General Assembly Presentation from Braskem

1. Manutenção e Operação em
FOUNDATION Fieldbus
Alexandre Pereira Lopes
1 March 2012

2. Braskem - A caminho da liderança
global da química sustentavel
Com atuação no setor químico e petroquímico, a
Braskem se destaca no cenário global como a maior
produtora de resinas termoplásticas das Américas.
• Polietileno (PE)
• Polipropileno (PP)
• Policloreto de Vinila (PVC)
• Insumos químicos básicos como eteno, propeno, butadieno,
benzeno, tolueno, cloro, soda e solventes, entre outors.
A Braskem possui um dos portfólios mais completos do
mercado, ao incluir também produtos diferenciados a
partir de matérias primas renováveis.
2 March 2012

3. Braskem em Números
Números de 2010 mostram a atuação e a dimensão da empresa, uma
das maiores do mundo em seu setor.
3 March 2012

4. Braskem na Cadeia Petroquímica
INTEGRAÇÃO COMPETITIVA
NAFTA
CONDENSADO VALOR ADICIONADO
GAS COMPETITIVIDADE
EXTRAÇÃO 1° Geração 2° Geração 3° Geração
Matérias Primas Petroquímicos Resinas Transformadores
Básicos Termoplásticas de Plásticos
4 March 2012

5. A Braskem e a tecnologia FF
A Braskem possui várias plantas no Brasil com
aplicações FF, incluindo unidades em:
 São Paulo (ABC: Mauá/Santo André);
 Paulínia, SP
 Triunfo, RS
 Salvador, BA (Camaçari)
 Alagoas
5 March 2012

6. Exemplo: Composição de Tecnologias
em Planta do ABC
Instrumentos Inteligentes
1%
22 %
Fieldbus
77 %
Hart
WirelessHart
Total: > 1900 instrumentos
6 March 2012

7. Exemplo: Tipos de Instrumentos na Unidade
Intermediários de Planta no ABC (Total de 263 instr.)
Vendor Device Name
Fisher Controls Fisher DVC6000f - SC rev 1
Invensys Process Systems 240FF
Magnetrol Model 705 3.x
Pepperl + Fuchs Temperature Multiplexer
Rosemount Inc. 3051 Fieldbus Pressure Transmitter
3144 Fieldbus Temperature Transmitter
5300 Guided Wave Radar Level and Interface Transmitter
5600 TankRadar PRO Level Transmitter
752 Fieldbus Remote Display
848 Fieldbus Temperature Device
Rosemount Inc. Total
SMAR Advanced Positioner Transmitter
Pressure Transmitter
VEGA Grieshaber KG VEGA PULS
Yokogawa Electric EJA100A
EJX
ROTAMASS
YTA320
YVP Valve Positioner
7 March 2012

8. Razão para a adoção da Tecnologia FF
• Apesar das significativas possibilidades de
economias de instalação e comissionamento, os
principais benefícios da adoção da tecnologia
Fieldbus Foundation podem ser vistos durante o
período de operação da planta.
Benefícios para a Manutenção e Operação
8 March 2012

9. Algumas Vantagens do FF
• Possibilidade de redução de custos com fiação e instalação;
• Instrumentos multivariaveis;
• Simplificação da Instalação e de seu projeto (menos
desenhos);
• Variáveis em unidades de engenharia diretamente (sem
conversão A/D, melhor precisão);
• Controle no Campo (melhor MTBF, menor variabilidade);
• Diagnósticos avançados;
• Acesso remoto a calibração e diagnósticos do instrumento;
• Manutenção otimizada.
9 March 2012

10. Algumas Lições Aprendidas com Projetos FF
• Atenção especial deve ser dada aos requerimentos
particulares do fieldbus e seus benefícios para a
Planta:
 Treinamento para todos os envolvidos;
 A instalação física é muito importante;
 Verificação/certificação das redes é necessária.
 Uso de componentes aprovados;
 Distribuição de instrumentos em redes;
 Testes e verificações (integração, TAF, etc);
 Especificação de diagnósticos de dispositivos e
ferramentas de manutenção;
Um bom planejamento para Gerenciamento de Ativos
é fundamental para se alcançar os benefícios
10 March 2012

11. Outras Lições
Segurança Intrínseca:
• Tivemos problemas ao levar redes de baixa
potência ao campo;
• Hoje o padrão na Braskem é a utilização do
conceito “Power Trunk”
• Tronco com segurança aumentada
• Barreiras de segurança no campo (caixas de junção)
11 March 2012

12. Solução Power Trunk
Solução Típica: Solução Inovadora:
Cartão FF com condicionador embutido
- 450 mA por rede
- Completamente redundante
12 March 2012

13. Outras Lições
Diagnósticos de Rede:
• Diagnósticos de rede são muito importantes
para o comissionamento e manutenção;
• Necessidade de Integração ao sistema de
Gerenciamento de Ativos;
13 March 2012

14. Soluções para Diagnósticos de Rede
• Solução Típica: OPC
Ctlr, H1
24 Vdc
Condicionador
• Solução Inovadora:
Condicionador integrado
ao cartão H1 com
diagnósticos de rede
14 March 2012

15. A importância do Sistema de
Gerenciamento de Ativos

16. Um instrumento FF pode possuir
centenas de informações adicionais
Resource Analog In PID
ST_REV MEMORY_SIZE ST_REV FIELD_VAL ST_REV GAIN ALARM_SUM
TAG_DESC NV_CYCLE_T TAG_DESC UPDATE_EVT TAG_DESC RESET ACK_OPTION
STRATEGY FREE_SPACE STRATEGY BLOCK_ALM STRATEGY BAL_TIME ALARM_HYS
ALERT_KEY FREE_TIME ALERT_KEY ALARM_SUM ALERT_KEY RATE HI_HI_PRI
MODE_BLK SHED_RCAS MODE_BLK ACK_OPTION MODE_BLK BKCAL_IN HI_HI_LIM
BLOCK_ERR SHED_ROUT BLOCK_ERR ALARM_HYS BLOCK_ERR OUT_HI_LIM HI_PRI
RS_STATE FAIL_SAFE PV HI_HI_PRI PV OUT_LO_LIM HI_LIM
TEST_RW SET_FSAFE OUT HI_HI_LIM SP BKCAL_HYS LO_PRI
DD_RESOURCE CLR_FSAFE SIMULATE HI_PRI OUT BKCAL_OUT LO_LIM
MANUFAC_ID MAX_NOTIFY XD_SCALE HI_LIM PV_SCALE RCAS_IN LO_LO_PRI
DEV_TYPE LIM_NOTIFY OUT_SCALE LO_PRI OUT_SCALE ROUT_IN LO_LO_LIM
DEV_REV CONFIRM_TIME GRANT_DENY LO_LIM GRANT_DENY SHED_OPT DV_HI_PRI
DD_REV WRITE_LOCK IO_OPTS LO_LO_PRI CONTROL_OPTS RCAS_OUT DV_HI_LIM
GRANT_DENY UPDATE_EVT STATUS_OPTS LO_LO_LIM STATUS_OPTS ROUT_OUT DV_LO_PRI
HARD_TYPES BLOCK_ALM CHANNEL HI_HI_ALM IN TRK_SCALE DV_LO_LIM
RESTART ALARM_SUM L_TYPE HI_ALM PV_FTIME TRK_IN_D HI_HI_ALM
FEATURES ACK_OPTION LOW_CUT LO_ALM BYPASS TRK_VAL HI_ALM
FEATURE_SEL WRITE_PRI PV_FTIME LO_LO_ALM CAS_IN FF_VAL LO_ALM
CYCLE_TYPE WRITE_ALM SP_RATE_DN FF_SCALE LO_LO_ALM
CYCLE_SEL SP_RATE_UP FF_GAIN DV_HI_ALM
MIN_CYCLE_T SP_HI_LIM UPDATE_EVT DV_LO_ALM
SP_LO_LIM BLOCK_ALM
Essas informações precisam estar organizadas para o
usuário. Dai a importancia do Gerenciamento de Ativos!
16 March 2012

17. Considerações sobre
Gerenciamento de Ativos
Um dos grandes benefícios do FF é a grande disponibilidade de
informações adicionais dos instrumentos, com destaques para
diagnósticos. Assim:
 O planejamento da implementação de uma ferramenta de
gerenciamento de ativos na fase de concepção do projeto é muito
importante;
 A ferramenta deve já estar operacional no início da fase de
comissionamento para a otimização desta etapa do projeto;
 Quais diagnósticos são importantes para a minha planta? (impacto na
seleção de instrumentos);
 Quais funcionalidade são necessárias na ferramenta de gestão de
ativos?
 Podem ser necessárias adaptações aos procedimentos de manutenção
da planta;
 Integração da ferramenta de gerenciamento de ativos com sistemas de
gestão de manutenção tipo CMMS:
– Alertas de manutenção podem gerar Ordens de Serviço automaticamente.
17 March 2012

18. Exemplo de Arquitetura de Sistema com
Gerenciamento de Ativos
Clientes de
Gerenciamento
de Ativos
Corporativa
Portal de
Gerenciamento
Gerenciamento
de Alarmes
de Ativos
Serviços
Gerenciamento
Operação de Ativos
Controle
DCS DCS SIS Rotativos
18 March 2012

19. Conectividade com várias Tecnologias
Wireless
19 March 2012

20. Exemplo de Alerta de manutenção a
partir de diagnósticos FF integrados ao
Gerenciamento de Ativos
20 March 2012

21. Exemplo de Benefício Real
Economia obtida com o uso de
diagnósticos de válvulas de
controle

22. Aplicação – redução de perdas para Flare
 Tipicamente uma planta de PP possui válvulas
de controle que aliviam para a tocha. Em
condições ideais, estas devem estar fechadas
100% do tempo.
 Uma válvula com abertura indevida pode levar à
perdas de matéria prima.
22 March 2012

23. A Detecção do Problema
 Utilizando-se a ferramenta de gerenciamento de ativos
com diagnósticos avançados (ValveLink), descobriu-se
que uma válvula com posicionador FF estava operando
3% aberta indevidamente.
Curso projetado:
0 a 1,25 in
Curso atual:
0,25 a 1 in
23 March 2012

24. A Detecção do Problema
 A válvula também apresentava problema de Bench-set
(ajuste da mola)
Bench-set projetado:
6 a 15 psi
Bench-set atual:
4 a 15 psi
24 March 2012

25. A Solução
 A solução para estes problemas foi executar o ajuste do
Bench-set e uma calibração da válvula através do próprio
software AMS DM e ValveLink
Curso atual:
0 a 1,25 in;
Bench-set atual:
6 a 15 psi
25 March 2012

26. Resultado
• A abertura de 3% desta válvula representava
uma perda de 20kg/h de propeno
• Financeiramente, este vazamento representava
cerca de R$ 440 mil/ano (US$ 250mil/ano).
• Este benefício operacional foi possivel graças
ao uso de posicionador de válvulas dotado de
tecnologia FF utilizado em conjunto com
ferramenta de gerenciamento de ativos (AMS
Device Manager com ValveLink).
26 March 2012

27. Exemplo de
Interoperabilidade
Troca de sistema mantendo-se as
redes e instrumentos existentes

28. Sucesso com Interoperabilidade
• Tivemos uma experiência muito interessante
com a troca de um sistema (DCS) em uma de
nossas plantas;
• Foi possivel realizar a migração mantendo-se
todos os instrumentos e dispositivos de rede FF
existentes;
• Porém, tivemos um certo trabalho, pricipalmente
para acertar as versões corretas das DD’s dos
instrumentos.
28 March 2012

29. Resumo
• Atenção especial deve ser dada a requerimentos
particulares em projetos com Foundation Fieldbus;
• Fieldbus traz ganhos de instalação e
comissionamento, mas o valor real é visto durante
a operação;
• Ferramentas de Gerenciamento de Ativos (de rede
e de instrumentos) são fundamentais para o
aproveitamento das potencialidades da tecnologia
para a otimização da Manutenção e Operação da
planta.
29 March 2012

30. Onde obter mais informações
 CHAYA, Heitor Hiroshi; SILVA, Alexandre Augusto. A Prática do
Gerenciamento de Ativos na Indústria Petroquimica, Intech América
do Sul, número 125, Outubro de 2010.
 Home-page Braskem: www.braskem.com.br
 alexandre.lopes@braskem.com.br
30 March 2012