Sistema de Automacao Para Complementacao Inteligente Desenvolvido Para o CENPES - PETROBRAS
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Antonio B. B. Zeller
Diretor Técnico/Comercial
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APRESENTAÇÃO
A ADKL Zeller é uma Empresa Distribuidora ,Integradora e de Serviços de Reparos/Suporte exclusivos nos produtos de Automação da
Schneider Electric.
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INTRODUÇÃO
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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
INTRODUÇÃO
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• 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
PREMISSAS DO PROJETO
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O projeto foi aplicado em 7 Poços de Petróleo na cidade de Carmópolis - SE. Desse total, 6 são produtores e 1 é injetor.
CP103 - Produtor
CP130 - Produtor
CP391 - Produtor
CP393 - Injetor
CP976 - Produtor
CP1527 – Produtor
CP1316 - Produtor
POÇOS ATENDIDOS
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A total integração desse projeto, baseia-se nos meios de comunicação utilizados. Possibilitando a qualquer usuário habilitado na rede Petrobrás a supervisionar, ou atémesmo comandar o Sistema de Completação Inteligente de qualquer parte do planeta. Todo supervisão é realizada através do Software Supervisório Elipse E3.
MONITORAÇÃO E CONTROLE
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ELEMENTOS PRIMÁRIOS
ENCODER
CÉLULA DE CARGA
PRESSÃO DE PRODUÇÃO DE LINHA
PRESSÃO DE REVESTIMENTO
ANULAR DE LINHA
TEMPERATURA DE PRODUÇÃO DE LINHA
SENSOR DE VAZAMENTO DE GAS
CAMPO PAINEL
BARREIRA DE SEGURANÇAINTRÍNSECA
VÁLVULAS SOLENÓIDES
ZAP 500
CFP
CLP TWIDO
SM-125
HPU
FIBRA ÓTICA
MODBUSHIDRÁULICO
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Estação Alto Gericó
Rádio PoçoPainel
Elétrico
CIC
ARQUITETURA DE AUTOMAÇÃO
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ARQUITETURA DE REDE
CLPTWIDO
COMPACTFIELD POINT
OPTICALSENSING
NO-BREAK
GATEWAYHART
VSD
ZAP 500
HPU
COMUNICAÇÃO WI-FI
RÁDIO ETHERNET
SWITCH GERENCIÁVEL
CS-ZP
BRIDGE 1
BRIDGE 2
NOTAS:
CABO PARA REDE MODBUS RS2324 PARES/CATS/FTP
CABO PARA REDE ETHERNET TCP-IP:CAT5e FTP – 4 PARES
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MONITORAÇÃO E CONTROLE
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MONITORAÇÃO E CONTROLE
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MONITORAÇÃO E CONTROLE
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CARTA DINAMOMÉTRICA
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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
INFRAESTRUTURA
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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
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CIRCUITO DE FORÇAFUNCIONALIDADES:
• 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)
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Disjuntor Geral (Q0)
Transformador de Comando
Distribuidor CA
Seletora do Modo de Comando da UB
Disjuntor UB (Q1)
Disjuntor HPU (Q2)
Disjuntor Transformador (Q3)
Disjuntor Sup. De Tensão (Q4)
Luminária
CIRCUITO DE FORÇAEQUIPAMENTOS:
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CIRCUITO DE AUTOMAÇÃOFUNCIONALIDADES:
• 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
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CIRCUITO DE AUTOMAÇÃOEQUIPAMENTOS:
ZAP 500
Conversor ZAP-ETH
Protetores de Segurança Intríseca
(IS2,IS3,IS4,IS5)
Switch (SW1)
Twido (A0)
Bridge
Relês de Comando
Transmissor de Temperatura
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Supervisão e controle do Painel Elétrico
O painel elétrico possui um controlador dedicado, CLP Twido, a supervisionar seus estadose 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
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• 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
FUNCIONALIDADES DO TWIDOContinuação
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• 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
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• 10.233.166.117 HPU via cFP2000• 10.233.166.118 Reservado• 10.233.166.119 Vago• CP391• IP Equipamento• 10.233.166.120 CLP Twido (A0.0)• 10.233.166.121 HPU via Bridge Modbus TCP-IP (BR2)• 10.233.166.122 Compact Field Point (cFP2020)• 10.233.166.123 Sensing Optical Interrogator (SM125)• 10.233.166.124 No-Break (NB1)• 10.233.166.125 Gateway HART (HA-MD)• 10.233.166.126 Inversor de Frequencia ATV71 (U0)• 10.233.166.127 Vago• 10.233.166.128 Conversor Serial-Ethernet ZAP500 ( CS-ZP)• 10.233.166.129 ZAP-500 via Bridge Modbus TCP-IP (BR1)c
CONECTIVIDADE DA REDE TCP-MODBUSContinuação
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ATV71 – WEB BROWSER
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ATV71 – WEB BROWSER
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ATV71 – WEB BROWSER
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ATV71 – WEB BROWSER
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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 ENADESCRIÇÃO
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• 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).
Retorno da Velocidade
Limitação deTorque
+
-
GPE GIE
Referencia de Velocidade Rampa
Velocidade
TLIP=0
TorqueAplicado
ATV71 FUNÇÃO ENADESCRIÇÃO
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Carga
Resistive
Regenerativo
Velocidadede Referencia
Velocidade
HSP
AVS- VelocidadeMedia
Para facilitar a configuração, épossível exibir a velocidade média
(AVS) e redução ratio (RAP)
ATV71 FUNÇÃO ENADESCRIÇÃO
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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 FUNÇÃO ENACONFIGURAÇÕES
![Page 33: Sistema de Automacao Para Complementacao Inteligente Desenvolvido Para o CENPES - PETROBRAS](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022042714/55721251497959fc0b906c99/html5/thumbnails/33.jpg)
ATV71 - SOFTWARE
A Unidade de Variação de Velocidade está contido em somente uma unidade.Não é necessário nenhum controlador externo.
![Page 34: Sistema de Automacao Para Complementacao Inteligente Desenvolvido Para o CENPES - PETROBRAS](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022042714/55721251497959fc0b906c99/html5/thumbnails/34.jpg)
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.
![Page 35: Sistema de Automacao Para Complementacao Inteligente Desenvolvido Para o CENPES - PETROBRAS](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022042714/55721251497959fc0b906c99/html5/thumbnails/35.jpg)
ATV71 - SOFTWARE
Configuração para Comunicação Serial.
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ATV71 - SOFTWARE
Dinamômetro controlador de calibração.
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ATV71 - SOFTWARE
Monitoramento de vários parâmetros: torque, tensão, motor, velocidade, posição entre outros.
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ATV71 - SOFTWARE
Configuração de Balanceamento.
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Estrada dos Bandeirantes, 833, Taquara, Rio de Janeiro – RJ - CEP: 22710-570
Telefone/Fax: (21) 3171-6000/6001Vendas e Orçamentos: 3171-6004
Compras: 3171-6007Suporte Técnico CLP: 3171-6011 Assistência Técnica: 3171-6012
Suporte Supervisório: 3171-6016 Administrativo/Financeiro: 3171-6003
OBRIGADO!!!!!!