Sistema De Automação Para Complementação Inteligente Desenvolvido Para O Cenpes -...

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Antonio B. B. Zeller Diretor Técnico/Comercial APRESENTAÇÃO A ADKL Zeller é uma Empresa Distribuidora ,Integradora e de Serviços de Reparos/Suporte exclusivos nos produtos de Automação da Schneider Electric. INTRODUÇÃO INTRODUÇÃO O projeto Piloto de Campo Inteligente que mais tarde passou a ser denominado de Gerenciamento Digital de Campos de Petróleo (GeDIg) foi desenvolvido pelo Instituto de Pesquisas da Petrobrás (CENPES) com o objetivo de comparar as diferentes soluções tecnológicas de Completação Inteligente a serem aplicadas em Poços de Petróleo terrestres. Para a análise dessas tecnologias, esse projeto foi totalmente desenvolvido para possibilitar total controle dos equipamentos de forma Remota. Foi escolhido Carmopolis – Aracaju – Sergipe por ser um campo maduro ;tendo sido descoberto em 1963; e o maior campo terrestre da Petrobras PREMISSAS DO PROJETO • Monitoração e Controle das 03 Zonas através das leiturasT&P (Poços produtores) e Vazão (Poço Injetor) e das válvulas On-Off. • Monitoração em Tempo Real local e Remoto • Conectividade entre equipamentos • Verificação de Falhas • Perfomance dos Equipamentos POÇOS ATENDIDOS O projeto foi aplicado em 7 Poços de Petróleo na cidade de Carmópolis - SE. Desse total, 6 são produtores e 1 é injetor. ƒ CP103 - Produtor ƒ CP130 - Produtor ƒ CP391 - Produtor ƒ CP393 - Injetor ƒ CP976 - Produtor ƒ CP1527 – Produtor ƒ CP1316 - Produtor MONITORAÇÃO E CONTROLE A total integração desse projeto, baseia-se nos meios de comunicação utilizados. Possibilitando a qualquer usuário habilitado na rede Petrobrás a supervisionar, ou até mesmo comandar o Sistema de Completação Inteligente de qualquer parte do planeta. Todo supervisão é realizada através do Software Supervisório Elipse E3. ELEMENTOS PRIMÁRIOS CAMPO PAINEL ENCODER ZAP 500 CÉLULA DE CARGA PRESSÃO DE PRODUÇÃO DE LINHA PRESSÃO DE REVESTIMENTO ANULAR DE LINHA TEMPERATURA DE PRODUÇÃO DE LINHA SENSOR DE VAZAMENTO DE GAS CFP BARREIRA DE SEGURANÇA INTRÍNSECA FIBRA ÓTICA CLP TWIDO MODBUS HIDRÁULICO SM-125 VÁLVULAS SOLENÓIDES HPU ARQUITETURA DE AUTOMAÇÃO Estação Alto Gericó Rádio Poço CIC Painel Elétrico ARQUITETURA DE REDE CLP TWIDO SWITCH GERENCIÁVEL COMPACT FIELD POINT RÁDIO ETHERNET OPTICAL SENSING COMUNICAÇÃO WI-FI NO-BREAK GATEWAY HART VSD CS-ZP NOTAS: CABO PARA REDE MODBUS RS232 4 PARES/CATS/FTP ZAP 500 BRIDGE 1 HPU BRIDGE 2 CABO PARA REDE ETHERNET TCP-IP: CAT5e FTP – 4 PARES MONITORAÇÃO E CONTROLE MONITORAÇÃO E CONTROLE MONITORAÇÃO E CONTROLE CARTA DINAMOMÉTRICA INFRAESTRUTURA Todos os poços atendidos, são providos de um Painel Elétrico, uma unidade Hidráulica (HPU) e um Sistema de comunicação Wireless. HPU Painel Elétrico Comunicação Wireless Unidade de Bombeio PAINEL ELÉTRICO O painel Elétrico existente em cada poço abriga todo o Sistema de Automação, Potência e Proteção Elétrica. Esta dividido em duas partes: Circuito Força Circuito Automação CIRCUITO DE FORÇA FUNCIONALIDADES: • Proteção Elétrica • Controle da Velocidade do Motor da UB, através do VSD • Acionamento HPU • Acionamento da UB • Supervisionamento da Rede Elétrica (Sobre/Sub Tensão, Falta de Fases, Inversão de Fases, Assimetria entre Fases) CIRCUITO DE FORÇA EQUIPAMENTOS: Luminária Transformador de Comando Distribuidor CA Disjuntor Geral (Q0) Disjuntor UB (Q1) Disjuntor HPU (Q2) Disjuntor Transformador (Q3) Seletora do Modo de Comando da UB Disjuntor Sup. De Tensão (Q4) CIRCUITO DE AUTOMAÇÃO FUNCIONALIDADES: • Comando e Supervisão do Circuito de Força • Integração dos Equipamentos para Completação Inteligente • Supervisão da Temperatura interna do Painel • Segurança do Painel • Comando da Exaustão Interna CIRCUITO DE AUTOMAÇÃO EQUIPAMENTOS: ZAP 500 Switch (SW1) Conversor ZAP-ETH Twido (A0) Bridge Relês de Comando Transmissor de Temperatura Protetores de Segurança Intríseca (IS2,IS3,IS4,IS5) FUNCIONALIDADES DO TWIDO Supervisão e controle do Painel Elétrico O painel elétrico possui um controlador dedicado, CLP Twido, a supervisionar seus estados e executar comandos, segurança e controle de temperatura. O Sistema de Automação permitirá a visualização: • • • • • • • • • Estado do Disjuntor Geral (Q0) Estado do Disjuntor do VSD (Q1) Estado do Disjuntor do HPU (Q2) Estado do Disjuntor do Transformador (Q3) Estado do Disjuntor do Supervisor de Tensão (Q4) Estado dos Contatores de Comando da UB (KA2) Estado do VSD Estado do HPU (K2M) Porta do painel (Aberta/Fechada) FUNCIONALIDADES DO TWIDO Continuação • • Estado da Rede – Sobre / Sub Tensão, Falta de Fase, Fases Invertidas (ST1) – Assimetria entre Fases (ST2) Temperatura interna do Painel (A0.1) O comando de : • Desligar o Disjuntor Geral (KA1) • Acionar o Alarme Sonoro • Acionar o sistema de Ventilação (V1,V2,V3,V4) • Reinicialização da linha auxiliar de Alimentação de 24Vcc (KA3) • Reinicialização da linha auxiliar de Alimentação de 05Vcc (KA6) • Acionar HPU • Acionar VSD E o controle da: • Segurança • Temperatura interna CONECTIVIDADE DA REDE TCP-MODBUS • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 4.1. IP´s da Rede de Automação CP1527 IP Equipamento 10.233.166.100 CLP Twido (A0.0) 10.233.166.101 HPU via Bridge Modbus TCP-IP (BR2) 10.233.166.102 Compact Field Point (cFP2020) 10.233.166.103 Sensing Optical Interrogator (SM125) 10.233.166.104 No-Break (NB1) 10.233.166.105 Gateway HART (HA-MD) 10.233.166.106 Inverso de Frequencia ATV71 (U0) 10.233.166.107 Reservado 10.233.166.108 Conversor Serial-Ethernet ZAP500 ( CS-ZP) 10.233.166.109 ZAP-500 via Bridge Modbus TCP-IP (BR1) CP393 IP Equipamento 10.233.166.110 CLP Twido (A0.0) 10.233.166.111 Vago 10.233.166.112 Compact Field Point (cFP2020) 10.233.166.113 Sensing Optical Interrogator (SM125) 10.233.166.114 No-Break (NB1) 10.233.166.115 Gateway HART (HA-MD) 10.233.166.116 Vago CONECTIVIDADE DA REDE TCP-MODBUS Continuação • • • • • • • • • • • • • • • 10.233.166.117 10.233.166.118 10.233.166.119 CP391 IP Equipamento 10.233.166.120 10.233.166.121 10.233.166.122 10.233.166.123 10.233.166.124 10.233.166.125 10.233.166.126 10.233.166.127 10.233.166.128 10.233.166.129 HPU via cFP2000 Reservado Vago CLP Twido (A0.0) HPU via Bridge Modbus TCP-IP (BR2) Compact Field Point (cFP2020) Sensing Optical Interrogator (SM125) No-Break (NB1) Gateway HART (HA-MD) Inversor de Frequencia ATV71 (U0) Vago Conversor Serial-Ethernet ZAP500 ( CS-ZP) ZAP-500 via Bridge Modbus TCP-IP (BR1)c ATV71 – WEB BROWSER ATV71 – WEB BROWSER ATV71 – WEB BROWSER ATV71 – WEB BROWSER ATV71 FUNÇÃO ENA DESCRIÇÃO O Sistema ENA é uma adaptação do controle do motor para máquinas com cargas desbalanceadas. FUNÇÕES: • Operação sem um resistor de frenagem; • Redução dos estresses mecânicos; • Redução das oscilações na fonte de alimentação; • Economia de energia. ATV71 FUNÇÃO ENA DESCRIÇÃO • É ativado no menu controle do motor (ENA = sim), apenas na tensão controle vetorial (CTR = SVCU); • Limitar o torque a 0, no quadrante gerador (TLIP = 0). Ele evita o uso de um resistor de frenagem em uma carga desbalanceada porque o movimento nunca é mantido; • Duas velocidades específicas de loop, com ajuste de ganhos que permitem a limitação de estresse mecânico e a otimização da economia de energia; • Ganho Proporcional ENA (GPE); • Ganho Integral ENA (GIE). GPE GIE Limitação de Torque Referencia de Velocidade + Torque Aplicado Rampa Velocidade Retorno da Velocidade TLIP=0 ATV71 FUNÇÃO ENA DESCRIÇÃO Para facilitar a configuração, é possível exibir a velocidade média (AVS) e redução ratio (RAP) Carga Resistive Regenerativo Velocidade HSP AVS- Velocidade Media Velocidade de Referencia ATV71 FUNÇÃO ENA CONFIGURAÇÕES Para eliminar o resistor de frenagem e da elevação da tensão do barramento CC: • Observar a velocidade usando a terminal gráfico. • Diminuir o valor do ganho Integral da máquina até que a velocidade caia. Quando este ponto for encontrado, aumentar o ganho integral apenas até que a velocidade estável da máquina seja alcançada. • Através do terminal ou um gráfico , verifique se a tensão da barra é estável. Para realizar economia de energia: • Diminuindo o ganho proporcional (progressivamente) pode se aumentar a economia energética, diminuindo o valor máximo da linha atual, mas aumenta as variações de velocidades e, assim, estresses mecânicos. • O objetivo é encontrar as definições que permitam uma economia de energia ao mesmo tempo minimizando os estresses mecânicos. • Sempre que o ganho proporcional for diminuído, será necessário reajustar o ganho integral para evitar sobretensões. ATV71 - SOFTWARE A Unidade de Variação de Velocidade está contido em somente uma unidade. Não é necessário nenhum controlador externo. ATV71 - SOFTWARE Fácil de configurar, o Altivar 71 PFC é robusto contra a mudar as condições mecânicas. Ela possui uma vasta temperatura - a partir de -20 ˚ C a 50 ˚ C. É totalmente revestido, tem proteção eletrônica IP54 para o recinto e tem aprovação CE, UL e cUL. ATV71 - SOFTWARE Configuração para Comunicação Serial. ATV71 - SOFTWARE Dinamômetro controlador de calibração. ATV71 - SOFTWARE Monitoramento de vários parâmetros: torque, tensão, motor, velocidade, posição entre outros. ATV71 - SOFTWARE Configuração de Balanceamento. OBRIGADO!!!!!! Estrada dos Bandeirantes, 833, Taquara, Rio de Janeiro – RJ - CEP: 22710-570 Telefone/Fax: (21) 3171-6000/6001 Vendas e Orçamentos: 3171-6004 Compras: 3171-6007 Suporte Técnico CLP: 3171-6011 Assistência Técnica: 3171-6012 Suporte Supervisório: 3171-6016 Administrativo/Financeiro: 3171-6003