CONSERVA˙ˆO DE ENERGIA NA INDSTRIA DO PAPEL E CELULOSE ATRAVS DA IMPLEMENTA˙ˆO DE ESTRATGIAS DE CONTROLE AUTOM`TICO AVAN˙ADO Apresentador: Manuel J. S. Zamorano
CONSERVAÇÃO DE ENERGIA NA INDÚSTRIA DO PAPEL E
CELULOSE ATRAVÉS DA IMPLEMENTAÇÃO DE ESTRATÉGIAS DE
CONTROLE AUTOMÁTICO AVANÇADO
Apresentador: Manuel J. S. Zamorano
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Manuel Zamorano engenheiro eletrônico com experiência de mais de 30 anosem processos industriais, principalmente na área de papel e celulose, comatuação em importantes empresas multinacionais, tendo desenvolvidoatividades profissionais em vários países.
Entre a experiência acumulada está o projeto de automatização de processos eo design de diversos sistemas e equipamentos de tipo mecatrônicos, voltadosprincipalmente para a área da termodinâmica aplicada, como sistemas de vapore sistemas para a recuperação de calores residuais.
Manuel Zamorano presta serviços de consultoria em sistemas térmicos e decontrole automático para diversos segmentos industriais e hoje está comrequerimento de patente ante o INPI por vários equipamentos.
APRESENTAÇÃO
Esta apresentação foi possível graça aos dados conseguidos junto às seguintes
organizações:
ABTCP Associação Brasileira Técnica de Celulose e Papel
APPITA (technical association for the Australian and New Zealand pulp and paper industry)
PAPTAC (Pulp & Paper Technical Association of Canada)
TAPPI (US Technical Association of the Pulp & Paper Industry). Organização
da qual este apresentador é membro.
Os meus sinceros agradecimentos a todos eles.
AGRADECIMENTOS
Nos dias de hoje num mercado globalizado a concorrência se tornou extremadamente
acirrada. Isto faz com que o industrial da área de Papel e Celulose, tenha que implantar
efetivos métodos de produção, de forma de diminuir os custos dos mesmos ao máximo,
para assim se tornar competitivo, isto não só é válido para o Brasil mas também se aplica
a nível global.
A eficiência na produção se consegue com a implantação de afinados métodos de
fabricação, modernos equipamentos e modernos estratégias de controle automático.
No que diz respeito ao controle automático, não mais é rentável pensar na implantação só
do controle clássico regulatório, mas sim de modernas e complexas estratégias de
controle avançado. Isto sim da grandes retornos a quem os implanta.
A regra é clara, quem se resiste a entrar na modernidade tende a amargar maus
resultados com seu negocio, num futuro muito próximo. Temos que lembrar que no Brasil,
as reservas de mercado, já faz muitos anos que terminaram!
INTRODUÇÃO
A indústria do Papel e Celulose é uma das 6 maiores consumidoras de energia a nível do
Brasil e mundial.
A energia gasta no processo produtivo papeleiro, representa quase que o 35% do custo total de produção.
O consumo de energia específica nas máquinas de papel no Brasil é muito alto na maioria
das empresas, se comparado com países do �primeiro mundo�.
Devem ser feito esforços para melhorar este quadro, o qual é possível com a
implementação de modernos equipamentos e estratégias avançadas de controle
automático.
O controle de processo avançado (em inglês, advanced process control, APC) é uma das
opções mais indicadas para reduzir, não só o consumo específico de energia mas também a variabilidade do processo, que conduz à fabricação de produtos de melhor
qualidade, com economia considerável de matéria prima e insumos químicos.
APLICAÇÃO DA CONSERVAÇÃO DE ENERGIA NA INDÚSTRIA
DO PAPEL E CELULOSE
A INDÚSTRIA DO PAPEL E CELULOSE: O PROCESSO PRODUTIVO
Representação esquemática do processo produtivo
A INDÚSTRIA DO PAPEL E CELULOSE: O PROCESSO PRODUTIVO
O produto final �papel� depende da operacionalidade de
vários processos individuais, mas inter-relacionados
Características típicas deste setor industrial:
Indústria de grande capital� Precisa de grandes investimentos.
Indústria de uso extensivo de energia� A maioria das operações tem
grande utilização de energia.
Indústria poluidora do meio ambiente� Grande quantidade de poluentes potenciais de solo, água e ar.
Características do processo:
Processo longo e complexo� muitas unidades de operação.
Grandes tempos de atraso entre os processos.
Composição da matéria prima incerta muito variada.
Operações interdependentes.
Interações das variáveis em todas as operações.
DESAFIOS NA INDUSTRIA DO PAPEL E CELULOSE
OS OBJETIVOS DA INDUSTRIA DO PAPEL E CELULOSE
Redução do consumo específico de matéria prima, energia, insumos
químicos e água.
Redução dos custos de produção.
Redução da variabilidade do processo produtivo.
Redução dos desperdícios.
Maximização da utilização de seu parque industrial instalado.
Cumprir com as normas que regulam o meio ambiente.
Conseguir o conhecimento completo do seu processo.
Vapor: 8.00 tons/ton de papel terminado no primeiro mundo
Polpagem lavagem
Branqueamento
Evaporação LN
Caldeira recuperação
Recalcificação e forno cal
Máquina de papel
Máquina secadora celulose
CONSUMO DE ENERGIA NA INDUSTRIA DO PAPEL E CELULOSE
Outros
Vapor:11.8 tons/ton de papel terminado no Brasil
Energia elétrica: 1300 KWh/ton de papel terminado, no primeiro mundo
Picagem
Digestores
Lavagem e peneragem
Branqueamento
Preparação de massas+ máquina de papel
Caldeiras
Tratamento de águas
Recuperação (evap+ cald. recup, recalcificação)
Tratamento de efluentes
Iluminação oficinas outros
CONSUMO DE ENERGIA NA INDUSTRIA DO PAPEL E CELULOSE
Energia elétrica: 1470 KWh/ton de papel terminado, no Brasil
CONTROLE AVANÇADO DE PROCESSO
APC
SOLUÇÕES DE AUTOMAÇÃO DE PLANTA:
HIERARQUIA, DIVERSOS NÍVEIS DO CONTROLE AUTOMÁTICO
Nível 3 � MES
(Manufacturing execution
system)
Nível 1- Controle básico
Regulatório
Nível 0 - Sensores e Atuadores
Hiera
rquia
da a
utom
ação
Integração a ERP
(Enterprise resources planning)
Controle de Otimização
Nível 2
Controle Supervisório
Malha
Controle local
(Variável única)
Cascata
Controle indireto
(Variável única)
Supervisório
Controle multi-malhas
(Otimização)
Simulação, Monitoramento e
Diagnósticos
(Toda planta)
Nível
DCS/PLC
A POSIÇÃO DOS APC NA HIERARQUIA DA AUTOMAÇÃO
CONTROLE AVANÇADO DE PROCESSO:
UM POUCO DE HISTORIA
O controle avançado de processos APC foi desenvolvido primeiramente
para aplicação na área petroquímica.
Os primeiros desenvolvimentos remontam ao ano de 1970.
É uma técnica relativamente nova no setor de Papel e Celulose, sendo
que as primeiras aplicações no �primeiro mundo� foram implantadas no
começo da década de 90.
Até os dias de hoje existe mais de 10.000 aplicações instaladas no
mundo, maiormente na área petroquímica 65%, celulose-papel representa ~5% deste total.
O QUE É APC ?
É o nome genérico dado a uma serie de estratégias avançadas de controle de
processos industriais.
MPC, CMPC, Expert Systems, Fuzzy Logic, DMC, SPC e Advanced Regulatory
Control, são todos estratégias APC.
CMPC: Cascade Model Predictive Control
MPC: Model Predictive Control
DMC: Dynamic Matrix Control
SPC: Statistical Process Control
O QUE É APC ? CONT...
É uma estratégia de controle de processos para:
Solucionar os pontos fracos do tradicional sistema de controle tipo single-loop (nível-1, ou regulatório) como:
− A interação de multivariáveis.
− Os gargalos ou restrições da planta.
− Os tempos mortos.
− Os atrasos nas medidas de tempo real.
A maximização do despenho do processo �sem a adição de novos equipamentos�
Tomar controle da planta, comandando o sistema de controle de nível -1 (regulatório).
É uma solução de Software que:
Comunica com o nível-1.
Contém algoritmos de controle muito complexos que permite:
− A modelagem do processo.
− A otimização dos próprios algoritmos.
− O desenvolvimento de sensores virtuais (soft sensors).
APC não requer de hardware adicional a aquele já
instalado no processo.
Maneja processos complexos de multivariavéis em forma natural.
Permite um controle otimizado para restrições ou gargalos específicos no processo
produtivo:− Os ganhos são conseguidos operando próximo ou nos gargalhos.
− Por exemplo, porquê operar o nível de um tanque, num determinado set-point (como no PID) quando o que se quer e o fluído esteja disponível desde um
mínimo possível ate um máximo.
A habilidade que tem de otimizar os set-points.
A habilidade que tem para tratar com tempos de retardo prolongados.
CONTROLE AVANÇADO DE PROCESSO:
RAZÕES PARA O SUCESSO
Aumento da transformação (matéria prima => produto).
Aumento da recuperação de matéria prima e insumos.
Diminuição do consumo de energia.
Diminuição dos produtos fora de especificação.
Redução das perturbações a outros processos interligados.
Redução da mão de obra operacional.
Aumento da flexibilidade da planta.
CONTROLE AVANÇADO DE PROCESSO:
OS BENEFICIO NO PROCESSO PRODUTIVO
O QUE O APC OFERECE?
Enxergar o processo completo como uma entidade única a ser controlada
Usando a modelagem do processo (conhecimento).
A modelagem captura a interação entre as multivariáveis.
Controlar �o agora� e �o futuro�
Usando o poder preditivo dos modelos.
Otimizar o desempenho
Alcançando o balanço entre a transformação e a qualidade.
Lidando com os gargalhos.
Reduzindo a variabilidade em operação.
Facilitar ao controle preditivo (feedforward)
�Sensores soft� (ou virtuais) podem ser utilizados para estimar importantes
variáveis que não podem ser medidas.
SENSORES SOFT: MEDEM O QUE NÃO PODE SER MEDIDO
Sensores soft
Senso soft é a predição das variáveis de saída utilizando valores e históricos
das variáveis de entrada - saída num horizonte predefinido.
Os sensores soft contem um mecanismo para incorporar correções periódicas no
valor predito.
� Disponibilidade para medições off-line.
� Possibilidade de adaptação dos parâmetros do sensor para melhorias do
desempenho.
Crucial para situações onde a freqüência do controle é maior que a freqüência das
medições.
ESTRATÉGIAS APC ESTABILIZAM E OTIMIZAM
80
85
90
95
100
105
Antes do APC APC On line Objetivo para cima
Lim
ite
%
Limite de especificação
Desviações
padrão
reduzidas
Precisa construir primeiro um modelo de processo de multivariáveis:
O modelo descreve como cada entrada afeta todas as saídas.
Há um modelo para cada produção.
Pode mostrar gargalhos em cada entrada e saída.
APC inclui a otimização que determina set-points otimizados de objetivos com os gargalhos específicos.
CONTROLE AVANÇADO DE PROCESSO APC:
ALGUMAS CARACTERÍSTICAS IMPORTANTES
Entradas (causas)
MATRIZ DE CAUSA E EFEITO: NA RESPOSTA A UM PULSO
Saídas (Efeitos)
− Precisa determinar que variável tem de ser incluída no
controlador.
− As MV são normalmente set-points das malhas PID.
− Deve-se escolher a ordem do modelo, tipo e comprimento dos retardos.
− Que elementos são zero?Variáveis preditas
(PV)
Variáveis
manipuladas (MV)
Variáveis controladas (CV)
O objetivo do controle avançado MPC (Model Predictive Control) é executar cálculos
que permitam fazer uma seqüência de saídas de controle das variáveis CV de maneira
a seguir uma predição dada pela modelagem do processo para levar as MV ao valor de
setpoint numa forma otimizada.
Os cálculos do controle são baseados nas medidas atuais das variáveis do processo e
na predição dos valores futuros das variáveis de saída.
As predições são realizadas baseadas em modelos dinâmicos do processo
Os algoritmos de controle utilizam uma técnica chamada de Receding Horizon
Approach � isto é uma seqüência de saídas de controle M que são calculados a cada
intervalo de execução, mas onde só o primeiro movimento e realmente implementado
Set-point (Objetivo)
Passado Futuro
Horizonte de controle M
Horizonte predito P
Movimento de controle u
O MPC UMA ESTRATÉGIA DE CONTROLE AVANÇADO
O QUE É MPC ?
Arquitetura do sistema
O MPC é um método baseado em
controle ótimo, isto é, que seleciona
as entradas de controle de forma a minimizar uma função objetivo. O
cálculo da função objetivo baseia-se tanto em valores atuais de saídas do
processo quanto em valores preditos por um MODELO EXPLÍCITO do
processo.
Por ser implementado em sistemas digitais, a abordagem é discreta no
tempo
A estratégia MPC
CONTROLE AVANÇADO DE PROCESSO:
MPC A ESTRATÉGIA MAIS UTILIZADA DENTRO DOS APC
Os algoritmosOs blocos
OPORTUNIDADES DE OTIMIZAÇÃO NO SETOR DE
PAPEL E CELULOSE COM APC
Soluções APC nas seguintes áreas produtivas:
Digestores (bateladas e contínuos)
Seção de recuperação
− Caldeira de recuperação
− Forno de cal− Evaporação licor
Re-calcificação
Lavagem
Máquina de papel
Caldeiras
OTIMIZAÇÃO NAS PLANTAS DE PAPEL E CELULOSE
Polpagem lavagem
Aumento do ganhoMenos madeira, químicos e
vapor ou aumento da produção
Diminuicao dos residuosMenor custo com químicos,
menor custo na recuperação
Controle da lavagemMenor custo com químicos e
perdas, menor custo na recuperação
Qualidade consistenteMelhor corrida na máquina de
papel
Programação dinâmicaDiminuição das paradas e
perdas de produção
Planta de refugos
Otimizacao hidrapulper Aumento da saída
Melhoria do controle de toda a unidade
Menor tempo parada, menor derramamento
Recuperação / recaustificação
Controle da evaporação
Conteúdo sólidos mais
consistente, redução na
queima de gás
Programação parada
evaporadorMenor consumo vapor, aumento da transformação
Otimizacao da sopragemMenor consumo vapor, maior geração de vapor
Otimizacao forno cal Menor consumo gás
Caldeiras
Co-geraçãoDiminuição energia elétrica
comprada
Distribuição cargas Minimiza a máxima demanda
Controle vapor distribuidor Diminui custo energia
Otimizacao caldeira/turbina Diminui custo energia
Controle excesso O2 Diminui custo energia
OTIMIZAÇÃO NAS PLANTAS DE PAPEL E CELULOSE:
BENEFÍCIOS COMA IMPLANTAÇÃO DE ESTRATÉGIAS APC
ÁREA CELULOSE
Máquina de papel
Troca de tipo papelRedução de quebras, aumento
produção
Controle consistencia massa Redução variabilidade produto
Controle refinaçãoRedução consumo energia,
freeness mais consistente
Otimização velocidade máquina Aumento a transformação
Controles transversaisAumento produção, diminuição
consumo fibra
Controle retenção Redução custo químicos
Adição aditivos Redução custo químicos
DrenagemRedução consumo energia,
redução consumo químicos,
aumenta a transformação
Controle umidade adaptativoAumenta a transformação,
redução consumo fibras
Controle propriedades físicasRedução consumo fibra, reduze
consumo químicos e energia
Controle floculação
Redução variabilidade, menos
quebras, melhora formação e
resistência
OTIMIZAÇÃO NAS PLANTAS DE PAPEL E CELULOSE:
BENEFÍCIOS COMA IMPLANTAÇÃO DE ESTRATÉGIAS APC CONT...
ÁREA MÁQUINAS DE PAPEL
O QUE O APC OFERECE?
As melhorias atingíveis com APC depende das condições de processo.
Grandes benefícios podem ser conseguidos quando o processo é complexo, quando apresenta muita variabilidade, quando não é uniforme.
Benefícios
Alta taxa de transformação: sem agregar novos equipamentos. Típico aumento de 5-12%.
Minimização do consumo de energia: Redução de energia/ consumo combustível.
Típico 5-10% de redução.
Redução de matéria prima: Redução típica de fibra e aditivos entre 5-10% .
Qualidade consistente: Melhoria na qualidade do produto. Redução típica da
variabilidade entre 40-80%
Redução de produções fora de especificação durante troca de fabricação: típico
entre 10-20%
Operação mais suave
Alta disponibilidade da planta (redução de paradas)
Menor custo de produção
ALGUNS EXEMPLOS DE OPORTUNIDADES DE REDUÇÃO
DO CONSUMO DE ENERGIA NO SETOR DE CELULOSE COM APC
Necessidades e desafios:
Reduzir a variação de Kappa.
Estabilizar o processo. Ter uma melhor visão e controle do
processo.
CELULOSE, SECÇÃO DE DIGESTORES:
COM ESTRATÉGIAS DE CONTROLE MPC
Resultados:
Redução da variabilidade de 50% a 85%.
Aumento da produção.
Melhor qualidade. Melhorias na operação de lavagem.
Menor custo químico na secção de
branqueamento. Menor necessidade de manutenção.
Operação mais uniforme.
DIGESTORES
CELULOSE, SECÇÃO DE BRANQUEAMENTO:
COM ESTRATÉGIAS DE CONTROLE MPC
Necessidades e desafios:
Operar os estágios com o menor pH
possível para minimizar o consumo
cáustico.
Manter configurações otimizadas de pH
nos estágios para minimizar o consumo
de ClO2 ou H2O2. Otimizar o controle de Alvura nos
estágios para manter as especificações
do produto evitando excessos de branqueamento e consumo de ClO2 ou H2O2.
Resultados: Redução da variabilidade de 50% a 80%.
Redução do uso de produtos químicos gerando
mais lucros. Obtenção de um controle preciso de Alvura e pH.
Em controle automático mesmo durante mudanças
de produto ou produção.
Operação mais estável.
CELULOSE, SECÇÃO DE RECUPERAÇÃO:
COM ESTRATÉGIAS DE CONTROLE MPC
Necessidades e desafios:
Melhorar a economia de vapor. Maximize a taxa de transferência de calor.
Reduzir a variabilidade na concentração do
LN. Assegurar uma consistente concentração do
LN. Recuperar máxima quantidade de NaOH.
Diminuir paradas por limpeza dos trocadores de calor.
Diminuir a tendência ao scaling que reduz a transferência de calor nos evaporadores de
LN.
Desafios:
Aumentar a produtividade.
Aumentar o uso de combustíveis alternativos.
Reduzir em forma significativa e consistente os custos de operação.
Criar uma cultura de continuas melhorias.
Resultados conseguidos
Aumento da produtividade, até 4.5% aumento real
produção.
- Atingindo um tempo de produção tão alto
quanto 90%.
- Menor tempo de forno devido alta temperatura.
Aumento do uso de combustíveis alternativos
(biomassa metanol, tall oil).
Redução das emissões de SOx e NOx.
- Melhor controle de temperatura.
Melhoria do controle de cal livre (CaO).
SOLUÇÕES APC PARA O FORNO DE CAL
Destaques das melhorias
Redução da variabilidade:
− Temperatura do lado quente - 86%.− Temperatura do lado frio - 82%.− Excesso oxigênio- 90%.− Energia específica- 90%.
Benefícios econômicos
Redução da energia específica, típico 8.5%
significa grande economia de combustível.
O aumento taxa de transferência energética do
forno típico 22% e a melhoria da qualidade do
carbonato de cálcio (CaCo3) típico 25%, resulta
em grandes economias anuais na compra do cal bruto.
Redução de energia e químicos utilizados no licor
de cozimento.
Resultados típicos com APC do tipo MPC
SOLUÇÕES APC PARA O FORNO DE CAL CONT...
OPORTUNIDADES DE REDUÇÃO DE ENERGIA
EM MÁQUINA DE PAPEL COM APC
ESPECÍFICOS FABRICAÇÃO DE PAPEL
Brasil �Primeiro mundo�
Vapor: 1.5 - 1.9 Ton vap / Ton papel
Eletricidade: 350 - 480 kWh / Ton papel
Água fresca: 2 - 8 M3 / Ton papel
Papéis kraft e liner, valores médios
Vapor: 1.8 � 3,2 Ton vap / Ton papel
Eletricidade: 420 - 550 kWh / Ton papel
Água fresca: 8 - 15 M3 / Ton papel
A indústria do papel e celulose é uma alta
consumidora de energia
A grande maioria dos processos da indústria
do papel e celulose que hoje operam foram projetados quando a energia era barata.
Mais de 250 máquinas operam hoje no Brasil
Cada máquina custa algumas dezenas de
milhões de dólares; Não é fácil trocar
tecnologia em forma rápida.
Nos últimos anos varias máquinas de papel
foram desativadas por terem altos custos de produção o mesmo tem acontecido na Europa
e US.
Consumo de energia por tipo de papel
no Brasil
Embalagem: 3 � 4.2 MWhr/ ton
Jornal: 3.5 � 4.5 MWhr/ton
Tissue: 6 � 8.5 MWhr/ton
Papéis finos: 5 � 10 MWhr/ton
Papéis especiais até 25 MWhr/ton
CONSUMO DE ENERGIA NA INDÚSTRIA DO PAPEL NO BRASIL
Consumo de energia por tipo de papel
media �primeiro mundo�
Embalagem: 2 � 3 MWhr/ ton
Jornal: 3 � 4 MWhr/ton
Tissue: 4 � 7.5 MWhr/ton
Papéis finos: 4 � 8 MWhr/ton
Papéis especiais até 20 MWhr/ton
P&ID DE UMA SECÇÃO DE SECAGEM COM APC
Uso de energia em máquina de papel
O processo da máquina de papel e do tipo de multivariável.
Possível melhoria do desempenho da máquina de papel com APC do tipo MPC:− Melhoria na estabilidade => na corrida ↑, na produção↑, no requerimento de energia↓
− Redução nas variações no sentido máquina de gramatura e umidade.
− Melhoria no controle de tom (papéis brancos e coloridos).
− Redução do tempo de trocas de fabricação: mais produção, menos quebra.
− Redução da energia gasta: otimizando drenagem e vapor nas secarias.
− Melhorias nas secarias: melhora na eficiência e redução da energia utilizada, controle
da umidade mais estável.
RESUMO
Preparação de massas
Massas e aditivos
Refinação
Taxa uso refugo
Consistência massa
Aditivos retenção
Fluxo massa
Controle caixa entrada
Velocidade tela
Vácuo mesa
Recuperação fibra
Vapor usado secagem
Recuperação condensado
Gramatura
Umidade
Espessura
Brilho
Cor
Opacidade
Porosidade
Formação
Retenção
Conteúdo cinzas
Resistência
Produção
Uso energia
Máquina de Papel
AS MÁQUINAS DE PAPEL APRESENTAM UM
PROCESSO DE MULTIVARIÁVEIS
Para ter um desenvolvimento exitoso na redução do consumo de energia na fabricação do papel, precisa se fazer um uso coordenado e coerente de um universo de
variáveis de todas as áreas do processo produtivo:
Refinação da massa.
Caixa de entrada.
Desaguamento que inclui:
− Taxa de uso dos químicos de apoio ao desaguamento.
− Vácuo correto dimensionamento dos elementos envolvidos.
Parâmetros de prensa (normalmente não utilizados em tempo real)
Secagem otimização de: pressões, pressões diferenciais, temperaturas e taxas de
recuperação de condensado (normalmente não utilizado no controle do processo)
Como a máquina de papel apresenta um quadro de multivariáveis e não de simples
variáveis que sejam controladas apenas por malas PID.
Como muitas destas variáveis tem de ter ranges fixos de operação.
Há então oportunidades de otimizar a operação destas máquinas com:
Controle avançado do processo que possui ferramentas que permitem fazer todas
as correções em tempo real.
REQUERIMENTOS DO SISTEMA DE CONTROLE PARA REDUZIR O CONSUMO DE ENERGIA NA MÁQUINA DE PAPEL
Problemas de controle no processo papeleiro requerem de soluções baseados em
estratégias de controle multivariáveis:
As máquinas de papel tem muitas variáveis de controle que nunca se utilizam porque
no final não fica claro como utilizar elas num controle de tipo PID.
Por exemplo:
Formação e drenagem: são afetadas pelas mesmas variáveis de entrada.
Variáveis que são chaves são normalmente controladas com malhas de tipo PID
que lidam só com uma malha quando a necessidade é de controlar um conjunto
delas já que todas estão inter-relacionadas e afetam significativamente a qualidade.
Gramatura e umidade: estão inter-relacionadas e afetadas por um grupo das mesmas variáveis as quais são controladas por malhas PID individuais!
Por outro lado o processo papeleiro apresenta uma característica típica que são os
retardos (típico 30 a té 120 segs) de variáveis que afetam o comportamento das
variáveis de saída.
Todos estes problemas são efetivamente solucionados com uma estratégia de
controle avançado de processo!
CONTROLE AVANÇADO DO PROCESSO NA FABRICAÇÃO DE PAPEL
Para otimizar uma melhor utilização da energia no processo papeleiro é
necessário um primeiro passo: a parte úmida da máquina isto não é um fato novo
e mais que conhecido.
Consistência da água branca, retenção, conteúdo de cinzas, formação e
drenagem.
Todas estas variáveis são afetadas por certos número de variáveis do circuito de
aproximação e por variáveis da máquina, muitas destas variáveis tendo um
grande impacto na utilização de energia no processo papeleiro :
Os objetivos de energia especifica nos refinadores.
Os fluxos e consistências de pastas virgens, refugo e fibra recuperada.
As taxas de dosagem de químicos incluindo retenção e aditivos.
Os parâmetros da caixa de entrada tais como abertura do lábio e jato/tela.
Vácuo na mesa.
O objetivo nesta área: manter estabilidade da água branca em consistência,
retenção, e cinzas.
Um controle avançado tal como um do tipo multivariavel preditivo é muito bem
indicado para controlar esta área que apresenta uma característica
multidimensional e de problemas potenciais de otimização.
REDUÇÃO DO CONSUMO DE ENERGIA NO PROCESSO PAPELEIRO:
O ROL DA MELHORIA NA ESTABILIDADE DA PARTE ÚMIDA
Dissemos que melhorar a estabilidade da parte úmida é o objetivo primário de tudo
esforço para diminuir o consumo de energia na máquina de papel, mas também isto
significa aumentar produção, isto em razão do seguinte:
Da melhor corrida da máquina (runnability).
Da diminuição da produção de papéis fora de especificação.
Da possibilidade do aumento das metas, por exemplo umidade. Da possibilidade de aumento da velocidade da máquina.
Só com a implementação de uma estratégia de controle APC pode isto ser alcançado, já
que com a mesma se pode:
Um melhor controle dos rolos prensa para manter uma posição estável no papel isto
permite aumentar a velocidade. O melhor desaguamento o que significa diminuir a carga na secagem eliminando
gargalos que ali hajam, permitindo com isto aumentar a velocidade. O controle transversal de gramatura encima da caixa de entrada assim como o controle
transversal de umidade em mesa ou prensas o que permite o aumento da meta de umidade e a eliminação de papéis fora de especificação por perfil variado.
AUMENTO DE PRODUÇÃO NO PROCESSO PAPELEIRO:
O ROL DA MELHORIA NA ESTABILIDADE DA PARTE ÚMIDA CONT...
Um sistema APC foi implantado numa máquina de papel jornal:
Produção: ~ 300,000 tons/ano de 100% reciclado de jornal.
É uma maquina moderna correndo a ~1700 m/min, 9.2 m largura.
A máquina já tinha controle regulatório PID da área úmida que forneceu as
variáveis e o controle básico, agora o APC fornece os set-points para as malhas.
Objetivos do sistema APC:
Estabilizar a operação na área úmida:
− Controlar de estabilidade da água branca e também a consistência da massa
para a caixa de entrada.
− Por o controle da carga e turbidez dentro de uma determinada range.
− Minimizar o uso de floculante mantendo a retenção.
− Assegurar boas propriedades da folha mantendo boa: formação, opacidade,
porosidade.
− Fornecer um controle efetivo do sistema de refugo.
− Gerenciar os set-points de consistência para refugo �fresco� (refilo),
recuperação de fibra e outros refugos de maneira a fornecer um melhor
controle de consistência na caixa de entrada.
MELHORIA NA ESTABILIDADE DA PARTE ÚMIDA COM APC:
UM CASO EM PAPEL JORNAL
Controle regulatório (11.5 horas) APC (7 horas)
Sinal de
quebra de
folha
Fluxo refugo
0-10000 l/min
Nível torre
refugo
0-60%
Consistência
água branca
3.35-3.65 g/l
Perturbações na consistência da água
branca durante 9 horas após quebras
Grande mudança em fluxo de refugo
A torre chegou ao nível 20%
Redução do fluxo refugo quando
torre chega nível de 20%
Perturbações insignificantes na
consistência da água branca
Aumento do fluxo de refugo a 8000 l/min
Fluxo refugo aumento a 5100 l/min em passos
4 quebras em 60 mins
MELHORIA NA ESTABILIDADE DA PARTE ÚMIDA COM APC:
UM CASO EM PAPEL JORNAL RESULTADOS 1
3 quebras em 60 mins
Nota: Os resultados aqui apresentados foram encima de um processo que já
tinha um controle regulatório com controle supervisório com rotinas de
desacoplamento e algum controle anticipativo.
Regulatório
Desvio padrão
(10 dias)
APC Desvio padrão
(20 dias)
Redução desvio
padrão
Consistência água branca (g/l) 0.0754 0.0249 67%
Consistência caixa entrada (g/l) 0.0702 0.0418 60%
Retenção mesa plana (%) 0.487 0.378 22%
Retenção cinzas (%) 0.918 0.797 13%
Desempenho do controlador
Também redução da variabilidade na
enroladeira, em:
Gramatura Umidade Espessura Opacidade
MELHORIA NA ESTABILIDADE DA PARTE ÚMIDA COM APC:
UM CASO EM PAPEL JORNAL RESULTADOS 2
Controle regulatório (24 horas) Controle APC (24 horas)
Estabilização da consistência da água branca
MELHORIA NA ESTABILIDADE DA PARTE ÚMIDA COM APC:
UM CASO EM PAPEL JORNAL RESULTADOS 3
COMPARAÇÃO DE RESPOSTA DEPOIS DE UMA QUEBRA
UMA MAQUINA DE PAPEL FINO:
Sinal de quebra
1= quebra
Consist água branca
Range 1.4 g/l
Cinza
9.5-11%
Taxa polímero
24-32 t/h
Fluxo aditivo
7.6-14 m3/h
Taxa de refugo
10-35%
Nível de C8
0.9-3.3m
Quebra curta(12 mins)
SD 0.385 g/l
SD 0.129%
SD 0.05 %
SD 0.1 g/l
Controle regulatório Controle APC
Pequeno efeito nas cinzas e
consistência de água branca
Numa máquina de papel Kraft de tela dupla na Austrália fabricando papéis de 100 �
220 gsm, APC permitiu:
Uma grande redução na variabilidade: O desvio padrão dos parâmetros da parte
úmida foram reduzidos em 75% - 90%. Uma boa economia de energia: O consumo de vapor foi reduzido 10% em media. Para aqueles tipos de papeis cuja taxa de produção estava limitada por secagem
reduziu o consumo especifico de vapor => significando aumento de produção.
Melhora na corrida da máquina => um aumento extra de produção de 1.2%.
Uma máquina de papel jornal no Canadá fabricando papeis de 48 � 58 gsm, APC permitiu:
Redução do consumo especifico de vapor de 7.8%.
Redução do desvio padrão da consistência da água branca de 55% � 65%. Um significativo melhoria no controle de tom.
REDUÇÃO NO CONSUMO ENERGIA COM ESTABILIDADE NA PARTE ÚMIDA:
UM PROJETO NA AUSTRÁLIA E OUTRO NO CANADÁ COM APC
Nota: Os resultados aqui apresentados foram encima de processos que já
tinham um controle regulatório com controle supervisório com rotinas de
desacoplamento e alguma controle anticipativo.
APC permite uma aproximação coerente e coordenada para chegar na otimização da
energia, utilizando todas variáveis que afetam o consumo da mesma como são:
A refinação das massas.
As propriedades da caixa de entrada. A drenagem que inclui:− A tacha dos químicos de ajuda ao desaguamento.
− Vácuos.
Parâmetros de prensa (nunca utilizados em tempo real).
Otimização dos secadores, incluindo pressões, pressões diferenciais e taxas de
recuperação de condensado (também nunca utilizados).
Otimização da umidade e temperatura das coifas e pocket ventilators.
A otimização de todas estas áreas do sistema produtivo da máquina de papel
permite que seja possível até 20% de redução no consumo de energia
REDUÇÃO DO CONSUMO DE ENERGIA NA MÁQUINA DE PAPEL:
O BENEFICIO DE UMA APROXIMAÇÃO COORDENADA
As máquinas de papel consomem entre 40% e 50% de toda a energia gasta numa planta de papel
e celulose.
Parte desta energia é elétrica a qual é utilizada para o sistema de acionamento, bombas de vácuo,
bombas de massas e desagregadores. Mas vapor é o que tem maior participação.
O conteúdo de água na folha:
99.1% é o conteúdo de água quando a folha entra em formação seguidamente foils e caixas de vácuo drenam uma boa parte.
78% é o conteúdo de água na folha que entra nas prensas.
~50% é o conteúdo de água que entra nos secadores.
8% é o conteúdo de água na folha quando entra na enroladeira.
A três maneiras de reduzir o consumo de vapor empregando uma estratégia de controle
automático de tipo multivariavel avançado :
Aumentando o teor de secos na folha que entra nos secadores fazendo um melhor controle do desaguamento da mesma.
Reduzindo o consumo específico de energia, maximizando a produção.
Melhorando a eficiência da secagem a traves de um melhor entendimento do processo de
secagem como:- Utilizando as pressões , as pressões diferenciais e a taxa de recuperação de condensado.
O CONSUMO DE ENERGIA NAS PLANTAS DE PAPEL E CELULOSE
Secagem 55% Drenagem (formação e prensas) 25% Refinação (não pressurizados) 10% Preparação de massas %5 Outros 5%
DISTRIBUIÇÃO DO CONSUMO DE ENERGIA NA MÁQUINA DE PAPEL
É sabido que a secagem:
reduze o conteúdo da umidade, M, de ~50% para ~8%Para isso consome 55% de toda a energia gasta na fábrica
mas remove apenas 1% de toda a água da folha
M = Água/(Água+ Fibra)
Consideremos 100 gm de massa saindo da caixa de entrada:
Então 0.9 gm de sólidos totais e 99.1 gm
de água
Nos secadores, M ~ 50%:ainda temos 0.9 gm sólidos e somente
0.9 gm de água
98.2 gm de água há sido removidos
porém menos de 1 gm de água
permanece nos secadores para ser removida.
Proporção de
energia
consumida
Proporção de
água removida
Formação
Prensagem
Secagem
O VAPOR NOS SECADORES:O GRANDE SUPRIDOR DE ENERGIA NA MÁQUINA DE PAPEL
Consideremos 100g de massa com consistência de 0.9% se depositando na tela
Calculemos o que acontece com a umidade M:M = Pesos da água na folha/(peso total dos sólidos+ peso da água)
Na caixa de
entrada
Na saída do
couch
Na entrada
secadores
Na segunda
bateria
Na
enroladeira
Umidade da folha 99.1 % 88% 50% 45% 8%
Água na folha 99.1 g 6.6 g 0.9 g 0.736 g 0.078 g
Sólidos na folha 0.9 g 0.9 g 0.9 g 0.9 g 0.9 g
Água removida 92.5 g 5.7 g 5.86 g 0.658 g
A tela drena mais de 92% de água, a prensa < 6%, os secadores < 1% !!!Suponhamos que reduzimos a umidade da folha que entra nos secadores em 5%, então a água que tem de ser removida nos secadores se reduze de 0.822g para 0.658g. Ou seja 5% ↓ na umidade da folha => 20% ↓ na carga nos secadores
Isto significa então que 1% de redução na umidade da folha que entra nos
secadores resulta em 4% de redução da carga dos mesmos!
O OBJETIVO PRIMÁRIO DE MELHORIA DO CONTROLE:
A PARTE ÚMIDA DA MÁQUINA...PORQUÊ?
É por esta razão que a implantação de uma estratégia de
controle automático avançado na área úmida da máquina deve ter
sempre prioridade em qualquer projeto de otimização de energia
na máquina de papel!
Dado que 1% de redução na umidade que entra nos secadores resulta em 4% de redução da carga de vapor, há uma decisão a ser tomada:
Mais energia consumida no vácuo=> melhor desaguamento=> menos vapor necessário nos secadores
Mais consumo energia elétrica Menos consumo energia térmica
REDUÇÃO NO CONSUMO DE ENERGIA NA MÁQUINA DE PAPEL:
VÁCUO OU PRESSÃO DE VAPOR, QUAL A ESCOLHA?
O consumo de energia aparece após analisar os dados no histórico, 1 Abril 2009 a 1
Outubro 2009:
A análise destes dados confirmava claramente que deveria se fazer esforços para
reduzir o consumo de energia. Foi analisado o consumo de vapor nos secadores: O consumo específico de vapor estava na casa de 1.7 ton vapor/ton papel terminado
(Este valor já era muitíssimo melhor que a media conseguida na maioria das máquinas
no Brasil...). Tendo o teor de secos na entrada dos secadores como 50% e a meta de umidade em
8%, havia 0.8405 toneladas de água para ser evaporada desde a folha nos secadores o
que significava => eficiência na secagem= (0.8405/1.7) x 100% = 49.44% A variabilidade da umidade e da gramatura sob o a estratégia de controle existente foi
anualizada se chegou a conclusão que em media:
− existia um sobre secado da folha em 0.32% (energia perdida)− a gramatura da folha ficava 1% mais pesada que o setpoint existente (fibra e energia
perdida)
ANTES DE ATUAR É NECESSÁRIO UMA AUDITORIA NO PROCESSO:
UM CASO NUMA MÁQUINA DE PAPEL KRAFT EM USA
Fazendo a simulação com um software avançado de controle, no caso uma estratégia MPC
revelou que se poderia:
Melhorar a estabilidade da máquina.
Reduzir a variabilidade da consistência da água branca para ambas camadas da folha
(tela dupla). Otimizar o consumo de aditivos químicos, especialmente aqueles que permitia maior
drenabilidade, para economizar vapor nos secadores. Maximizar a drenagem otimizando o controle do sistema para economizar vapor nos
secadores. Aumentar o teor de secos antes da entrada dos secadores , para economizar vapor nos
mesmos. Minimizar o consumo de vapor com um melhor controle da gramatura e a umidade. Reduzir o sobre secado.
Realizando todas estas melhorias o simulador revelou que seria possível até um 20% de
economia no consumo de vapor.
OBJETIVO DO PROJETO:UM CASO NUMA MÁQUINA DE PAPEL KRAFT
Melhor controle da drenagem significa:
Balanço do consumo de energia no sistema de vácuo para maximizar o conteúdo de
sólidos na folha que entra nos secadores => para reduzir o consumo de vapor (1 ponto
porcentual da umidade da folha que entra nos secadores reduze o consumo de vapor em ~4%).
Permitir um melhor controle da umidade da folha. Melhor grau de refinação, taxa de aditivos químicos (especialmente aqueles que
permitem melhor drenabilidade), consistência das massas, parâmetros de operação da
caixa de entrada, pressão nas prensas.
Estes parâmetros afetam também outras características da folha e não só umidade.
E como são difíceis de manejar em seu conjunto então precisam de um controle
avançado multivariável para permitir um controle coordenado.
O controle da parte úmida da maquina é complexo por isto precisa de maior inteligência.
A mesma permitirá não só a redução no consumo de energia mas também melhor
qualidade do papel produzido.
REDUÇÃO DO CONSUMO DE ENERGIA NA MÁQUINA DE PAPEL:
O ROL DE UM MELHOR CONTROLE DA DRENAGEM
O tradicional controle regulatório para controlar a secagem da máquina de papel
normalmente utiliza malhas de três termos o arqui conhecido PID. Como esta estratégia
de controle age:
A diferença entre o valor de set-point e o valor real de pressão controla a pressão de 3
a 7 baterias de secadores, normalmente todas em cascata.
O controle multivariável APC por exemplo aquele do tipo MPC se comporta em forma
diferente, ele se baseia na construção de modelos de processo separados (todos
aqueles que afetam a umidade):
A pressão em cada secção ou bateria de secadores
O diferencial de pressão entre as baterias de secadores
A taxa de recuperação de condensado de cada bateria (no caso as mesmas serem
independentes)
O sistema de controle de tipo regulatório sobre a pressão dos secadores ignora
importantes variáveis que influenciam a operação da secagem.
REDUÇÃO DO CONSUMO DE ENERGIA NA MÁQUINA DE PAPEL:
MELHORANDO A EFICIÊNCIA DA SECAGEM
Só uma estratégia de controle de tipo multivariável que tem a
capacidade de modelar os processos, poderá permitir a
redução real do consumo de energia nas máquinas de papel.
A secagem: de 30 a 150 cilindros secadores; o vapor entra no interior dos mesmos.
Os cilindro são agrupados em baterias. Entre 2 a 5 : 2 baterias com aquecimento fixo e
pelo menos 3 sob controle normalmente da 3era a última.
Há um diferencial de pressão entre as baterias; normalmente mudado pelo operador.
Este diferencial após uma mudança inicial o operador nunca mais mexe.
Em muitas máquinas, a taxa de extração de condensado não é otimizada nem se quer
controlada o que reduz em forma absurda a eficiência energética.
UMA MÁQUINA DE PAPEL TÍPICA
CARACTERÍSTICAS DA SECAGEM
A pressão diferencial entre baterias e a taxa de recuperação de condensado são
raramente consideradas nas estratégias de controle tipo malha realimentada no
controle regulatório.
Hoje em dia existem porem desenvolvimento de controle avançadas considerando também
estas variáveis na modelagem do processo.
Tal temos explicado nesta apresentação quanto mais variáveis que afetam a operação de
um processo forem consideradas na estratégia de controle maiores serão os benefícios:
− Para melhorar a eficiência da secagem => que reduz o consumo de vapor.
− Para acabar com os gargalhos => permitindo o aumento da produção.
− Para melhor controle do perfil de umidade no sentido máquina e transversal => permitindo
o aumento da meta da mesma o que ainda permite mais redução no consumo de vapor,
além da redução do consumo de fibra.
ENTENDENDO MELHOR A OPERAÇÃO E O CONTROLE DA SECAGEM
Normalmente as máquinas operam numa velocidade fixa.
Em razão das múltiplas restrição no processo:
Sistema de acionamento. Capacidade na preparação de massas.
Circuito de aproximação.
Sistema de vácuo.
Prensas. Secagem.
A implementação de uma estratégia de controle avançado porém permite, que a velocidade
da máquina seja sempre maximizada em tempo real, em razão de que todas as áreas e as
variáveis que afetam a produção estarão sendo consideradas. A estratégia APC monitora
todas estas condições e em função delas calcula a máxima taxa de velocidade/produção
possíveis.
REDUÇÃO DO CONSUMO DE ENERGIA NA MÁQUINA DE PAPEL:
OTIMIZAÇÃO DA VELOCIDADE DA MÁQUINA
OUTROS CASOS DE OTIMIZAÇÃO DE PROCESSO DE
FABRICAÇÃO DE PAPEL COM ESTRATÉGIAS DE
CONTROLE AVANÇADO MPC
Velocidade da máquina até 1000 m/min, largura 3.5m, produção ~ 100,000 tons/ano
Quatro tipos principais: 60, 80, 120 e 160 gm/m2, tipos cópia brilhante, papéis de escritura
e coloridos. Aditivos parte úmida: agente retenção, fillers, colagem, biocida, corante, OBA e amido
catiônico.
Se encontrou grande interatividade entre o controle de cinzas e o agente de retenção
O sistema de refugos possuía tanques limitados em capacidade:
Os refugos provinham de três fontes: refugo parte úmida, refugos parte seca + refugo da
conversão.
Os refugos produziam alterações na estabilidade da parte úmida. Assim que a taxa de
refugo subia antão:
− as cinzas na massa ↑ a taxa de adição de fillers↓− a formação piorava.
− a consistência da água branca↑, retenção↓; o sistema de recuperação de fibras se
alterava o que afetava o controle de velocidade do filtro pressurizado.− A luminância e o brilho↓, os fluxos de corante e OBA eram alterados.
MELHORIA NA ESTABILIDADE NA PARTE ÚMIDA UTILIZANDO APC:
UM CASO EM PAPEL FINO, SITUAÇÃO ANTIGA
MELHORIA NA ESTABILIDADE NA PARTE ÚMIDA UTILIZANDO APC:
UM CASO EM PAPEL FINO, RESPOSTA APÓS QUEBRA
Sinal de quebra
1= quebra
Consist água branca
Range 1.4 g/l
Cinza
9.5-11%
Taxa polímero
24-32 t/h
Fluxo aditivo
7.6-14 m3/h
Taxa de refugo
10-35%
Nível de C8
0.9-3.3m
Quebra curta(12 mins)
SD 0.385 g/l
SD 0.129%
SD 0.05 %
SD 0.1 g/l
Controle regulatório Controle APC
Pequeno efeito nas cinzas e
consistência de água branca
O controle de cinzas na estratégia de controle antiga (controle regulatório):
Uma malha PID ajusta o fluxo de fillers, em função da medida de cinzas do papel acabado
na enroladeira (scanner) Mas o conteúdo de cinzas é afetado por variações de fluxos do agente de retenção.
As duas malhas �lutavam uma contra a outra� produzindo oscilações.
O fluxo de fillers e do agente de retenção são de fato duas das entradas do número de
variáveis do circuito de aproximação, que na parte úmida determinam:
O conteúdo de cinzas do papel; notar que variações na cinzas na massa criam variações
na drenagem e na gramatura. A retenção que é umas das variáveis que determina o perfil de gramatura.
E outras variáveis de qualidade.
O controle APC do tipo MPC forneceu os seguintes benefícios neste caso:
Grande redução na variações de cinzas.
Isto habilitou a subida da meta de cinzas: o conteúdo pico de cinzas do papel foi reduzido
mas a media de conteúdo de cinzas foi incrementado => isto significou economia de fibras.
O melhor controle das cinzas significou que as taxas de refugos podiam ser ajustadas com mais flexibilidade.
MELHORIA NA ESTABILIDADE NA PARTE ÚMIDA UTILIZANDO APC:
UM CASO EM PAPEL FINO, REDUÇÃO NA VARIAÇÃO DE CINZAS
Dados linha de base, antes do APC, durante 1 mês, após APC 2 meses
Paradas de máquina e trocas de tipo papel foram excluídos em ambos casos.
Nota se uma grande redução das variações nas cinzas e conteúdo de sólidos na água
branca.
Variável Unid Desvio Padrão
Antes APC com APC
Redução
%
Consistência água branca g/l 0.53 0.09 83
Consistência caixa entrada g/l 0.53 0.08 85
Conteúdo de cinzas % 0.27 0.08 70
Retenção de fibras % 2.91 1.08 63
Retenção de cinzas % 2.71 1.05 61
Nível tanque mistura m 0.14 0.01 93
Nível tanque água branca m 0.04 0.04 0
Nível no filtro pressurizado m 0.05 0.01 80
MELHORIA NA ESTABILIDADE NA PARTE ÚMIDA UTILIZANDO APC:
UM CASO EM PAPEL FINO, DESEMPENHO DOS CONTROLADORES
A máquina fabrica papéis entre 90 � 240 gm, com três formadoras, fibra proveniente de
100% reciclados. Os aditivos na parte úmida incluíam: amido para aumentar resistência e polímero para a
retenção de fibras.
A consistência das 3 massas de cada camada oscilava com o tempo, isto causava a
oscilação na consistência da caixa de entrada e na consistência da água branca.
Se implementou uma estratégia MPC até simples:
MVs: para fluxos de polímeros e massas frescas de cada camada.
FFs: para taxa de adição de amido, potência aplicada na refinação, consistências de cada
massa. CVs: Gramatura de cada camada. O controle MPC da parte úmida permitiu aumentar a estabilidade da mesma o que
produziu uma considerável aumento de produção!
MELHORIA NA ESTABILIDADE NA PARTE ÚMIDA UTILIZANDO APC:
UM CASO EM PAPEL LINER, SITUAÇÃO ANTIGA
MPC: Model predictive controller (controlador preditivo)
MV: Measurement variable (variável medida)
FF: Feedforward variable (variável preditiva)
CV: Control variable (variável controlada)
MELHORIA NA ESTABILIDADE NA PARTE ÚMIDA UTILIZANDO APC:
UM CASO EM PAPEL LINER COM TRÊS TELAS, RESPOSTA DOS
CONTROLADORES
Os dados foram coletados durante 3 semanas:
Foram feitos no período papéis de gramatura baixa (LW), gramatura media (MW) e
gramatura alta (HW).
O desvio padrão das gramaturas foram realizados para situação antes e depois do APC: a
tabela mostra as reduções, para dada tipo e camada. Os benefícios foram:
Um aumento de produção de 7%.
Aumento da estabilidade da parte úmida o que proporcionou uma corrida estável, e uma
redução nas quebras.
A operação estável significou a melhoria na eficiência da secagem, com aumento da
velocidade da máquina.
Houve uma considerável redução do desvio padrão das variáveis controladas.
GSM TL FL BL
LW 100-117 36% 49% 65%
MW 125-150 61% 67% 70%
HW 170-220 53% 84% 67%
MELHORIA NA ESTABILIDADE NA PARTE ÚMIDA UTILIZANDO APC:
UM CASO EM PAPEL LINER COM TRÊS TELAS, DESEMPENHO
Nos dias atuais mais e mais fabricantes de papel adotam estratégias de controle do tipo
APC nos processos produtivos das suas plantas.
As razões para esta tomada de decisão são principalmente:
O fraco desempenho em termos de otimização de produção e diminuição do consumo
de energia, proporcionado pelo controle de tipo regulatório (malhas PID).
As significativas reduções no consumo de energia utilizada no processo produtivo que
proporcionam as estratégias APC.
O significativo aumento na qualidade do produto que se consegue. A redução no consumo de matéria prima e aditivos.
O aumento de produção.
CONCLUSÕES
ABB
3d MPC, Optimize IT Adersa
Predictive Functional Control (PFC)Hierarchical Constraint Control (HIECON)GLIDE (identification package)
Aspentech
DMCplusDMCplus-Model
Capstone Technology Corporation
MACS� Cutler Technology
MAX APC GE
Kn³ � MVC
GE Fanuc
Proficy Process Systems (PPS) Honeywell
Robust MPC Technology (RMPCT) MDC Technology (Emerson)
SMOC (licensed from Shell)Delta V Predict
Metso
Control Zone Predictive Control Limited (Invensys)
Connoisseur Rockwell Automation (Pavilion Technologies)
Pavilion8 Yokogawa
EXASMOC
FORNECEDORES DE CONTROLE AVANÇADO DO PROCESSO
E SEUS PACOTES DE SOFTWARE
NO
MU
ND
O
NO
BR
AS
IL
Universidades
Alguns estudos teóricos em trabalhos de
grado, mas nada de concreto.Precisam nossos estudantes de engenharia eletrônica, química,
computacional ou mecatrônica,
desenvolverem um SW de controle avançado Brasileiro!
Iniciativa Privada
Nada de concreto por em quanto.