Automação e Controle Avançado em Plantas Químicas

Ao realizarmos um retrospecto, a automação tem seu início já no século XIX com a primeira revolução industrial e foi aprimorada com o tempo até chegar no seu estado atual. A automação se baseia no conceito de feedback, onde um dispositivo automático monitora constantemente o resultado de seu trabalho e fornece informações ao dispositivo principal. O que permite comparar essas informações com o objetivo desejado e se houver diferença, agir para minimizá-la. Essa abordagem é essencial para a regulação automática e a automatização da produção, que lidam tanto com o estado qualitativo quanto com a forma externa dos materiais. Em seguida abordaremos alguns pontos fundamentais de automação e controle.

Definição de Automação em Plantas Químicas:

Automação em plantas químicas refere-se à aplicação de sistemas e tecnologias para controlar e otimizar os processos de produção nas instalações industriais que lidam com substâncias químicas. Podemos destacar desde a dosagem de matérias-primas até o controle de temperatura, pressão, pH, e outros parâmetros críticos.

Sistemas de Controle:

Os sistemas de controle em plantas químicas podem ser divididos em diversos níveis, desde o controle básico de processos até sistemas avançados de controle. Por meio disso, podemos incluir desde controladores PID (Proporcional-Integral-Derivativo) até sistemas de controle avançado baseados em modelagem matemática e algoritmos de otimização.

Instrumentação e Sensores:

A automação em plantas químicas depende fortemente de uma ampla variedade de instrumentos e sensores para monitorar os processos em tempo real. Podemos destacar sensores de temperatura, pressão, vazão, nível, concentração de substâncias químicas, entre outros.

Sistemas de Supervisão e Controle (SCADA):

Os sistemas SCADA são utilizados para monitorar e controlar processos industriais em tempo real. Eles permitem que os operadores visualizem dados de processo, controlem equipamentos e tomem decisões com base nas informações em tempo real.

Integração de Sistemas:

A integração de sistemas é crucial para a automação eficaz em plantas químicas. Essa eficácia está relacionada com a integração de sistemas de controle, sistemas SCADA, sistemas de gerenciamento de dados e sistemas de gestão da produção (MES – Manufacturing Execution Systems) para garantir uma operação eficiente e coordenada.

Controle Avançado de Processos:

O controle avançado de processos utiliza algoritmos sofisticados para otimizar o desempenho dos processos industriais. O que inclui controle preditivo, controle adaptativo, controle de malha fechada avançado e otimização em tempo real para maximizar a eficiência, reduzir custos e garantir a qualidade do produto.

Modelagem e Simulação de Processos:

Antes de implementar estratégias de controle avançado, muitas vezes é necessário desenvolver modelos matemáticos dos processos químicos envolvidos. O que nos permite simular o comportamento do processo sob diferentes condições e projetar estratégias de controle mais eficazes.

Segurança e Confiabilidade:

A automação em plantas químicas deve priorizar a segurança e a confiabilidade dos sistemas. Incluindo a implementação de sistemas de segurança instrumentada (SIS – Safety Instrumented Systems), procedimentos de shutdown de emergência e redundância em sistemas críticos para garantir a segurança dos operadores e do meio ambiente.

Manutenção Preditiva:

A manutenção preditiva é uma parte importante da automação em plantas químicas. Ela utiliza dados de sensores e análise de dados para prever falhas em equipamentos e realizar manutenção antes que ocorram paradas não programadas, maximizando a disponibilidade e a confiabilidade dos sistemas.

Tendências Futuras:

As tendências futuras na automação de plantas químicas incluem o uso de tecnologias como Internet das Coisas (IoT), inteligência artificial (IA) e machine learning para otimizar ainda mais os processos, reduzir custos operacionais e melhorar a sustentabilidade ambiental. Além disso, a digitalização e a conectividade crescente entre sistemas devem impulsionar a inovação na automação industrial.

Referências:

https://optimus.eng.br/blog/principais-tecnicas-e-processos-do-controle-avancado/

https://ctcinfra.com.br/planta-quimica/

https://www.techplus.com.br/controle-avancado/#:~:text=O%20Controle%20Avan%C3%A7ado%20reduz%20a%20instabilidade%20do%20processo%2C,seus%20limites%2C%20melhorando%20o%20rendimento%2C%20produtividade%20e%20lucratividade.

https://sistemas.eel.usp.br/docentes/arquivos/5840921/208/Aula1.pdf

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