemos um processo desenvolvido pela Ineos que
utiliza menos reatores para fazer aproximadamente a mesma quantidade de PVC quanto a linha de produção existente. Ter menos reatores reduz muito o custo de construção,
instrumentação, operação e manutenção do equipamento.
42
Nº 208 | 2015
O novo processo também reduziu os custos, permitindo a
reciclagem de etileno não utilizado na unidade de cloreto
de monovinila (MVC).
Para evitar custos de capital desnecessários e coordenar as operações, também decidimos que as novas unidades de PVC e MVC compartilhariam a sala de controle e
redes de serviços públicos existentes na planta com a linha
de produção atual.
O novo processo também trouxe um desafio que seria
necessário superar durante o projeto: esta seria a primeira utilização na Braskem do processo Ineos, e nossos engenheiros e
nossos operadores não estavam familiarizados com ele.
No entanto, todos estavam muito motivados para fazêlo funcionar e com a ajuda de nossos fornecedores, fomos
bem-sucedidos.
Aproveitando a nova tecnologia de automação
Também queríamos os benefícios das tecnologias de
automação modernas e padrões que não estavam disponíveis quando a planta já existente foi projetada.
• FOUNDATION fieldbus é a tecnologia de ponta para
comunicações totalmente digitais entre dispositivos de
campo e sistemas de controle. A Braskem o adotou
como nosso protocolo padrão de comunicação para
dispositivos de campo, porque exige menos cabos do
que as comunicações analógicas tradicionais, reduzindo
significativamente os custos de instalação. Ele também
fornece a espinha dorsal para o diagnóstico de instrumentos que pode ajudar a reduzir os custos de manutenção e manter a confiabilidade da planta.
• Batelada em S88 tornou-se o padrão da Braskem para aplicações em lote. Sua gestão de receita hierárquica e segmentação de processo tornam a engenharia, resolução de pro-
Controle & Instrumentação
Art
blemas e gestão de mudança muito mais fácil do que antes.
Na verdade, para este projeto, estimamos que o uso de S88
reduziu os custos de engenharia em cerca de $ 500.000.
• Sistemas de controle e segurança integrados permitem que ambos os sistemas sejam programados usando
modelos padronizados e a mesma interface de engenharia. Não precisamos mapear todos os sinais entre os
dois sistemas, o que reduziu o tempo de engenharia.
Os sistemas que escolhemos também nos permitiram
ter um histórico integrado, registro de alarmes e eventos
e ferramenta de gestão de ativos de instrumento, tanto
para controle quanto para segurança do processo.
• O rearranjo eletrônico reduz o custo e esforço de conectar milhares de instrumentos aos sistemas de controle e segurança e sua flexibilidade reduz a dificuldade
de adicionar ou alterar os instrumentos após o projeto
inicial ser concluído. Também fomos capazes de colocar
parte do I/O em armários de rearranjo eletrônico montados em campo , reduzindo pela metade o número de
armários em nossas salas de bastidores.
• A interface de operação fácil com base no lote S88 e os
princípios de projeto centrado no ser humano ajudam os
operadores a superar as suas preocupações com o aprendizado de um novo sistema. A Braskem também vem
trabalhando para padronizar os gráficos do operador em
todas as nossas fábricas. O objetivo é ajudar os operadores a se concentrar mais facilmente em alarmes críticos
e perturbações do processo. Em Maceió os operadores
acharam que a nova interface foi fácil de aprender e lhes
ofereceu maior flexibilidade e visão para a gestão do processo. Na verdade, eles gostam mais do que da interface
antiga com que eles estavam tão familiarizados.
Tal como aconteceu com o novo processo, a maioria
dessas tecnologias eram novas para a equipe de Maceió.
Para reduzir o risco tanto de projeto quanto operacional,
queríamos um fornecedor com experiência em colocá-las
todas em operação.
Escolhemos a Emerson Process Management, cujo sistema de controle distribuído DeltaV e tecnologias relacionadas fornecem as vantagens que procurávamos.
A abordagem MAC simplifica a execução do
projeto
A Emerson também serviu como contratada principal
Controle & Instrumentação
sa é muito
,
mesmo
boa sim
até
satne
interes
, dados
é demais
Pesqui
releva
ntes
r a
p r a a
a
caramb
de automação (MAC) para o projeto de Maceió. Isso significa que eles não apenas forneceram a solução de automação
completa, incluindo os sistemas de controle e de segurança,
instrumentos, válvulas e equipamentos relacionados; seus
especialistas em projetos também gerenciaram todas as tarefas relacionadas à automação - incluindo planejamento e
engenharia, fornecimento, instalação, integração, configuração, comissionamento e apoio de inicialização.
Esta abordagem MAC tornou a gestão do projeto em
geral muito mais fácil para a Braskem.
• Terceirização simplificada. Em vez de ter que lidar
com o trabalho caro e demorado de especificar, avaliar
e comprar componentes de automação de vários fornecedores diferentes, pudemos contar com a Emerson
para fazer isso por nós.
• Integração harmoniosa. Ter uma MAC com vasta experiência em automação também significou que nós
poderíamos contar com eles para fazer todos esses
componentes trabalharem juntos. Nossa confiança foi
aumentada porque muitas peças da solução de automação - sistemas, válvulas, instrumentos e muito mais –
vieram do mesmo fornecedor.
• Execução eficiente. Uma MAC, com experiência em
milhares de projetos de automação - incluindo vários
para Braskem - aprendeu o que funciona bem e o que
não funciona. A Emerson usou ferramentas comprovadas e procedimentos padronizados para nos ajudar a
garantir uma implementação previsível e eficiente.
• Comunicação e responsabilidade claras. Se problemas ocorreram, sabíamos a quem poderíamos recorrer
para obter uma solução - não temos mais problemas
com fornecedores diferentes que procuram culpados.
Esta foi a nossa primeira experiência com a abordagem MAC e descobrimos um outro benefício: os recursos
da Emerson suplementaram os da Braskem. Eles puderam
se beneficiar da competência especializada que teríamos
dificuldade de fornecer por conta própria. Além disso, sua
equipe de projeto estava sempre disponível para nos ajudar
a resolver quaisquer problemas.
Superando desafios juntos
No Brasil, é comum que fornecedores estejam concentrados em fazer o necessário para atender as especificações do contrato, e então, deixar o site.
Ao longo deste projeto, no entanto, os especialistas
de automação e projetos da Emerson tornaram-se parte da
equipe da Braskem, com todos trabalhando juntos para superar os mesmos desafios e alcançar os mesmos objetivos.
Por exemplo, as instruções originais para o processo Ineos foram escritas em uma linguagem de programação estruturada que não estava em conformidade com o padrão de
Batelada S88. O pessoal da Emerson e da Braskem trabalhou
em conjunto para converter mais de 1000 páginas de código
de linguagem estruturada para as unidades procedimentos,
fases, operações e receitas apropriados do S88.
Este esforço envolveu colaboração constante entre especialistas de configuração de lote da Emerson, que sabiam
como o sistema DeltaV usa o S88, e pessoal de automa-
Nº 208 | 2015
43
sa é muito
,
mesmo
boa sim
até
satne
interes
, dados
é demais
Pesqui
releva
ntes
r a
p r a a
a
caramb
44
Art
ção e de operações da Braskem que conheciam a fábrica e
como a queríamos para operar.
Como ambos os grupos aprenderam uns com os outros, os especialistas da Emerson logo foram capazes de
identificar áreas onde as instruções de lote original poderiam não ser apropriadas para a operação de Maceió - até
mesmo uma que poderia ter levado a um desligamento não
planejado do processo.
Juntos, trabalhamos as mudanças necessárias para atender às nossas necessidades. O sistema de lote resultante fornece uma maneira muito melhor de gerenciar a fábrica do
que antes. Encontramos até mesmo formas de melhorar o
processo - por exemplo, através da otimização do software
de lote para reduzir o tempo de permanência nos reatores.
Levou quase quatro meses para reescrever o software, mas assim evitamos qualquer atraso no cronograma por
fazê-lo em paralelo com o comissionamento.
Houve muitos outros aspectos do projeto onde o pessoal de MAC foi muito além de um papel tradicional de fornecedor e tornou-se parte integrante da equipe da Braskem.
gurança. Não hesitamos em pedir a um engenheiro da
Emerson para ficar no local após seu turno habitual de 12
horas e nos ajudar a monitorar a inicialização do reator.
Este tipo de trabalho em equipe para atingir objetivos
comuns continuou durante todo o projeto - desde especificações funcionais de atualização até o treinamento dos nossos técnicos sobre como configurar os dispositivos de barramento de campo.
• Um soprador foi fornecido no novo secador de PVC
com o cabeamento errado para o seu PLC integrado.
Mesmo que esse equipamento estivesse fora do escopo de fornecimento da Emerson, eles trabalhavam
14 horas por dia ao longo de um fim de semana para
corrigir as conexões, comissionar e testar o sistema de
ventilador e esperar com os operadores da Braskem
até que tivéssemos certeza de que o PVC estava secando corretamente.
• Precisávamos de um resfriador operando e sob controle
antes que pudéssemos iniciar o processo de PVC, mas
o representante do fornecedor do resfriador não estava
disponível. Depois de trabalhar o dia todo em outras tarefas de comissionamento, o pessoal da Emerson veio à
noite, encontrou o manual do resfriador online e o usou
para aprender como o PLC do resfriador deve funcionar
para que pudéssemos iniciar em tempo.
• Por razões de segurança, geralmente pedimos aos fornecedores que deixem a fábrica quando iniciamos toda a
parte do processo que eles não fornecem. Para o reator
de oxi-cloração, no entanto, sabíamos que era possível
que uma série de eventos adversos ocorresse durante
a inicialização e levassem a possíveis problemas de se-
... e uma base para o futuro
Nº 208 | 2015
Sucesso mensurável...
Graças ao trabalho árduo de todos os envolvidos, concluímos as novas unidades e alcançamos uma inicialização
de sucesso dentro do cronograma, dentro do orçamento
e sem ferimentos.
Na verdade, nós ultrapassamos vários pontos de referência para o sucesso do projeto.
• Concluímos o desenvolvimento de software aplicativo
em apenas 7 meses em comparação com a nossa referência de 12 meses, reduzindo os custos em cerca de
$ 300.000.
• Os testes de aceitação de fábrica da automação levaram
quatro meses menos do que o normal, economizando
quase $ 700.000.
• Fizemos comissionamento e inicialização em tempo recorde, completando uma média de 60 I/O por dia. O
tempo total da primeira instalação de armário para a
primeira produção de PVC foi de apenas 5 meses.
Mais importante, o nosso primeiro lote de PVC estava
inteiramente dentro da especificação, e depois de apenas 12
meses de operação alcançamos níveis recorde de produção.
Nossos operadores também se adaptaram rapidamente à nova interface de usuário e descobriram que eles não
se sentem mais tão cansados depois de passar horas na
frente dos monitores da sala de controle.
As novas unidades de PVC/MVC estão entre as operações mais altamente automatizadas da Braskem, o que
significa que também estão bem posicionadas para aproveitar futuras capacidades de atualização, otimização e
extensão.
Por exemplo, estamos realizando o planejamento preliminar para um reator adicional que irá expandir a produção da nova unidade de PVC em cerca de 30 por cento.
Esperamos também maior utilização de recursos de
diagnóstico dos instrumentos de barramento de campo e
software de manutenção preditiva da Emerson. A Emerson
já tem um engenheiro na fábrica de Maceió para ajudar
com a manutenção e otimização do DeltaV; no futuro um
especialista em manutenção da Emerson também estará no
local em tempo integral para monitorar os instrumentos e
gerenciar sua manutenção.
Cada projeto tem seus desafios e o projeto de Maceió
não foi exceção. Mas com o processo certo, a tecnologia
certa, a abordagem de gerenciamento de projetos certa e a
equipe certa, fomos capazes de alcançar nossos objetivos –
e muito mais. Este é um modelo que estamos propensos a
seguir também em projetos futuros.
Controle & Instrumentação