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Elipse Plant Manager integrado a uma aplicação de Controle Avançado em indústria de papel e celulose da Klabin

Solução da Elipse Software é utilizada como infraestrutura básica para implementação de uma aplicação de Controle Avançado utilizando o TriNMPC, controlador multivariável não-linear da Trisolutions, na Unidade Industrial de Monte Alegre da Klabin

Necessidade

 

A Klabin é a maior produtora e exportadora de papéis do Brasil, sendo líder na produção de papéis e cartões para embalagens, embalagens de papelão ondulado e sacos industriais, além de comercializar madeira em toras. É também a única empresa do país a fornecer, simultaneamente ao mercado, celulose de fibra curta (eucalipto), longa (pínus) e fluff. Fundada em 1899, possui 18 unidades industriais, sendo 17 no Brasil e uma na Argentina.

Uma delas é a Unidade de Monte Alegre, localizada em Telêmaco Borba, município do Estado do Paraná, que decidiu implementar um sistema de Controle Avançado para otimizar a sua eficiência operacional e reduzir a variabilidade de seus indicadores chave. Com isso, a Klabin buscou assegurar a manutenção do processo de acordo com as especificações.

 

Solução

 

A aplicação da solução de Controle Avançado envolveu a integração de inúmeros sistemas, bem como o cumprimento de diversas etapas, a fim de deixar a solução final operando conforme as normas mais indicadas. Dentre os sistemas utilizados, destaque para o Elipse Plant Manager (EPM) e o TriNMPC.

Desenvolvido pela brasileira Elipse Software, o EPM entra nesta aplicação como o sistema de gerenciamento das informações. A plataforma é responsável pela aquisição, armazenamento e disponibilização dos dados de processo, sendo de grande importância tanto para a elaboração e validação dos modelos a serem utilizados pelo controlador quanto para o acompanhamento de resultados e a quantificação dos benefícios da implantação.

 

Figura 1. Tela do Chart Analysis do EPM Studio verificando os dados de processo em relação às restrições

Figura 1. Tela do Chart Analysis do EPM Studio verificando os dados de processo em relação às restrições

Já o TriNMPC, controlador da também brasileira Trisolutions, pode operar não apenas com modelos lineares, como os tradicionais controladores MPC, mas também com modelos não lineares do processo. Assim, confere maior espectro de aplicações possíveis e gera melhores resultados.

 

Figura 2. Tela do software PlotViewer para acompanhar a operação do controlador TriNMPC

Figura 2. Tela do software PlotViewer para acompanhar a operação do controlador TriNMPC

O projeto de implementação da solução de Controle Avançado abrangeu as seguintes etapas:

  • Elaboração do projeto conceitual da solução de controle avançado;
  • Análise e melhorias no controle básico do processo;
  • Identificação do modelo do processo e modelagem fenomenológica;
  • Configuração do sistema;
  • Comissionamento e partida do controlador;
  • Operação assistida e treinamento dos operadores no painel;
  • Avaliação do desempenho e quantificação do retorno econômico.

Neste sistema, o controlador TriNMPC acessa os dados de processo via servidor OPC, sendo gerenciado a partir das telas de operação criadas diretamente no SDCD. Já o EPM disponibiliza os dados para sintonizar as malhas de controle PID, identificar o modelo de processo a ser usado pelo controlador, monitorar o desempenho da aplicação, prover a operação assistida e quantificar os ganhos com a aplicação desta solução de Controle Avançado.

 

Figura 3. Tela do Chart Analysis do EPM Studio que permite acompanhar o processo em tempo real

Figura 3. Tela do Chart Analysis do EPM Studio que permite acompanhar o processo em tempo real

Benefícios

 

  • Redução no desvio padrão do kappa (propriedade-chave da celulose), permitindo alterar o ponto de operação do processo;
  • Redução no desvio padrão e na média relacionada à condutividade da polpa. Essa estabilidade reflete no menor consumo de insumos químicos durante a lavagem;
  • Maior estabilidade do sistema de lavagem a partir do controle por faixas dos níveis de filtrado e melhoria no desempenho dos filtros com o controle dos fatores de diluição;
  • Redução no número de intervenções no processo a partir da operação mais estável do sistema.

Ficha Técnica

Cliente: Klabin SA - Unidade de Monte Alegre

Empresa de Engenharia: Trisolutions Soluções em Engenharia

Pacote Elipse utilizado: Elipse Plant Manager

Número de cópias: 1

Plataforma: Windows Server

Número de pontos de I/O: 1000

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