Download - Marcos peluso emerson portuguese
© 1999 - 2011 Fieldbus Foundation
Fieldbus Foundation General AssemblySão Paulo, Brasil – Março, 2012
Marcos PelusoEmerson Process Management
Distinguished Technologist
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Por Que?
?
TecnologiaComprovada
Menor Custo de
Instalação
ManutençãoProativa
ControleMais
Preciso
Maior Confiabilidade
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Otimizando Controle
Variável de Processo(%)
40 50 60 70 80 90 100Tempo (segundos)
56
58
60
66
62
64
Limite de Controle para Temperatura
SP
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Otimizando Controle
Variável de Processo(%)
40 50 60 70 80 90 100Tempo(segundos)
56
58
60
66
62
64
Limite de Controle para Temperatura
SP
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Ganhos
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Estudo sobre Controle no Campo
Controle no Campo:
Análise de Desempenho
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O relatório da Universidade de Strathclyde (Escócia) e ISC é dividido em duas partes:
1. Comparação entre Contrôle no Controlador com Contrôle no Campo, quando Fieldbus é utilizado nos dois casos.
2. Comparação entre Contrôle no Controlador utilizando 4-20 mA como E/S e Contrôle no Campo
Comparação
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Contrôle no Controlador com Fieldbus
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Contrôle no Controlador com Fieldbus
PI
D
Ciclo do SDCD
Macro Ciclo
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Contrôle no Campo
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Contrôle no Campo
PI
D
Macro Ciclo
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Comparação
Contrôle no campo
105 AOPIDComunic
.AI
ms
AIPIDAO
Comunic.
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Comparação
Contrôle no Campo
Contrôleno SDCD
125
AOPID
Comunic.AI
AOComunic.
PIDMeAI
105
ms
~
250 AOComunic.
Comunic.AI
375 AOComunic.
Comunic.AI
625AO
Comunic.
CicloDe
Contrôle500 ms
~~~~
PID
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Tempo de Estabilização – Processo Super Rápido (< 500 ms)
50
54
58
62
Variável de Processo(%)
0 4 8 12 16 20Tempo (segundos)
60%
SetpointCaso 1 – Contrôle
no CampoCaso 3 – Contrôle
no SDCD
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Tempo de Estabilização – Processo Muito Rápido (< 1 s)
50
54
58
62
Variável de Processo(%)
0 4 8 12 16 20Tempo (segundos)
SetpointCaso 1 – Contrôle
no CampoCaso 3 – Contrôle
no SDCD
55%
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Tempo de Estabilização – Processo Rápido (2 s)
50
54
58
62
Variável de Processo %
0 4 8 12 16 20Tempo (segundos)
SetpointCaso 1 – Contrôle
no Campo
Caso 3 – Contrôle no
SDCD )
66%
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Tempo de Estabilização – Processo Medio (5s)
50
54
58
62
Variável de Processo %
0 4 8 12 16 20Tempo (segundos)
SetpointCaso 1 – Contrôle
no CampoContrôle no
SDCD
39%
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Presença de Disturbio
Process output (%)
40 50 60 70 80 90 100Time (seconds)
SetpointCaso 1 – Contrôle
no CampoContrôle no
SDCD
56
58
60
66
62
64
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Presença de Disturbio: Processos diferentes
SuperRápido
1.811
2.132
0.517
0.82
0.642
1.058
0.231
0.53
65% melhor
50% melhor
55% melhor
35% melhor
Bem Rápido
Rápido
Médio
SetpointCaso 1 – Contrôle
no CampoContrôle no
SDCD
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Os resultados da simulação demonstraram:• Contrôle no campo é 5 a 30% melhor do que
contrôle com 4-20 mA.• Melhoria depende das características do
processo (tempo de resposta e tempo morto). • Processos mais rápidos (Vazão, Pressão) se
beneficiam mais do que processos lentos (algumas malhas de contrôle de temperatura)
• Melhoria é observada em contrôle PI ou PID. Pequena melhoria para contrôle P ou PD.
• Melhores resultados quando os disturbios são rápidos
Contrôle no Campo comparado com Contrôle em 4-20 mA
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• Nas malhas bem rápidas, a redução de variabilidade chega a 30%
• Para processos com tempo de resposta 10 s, melhoria varia de 5.5 a 15%
• Para tempo de resposta de 50 s, melhoria varia de 1.5 a 4.8 %
Contrôle no Campo comparado com Contrôle com 4-20 mA
Ciclo de Contrôle Disturbio Estocástico
250 ms 5.5%
500 ms 8.5%
1000 ms 15%
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Porque o contrôle no campo é melhor:• Contrôle Determinístico:
• Em Contrôle no Campo, Blocos de Função e comunicação seguem um cronograma rígido.
• Contrôle dependente do tempo espera que as varíaveis sejam atualizadas em períodos fixos.
• Nos SDCDs, os cartões de E/S não são sincronizados com o controlador. Tempos de atualização variam.
• Redução na latência implica em redução no tempo morto. Contrôle no campo tem menor latência.
• Tempo Morto é mortal para contrôle
Contrabilidade= . Tempo de Resposta do Processo
Tempo Morto
Contrôle no Campo e Contrôle em 4-20 mA
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Impacto de um Contrôle mais preciso
Manual
PneumaticoAnalogico
Digital
Limite de Contrôle
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Contrôle no Campo
Contrôle no Campo usando tecnologiaFoundation fieldbus é recomendada por SGSI para
contrôle de malhas simples e cascata, não para malhas complexas.
Os maiores benefícios identificados por SGSI são redução da carga do controlador, redução do
tráfico na rêde, permitindo mais malhas de contrôle, assim como tempos de resposta
mais rápidos.
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Por Que?
?
TecnologiaComprovada
Menor Custo de
Instalação
ManutençãoProativa
ControleMais
Preciso
Maior Confiabilidade
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Confiabilidade e Disponibilidade
ARC Insight
10th Junho 2010
Globalmente, a indústria de Processo perde US$20 bilhões, ou 5% da produção
anual, devido a paradas não programadas e problemas de qualidade.
ARC estima que cerca de 80% destas perdas são evitáveis e que 40% são devidas a erros de
operação.
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Confiabilidade
Fonte
Fonte
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Confiabilidade
Analógico
Com Contrôleno Campo
15.9 anos
48.2 anos
MTTF
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Experiência de um usuário
Contrôle no Campo
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Experiência de um Usuário
Contrôle no campo usando Foundation fieldbus, que tem capacidade inerente
de backup, evitou 2 shutdowns incorretos da Planta.
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ControleMais
Preciso
Maior Confiabilidade
TecnologiaComprovada
Menor Custo de
Instalação
ManutençãoProativa
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Muito Obrigado! Perguntas?