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Presented by
Sistema de Alarme
para Monitoramento
Estrutural da
Barragem de Itaipu
Adriano Coutinho da Silva
Airton Bordin Junior
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Agenda
• Sobre nós;
• Desafio de negócio;
• PI System na ITAIPU;
• A solução;
• Ferramentas OSISoft;
• Resultados;
• Conclusão.
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ITAIPU Binacional
• Maior geradora de
energia elétrica do
mundo;
• Capacidade instalada de
14,000 MWs – 20
unidades geradoras de
700 MW cada;
• Recorde 2013:
98.630.035
megawatts/hora.Fonte: Site ITAIPU
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ITAIPU Binacional
75% do consumoparaguaio
17% do consumobrasileiro
Fonte: Site ITAIPU
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Parque Tecnológico ITAIPU
• Desde 2003;
• 420 empregos diretos;
• Espaço inovador que congregaprojetos e programas para:– Inserção social;
– Distribuição de conhecimento;
– Transferência de tecnologia;
– Geração de trabalho e renda.
• Empresas Incubadas;
• 3 Universidades.
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Parque Tecnológico ITAIPU
Área total: 75,54 hectares | Área construída: 49,521 m²
1979
2013
2003
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ITAIPU/FPTI e OSISoft
• ITAIPU usa PI System desde
2002;
• Especificação e aquisição do
EA – 2015/2019.
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CEASB
• Centro de Estudos Avançados emSegurança de Barragens;
• Programa do Parque TecnológicoITAIPU;
• Pesquisa e desenvolvimento na áreade Segurança de Barragens;
• 9 áreas de pesquisa;
• Base de dados: projetos utilizando PI System:– 6 bolsistas;
– 2 voluntários.
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CEASB
Áreas de pesquisa
Base de dados
Simulaçãonumérica
3D
Geotecnia
Realidade aumentada
Instrumentação
Concreto
Cadastro de barragens
Ambientesvirtuais
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CEASB
Áreas de pesquisa
Base de dados
Simulaçãonumérica
3D
Geotecnia
Realidade aumentada
Instrumentação
Concreto
Cadastro de barragens
Ambientesvirtuais
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Desafio de negócio
• Monitorar uma barragem com
8km de extensão, 185m de
altura e ~2800 instrumentos,
em tempo real;
• Identificar possíveis
comportamentos anormais da
estrutura;
• Correlacionar automaticamente
as leituras da instrumentação.
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Desafio de negócio
• Identificar possíveis falhas na
estrutura;
• Alertar os responsáveis da
barragem no exato momento
em que um evento acontece;
• Auxiliar os responsáveis na
tomada de decisões.
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Planta ITAIPU
1 – Reservatório
2 – Canal de Desvio
3 – Jusante
Q – Barragem Terra Direita
A – Vertedouro
D – Barragem Lateral Direita
E – Barragem Conexão Direita
F – Barragem Principal
H – Estrutura de Desvio
I – Barragem Conexão Esquerda
K – Barragem Enrocamento
L – Barragem Terra Esquerda
U – Casa de Máquinas
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PI System na ITAIPU
• 70000 tags que armazenam dados
relativos a diversos aspectos da usina;
• 7000 tags com dados sobre a estrutura
civil da ITAIPU;
• 19 tipos de instrumentos que realizam o
monitoramento da estrutura civil.
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Instrumentos
• Alguns blocos da barragem são chamados de
“bloco-chave”;
• O bloco-chave é completamente instrumentado.
• Definidos por engenheiros de ITAIPU de acordo
com as características do bloco:
– Altura;
– Posição;
– Tipo de fundação.
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Solução: Sistema de Alarme
para Monitoramento
Estrutural da
Barragem de Itaipu
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A solução
• Analisa os dados das leituras dos
instrumentos;
• Executa o processamento das informações;
• Aplica a técnica de Análise por Árvore de
Falhas;
• Gera alertas da situação estrutural da
barragem.
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A solução
• Produtos OSISoft utilizados:
– PI Server 2012;
– PI System Management Tools;
– PI Asset Framework;
– PI Advanced Computing Engine*;
– PI Notification;
– PI SDK’s;
– PI Performance Equation*.
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PI Asset Framework
• A análise das leituras da instrumentação é feita
no PI AF, usando o método de árvore de falhas;
• Árvore de Falhas:
– Criada nos anos 60, na Bell Laboratories, para avaliar
o desempenho de segurança de uma plataforma de
lançamento;
– Análise sistemática das falhas e suas consequências;
– Métodos corretivos ou preventivos.
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Árvore de Falhas – PI AF
• Devido ao seu caráter hierárquico, nós
utilizamos o PI AF para representar a estrutura
das árvores de falhas;
• A estrutura representa a presente situação da
estrutura da barragem;
• Níveis de alarme, de acordo com o grau de
emergência;
• Alarmes definidos por cores.
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Árvore de Falhas – PI AF
Risco de Escorregamento Z
Aumento deslocamento X
Aumento subpressão Y
Extensômetro 1
Extensômetro 2
Piezômetro 1
Piezômetro 2
Piezômetro 3
AND
AND
OR
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PI Notification
• Define os elementos da árvore de falhas que
serão analisados pelo PI Notification (target);
• Define as condições de conformidade com o
atributo de alarme (conditions);
• Configura os responsáveis que receberão as
mensagens de alerta (subscriptions);
• Análise do elemento target executada a cada 30
minutos.
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Mensagem
• O usuário especialista recebe um email com
informações sobre o alarme para auxiliar na
tomada de decisão;
• Também recebe um link para acesso ao módulo
de visualização do Sistema para mais
informações da falha:
– Caminho completo da falha;
– Gráfico histórico das tags relacionadas com as
falhas;
– Localização do instrumento na barragem.
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Resultados
• O Sistema executa o monitoramentoestrutural da barragem de ITAIPU Binacional;
• Alertas automáticos são enviados aosespecialistas responsáveis pela área de auscultação;
• O tempo de verificação de um possívelproblema é imediato;
• O Sistema permite uma análise detalhadade uma possível anomalia e auxilia osespecialistas na tomada de decisões;
• Garante maior segurança e um monitoramento mais eficiente da instrumentação estrutural da barragem.
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• Auxilia no monitoramento
estrutural da barragem;
• Facilita a tomada de
decisões;
• Alertas automáticos aos
responsáveis;
• Segurança!
Solução Resultados e Benefícios
Sistema de Alarme para Monitoramento
Estrutural da Barragem de Itaipu
Desafio de negócio
• Monitorar a estrutura da
barragem de ITAIPU;
• Gerar alarmes;
• Enviar mensagens aos
responsáveis.
“A implementação tornou nosso sistema
mais proativo ao invés de reativo”
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Créditos
• Parque Tecnológico ITAIPU;
• ITAIPU Binacional;
• Bolsistas;
• Voluntários.
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Contatos:
Adriano Coutinho da [email protected]
Analista de Sistemas
Parque Tecnológico ITAIPU
Analista de Sistemas
Parque Tecnológico ITAIPU
Engenheiro Civil
ITAIPU Binacional
Analista de Sistemas
ITAIPU Binacional
Dimilson Pinto Coelho
Teresinha Arnauts Hachisuca
Alexandra da [email protected]
Gestora CEASB FPTI
Parque Tecnológico ITAIPU
Airton Bordin Junior