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Otimização de Sistemas de
Água e Esgoto empregando
novas tecnologias
(Enterprise Solutions)Daniel Perez Santana
II Simpósio ISA São Paulo de Automação em Sistemas de Água e
de Esgoto, 23 de novembro de 2015, Sabesp Ponte Pequena
II Simpósio ISA São Paulo de Automação em Sistemas de Água e de Esgoto
YOKOGAWA Electric Corporation
横河 電機 株式会社
• A Yokogawa tem o orgulho de contribuir
a 100 anos com o desenvolvimento da
sociedade.
– Fundada em 1915
– Matriz em Tóquio e a rede global possui 86
empresas e abrange 56 países
– Fornece produtos de ponta em medição,
controle e tecnologias de informação para o
mercado industrial
– Automação Industrial e Controle, Sistemas
de Controle e Supervisão, Instrumentos de
Campo, Analisadores e Registradores,
Instrumentos de Teste e Medição, Soluções
Energéticas e de TI
II Simpósio ISA São Paulo de Automação em Sistemas de Água e de Esgoto
Agenda da Palestra
• Tendências
• Evolução Industrial
• Gerações de SCADA
• Enterprise Solution
• Red Ocean x Blue Ocean
• Virtualização e Cloud
II Simpósio ISA São Paulo de Automação em Sistemas de Água e de Esgoto
Tendência Tecnológica
Aumento de uso de dispositivos móveis e aplicações
Aumento de ambientes de “nuvem” (cloud) e virtualização
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Aumento em dados (Big data) rapidamente disponíveis e compartilhados em tempo real
Transmissores/dispositivosinteligentes em rede sem fio e redes mesh (IIoT)
Realidade aumentadaIndustrial que fornecevisualização e controle emtempo real
Soluções baseadas totalmenteem rede Ethernet será o futuro
II Simpósio ISA São Paulo de Automação em Sistemas de Água e de Esgoto
Tendência de Usuários
Mais centros de colaboração para compartilhar conhecimentoenquanto reduz número de pessoas
Energia concomitante com Óleo & Gás
Alta demanda de acesso de ativosremotos semassistência humanapara aumentarsegurança e reduzircustos
II Simpósio ISA São Paulo de Automação em Sistemas de Água e de Esgoto
Tendência na Indústria
Desafios
Necessidade de sistema
SCADA aberto e flexível com
sistema de informação
Aumento da expectativa de
Clientes por software
avançado a preços
competitivos
II Simpósio ISA São Paulo de Automação em Sistemas de Água e de Esgoto
As ferramentas da Yokogawa
• A Yokogawa conta com excelentes ferramentas para desenvolver
aplicações que resultam em diminuição de custos e melhoria na
eficiência, produtividade, qualidade e segurança das estações de
tratamento.
Pacote de melhoria de eficiência operacional
Sensor Virtual
Controlador Avançado Multi-variável
Simulador e OTSOmegaLand
II Simpósio ISA São Paulo de Automação em Sistemas de Água e de Esgoto
Exemplo de Aplicação – Lodo Ativado
DBO
Carga Orgânica
F/M
Sólidos Suspensos
O2 Consumido
Resíduo Sed.
IVL
Sensor Virtual
Com o Exarqe, partindo dos dados de processos disponíveis, podemos criar modelos
inferênciais e estimar variáveis que não são passíveis de serem medidas em campo,
ou são obtidas via testes de laboratório.
Vazão
Turbidez
Condutividade
pH
Taxa de Aeração
Razão de Reciclo
O2 Dissolvido
Densidade
Temperatura
II Simpósio ISA São Paulo de Automação em Sistemas de Água e de Esgoto
Exemplo de Aplicação – Lodo Ativado
OmegaLand
II Simpósio ISA São Paulo de Automação em Sistemas de Água e de Esgoto
Gerenciamento de vazamento de Água
II Simpósio ISA São Paulo de Automação em Sistemas de Água e de Esgoto
Tendência na Indústria
Desafios
Necessidade de sistema
SCADA aberto e flexível com
sistema de informação
Aumento da expectativa de
Clientes por software
avançado a preços
competitivos
Necessidade de comunicação
baseada em WebPossuir um grande Portfolio
de Serviços
Intensa competição entre
fornecedores de automação
Estabelecer parcerias
estratégicas com
distribuidores e integradores
de sistema
Aumento da preocupação
com Segurança de Ataques
II Simpósio ISA São Paulo de Automação em Sistemas de Água e de Esgoto
Tendência na Indústria
II Simpósio ISA São Paulo de Automação em Sistemas de Água e de Esgoto
Evolução Industrial
Automação Comunicação Otimização
Ativos de automação
aumentam eficiência
local e produtividade
Tecnologias de comunicação
criam interação entre ativos e
negócios
Soluções em Software permitem
inspeções e otimização entre
processos de produção e negócios
II Simpósio ISA São Paulo de Automação em Sistemas de Água e de Esgoto
Gerações de SCADA
1970’s 1980’s 1990’s 2000’s 2015
Geração 1:
Monolítico
Sistema SCADA no campo com
controladores conectados
diretamente por fiação
Geração 2: Distribuido
Sistema SCADA usa protocolos de
propósito especial para comunicar com
dispositivos em rede
Geração 3:
Em rede
Sistema SCADA conectado a
redes externas usando
protocolos padrões
Geração 4: Enterprise
Sistema SCADA totalmente integrado com
aplicações de negócios, ativos e registro de dados.
Provendo uma visão holística de todas as
operações e gerenciamento central
II Simpósio ISA São Paulo de Automação em Sistemas de Água e de Esgoto
Visão Enterprise Automation Solution
A visão Enterprise Automation Solution (Solução de Automação
Enterprise) permite que organizações se posicionem em uma solução
global totalmente integrada que compartilha e canaliza dados,
controle e experiência através da organização.
Para ajudar a construir uma infraestrutura de informação de
processo que transporta serviços contínuos e aplicações através de
diversos níveis do Sistema enterprise, esta plataforma baseada em
web fortalece as companhias para criar centros de gerenciamento de
informação empresarial (Enterprise) sem fronteiras, gerenciamento
centralizado e suporte de versão / multi-level.
II Simpósio ISA São Paulo de Automação em Sistemas de Água e de Esgoto
Exemplo de Sistema Enterprise
SDCD SCADA + CLP SCADA + RTU
Supervisório Integrado Supervisório Supervisório
Supervisório Sistema Enterprise
II Simpósio ISA São Paulo de Automação em Sistemas de Água e de Esgoto
Pirâmide da Automação
Pirâmide da Automação
Instrumentação Inteligente
Level 1
Level 2
Level 3
Level 4
Controle de Processo
Gerenciamentode Processo
Planejamento de Negócios & Logística
Enterprise Resource Planning,Supply Chain Management,Hydrocarbon Management, etc.
AXF EJX YTA DYF YVP WirelessZREXA
and many more…
and many more…
ISA-95 model
II Simpósio ISA São Paulo de Automação em Sistemas de Água e de Esgoto
HIS
(Estação de Operação)
Rede de digital de campo
Vnet/IP
Rede de Controle em Tempo
Real
Console
Aberto
Console
Fechado
Clientes
Gerenciador de
ativos
OPC Server
Estação de
Engenharia
TSE
ServerDesktop
PRM
SCS
Estação de controle de
Segurança
UGSUnified Gateway Station
Exaquantum(PIMS)
Subsistemas
FCSEstação de Controlede campo
Instrumentação
Wireless
Configuração de SDCD
II Simpósio ISA São Paulo de Automação em Sistemas de Água e de Esgoto
ETHERNET TCP/IP 100 Mbps Dual
Arquitetura SCADA + CLP
DNP3
SOFTWARE SCADA
II Simpósio ISA São Paulo de Automação em Sistemas de Água e de Esgoto
Sem limites
Qualquer Mercado O&G, Água e tratamento de esgoto,
Energia, Química, Aço, Papel & Celulose, Mineração
Qualquer Sistema SDCD, CLP, RTU, SCADA, TI, MES
Qualquer Fabricante YOKOGAWA, Siemens, Emerson,
Rockwell, ABB, Honeywell
II Simpósio ISA São Paulo de Automação em Sistemas de Água e de Esgoto
Conceito “Red Ocean” vs “Blue Ocean”
SITE A SITE B SITE C SITE D
“RED OCEAN”
Briga entre concorrentes
tentando tirar o concorrente
empregando derrubada forte dos preços (commodity)
HS R
II Simpósio ISA São Paulo de Automação em Sistemas de Água e de Esgoto
Conceito comercial de “Blue Ocean”
SITE A SITE B SITE C SITE D
Consolidando dados e
controles em sala
centralizada no HQ do
cliente
HQ do ClienteAumentando a
apreciação do cliente
pela Yokogawa com
(TI, Finanças,
gerenciamento de
Operações, etc)
H S R
II Simpósio ISA São Paulo de Automação em Sistemas de Água e de Esgoto
RSH
Conceito comercial de “Blue Ocean”
SITE A SITE B SITE C SITE D
HQ do ClienteTempo para reformular
os sistemas
“BLUE OCEAN”
Novos mercados para a Yokogawa
Novos projetos para o cliente
Pouca competição ….. ainda
II Simpósio ISA São Paulo de Automação em Sistemas de Água e de Esgoto
Benefícios para o Cliente
Dados centralizados significam conhecer o que está acontecendo
no chão de fábrica
= Consciência
Analizando os dados para aumentar a eficiência (Operação da
Yokogawa)
= Economia
Menos pessoal no local de operação, mais operações remotas
= Economia
Engenharia centralizada permite que locais múltiplos sejam
manipulados pelos mesmos operadores
= Economia
PERGUNTE AOS CLIENTES Você planeja consolidar sua
aquisição de dados, controles ou integrar suas operações em sua
rede corporativa de TI
II Simpósio ISA São Paulo de Automação em Sistemas de Água e de Esgoto
• Recursos do F/T que permitem o
Enterprise
II Simpósio ISA São Paulo de Automação em Sistemas de Água e de Esgoto
Automação Enterprise – geração de Telas
e Símbolos
Módulo de EdiçãoEnterprise
- Funções de gerenciamento de telasEnterprise- Edição de telas locais e remotasenterprise- Copiar telas para outros nós- Funciona em qualquer nó do enterprise
II Simpósio ISA São Paulo de Automação em Sistemas de Água e de Esgoto
Engenharia Enterprise – Base de dados
de Eng. Centralizado
Estação de EngenhariaEnterprise
Ambiente de Engenharia simples
contendo todos os dados e definiçõespara a distribuição enterprise
Distribuição e sincronismo em níveis múltiplos e áreas de um único banco de dados
Acesso Local e remoto para múltiplos
engenheiros enterprise com um ambiente único de engenharia
II Simpósio ISA São Paulo de Automação em Sistemas de Água e de Esgoto
Permite roteamento Multi-nó do F/T
– Itens e objetos de outros nós podem se utilizar. São identificados por:
<F/T server>:<section>.<section>.<item>
No gráfico ficaria
Automação Enterprise
Valores de Processo
Tendência
Alarms
Gráfico único com dados de
outros servidores
FAST/TOOLS
II Simpósio ISA São Paulo de Automação em Sistemas de Água e de Esgoto
Compartilhamento de Dados através
de todas as fronteiras
II Simpósio ISA São Paulo de Automação em Sistemas de Água e de Esgoto
Inteligência de Negócios
II Simpósio ISA São Paulo de Automação em Sistemas de Água e de Esgoto
• Virtualização é uma tecnologia empregada em balanço de carga e eficiência
de custo e geralmente empregada em ambiente de cloud para proporcionar
escalabilidade
• FAST/TOOLS pode ser distribuído em qualquer plataforma de
virtualização, desde que a plataforma rode o OS suportado pelo
FAST/TOOLS
• FAST/TOOLS pode ser distribuído em um ambiente misturado de
virtualização e plataformas de servidores dedicados
Virtualização
II Simpósio ISA São Paulo de Automação em Sistemas de Água e de Esgoto
• É um termo de Mercado para descrever uma estrutura de servidor centrico
de TI que pode ser escalável instantaneamente e acessível por qualquer
dispositivo e de qualquer lugar– Multi-tenant = compartilhando uma estrutura de TI, mas com uso totalmente separado de
conteúdo e tarifação
– Escalável = expandido ou minimizado facilmente
– URL acessível = usando qualquer browser, qualquer dispositivo, de qualquer lugar
• FAST/TOOLS pode ser dstribuído em cloud desde que o OS que roda na
nuvem é suportada pelo FAST/TOOLS
Cloud
II Simpósio ISA São Paulo de Automação em Sistemas de Água e de Esgoto
Autorização e Segurança Enterprise
II Simpósio ISA São Paulo de Automação em Sistemas de Água e de Esgoto
Autorização e Segurança Enterprise
II Simpósio ISA São Paulo de Automação em Sistemas de Água e de Esgoto
FAST/TOOLS DASHBOARDS
II Simpósio ISA São Paulo de Automação em Sistemas de Água e de Esgoto
Dúvidas?
Daniel Perez Santana
Yokogawa South America
Engenheiro de Aplicação
(11) 3513-1561