Tópico de discussão sobre sistemas de controle DCS, ESD e SIS

Apresentação do sistema SIS: Diante da necessidade de garantir a segurança na produção e no manuseio de produtos químicos perigosos, no processo de projeto de sistemas relacionados a esses produtos, além do sistema de controle de produção DCS, existe também o sistema de instrumentação de segurança – SIS. O objetivo desse sistema é assegurar a realização segura da produção e, quando um perigo está prestes a ocorrer, tomar medidas preventivas para proteger a produção e os equipamentos utilizados, evitando assim, na medida do possível, o ocorrer de acidentes perigosos. Muitas das funcionalidades do SIS anterior são agora implementadas no sistema DCS. Em particular, em sistemas de produção de baixa pressão e baixa temperatura, que são de pequeno porte ou menos perigosos, a maioria das funções dos sistemas de parada de emergência é integrada ao sistema de controle de produção, em vez de se utilizar um sistema SIS separado. A principal razão para isso é a redução dos custos, visando garantir a segurança ao mesmo tempo. Mas, com o aumento dos acidentes de segurança na produção industrial chinesa nos últimos anos, e com base no princípio de que a segurança vem em primeiro lugar, o sistema SIS passou a ser um sistema de controle de segurança independente do sistema de controle de produção DCS.

O sistema de parada de emergência ESD, de acordo com os princípios de segurança e independência, opera de forma independente do sistema de controle distribuído DCS, tendo um nível de segurança superior ao do DCS. Em condições normais, o sistema ESD fica em estado estático e não requer intervenção humana. Como sistema de proteção de segurança, ele está acima do controle do processo de produção, monitorando em tempo real a segurança dos dispositivos. Apenas em caso de emergência nos equipamentos de produção, não é necessário utilizar o sistema DCS; nesse caso, o ESD envia diretamente sinais de intertravamento para proteger os equipamentos locais, evitando assim que o perigo se propague e cause grandes danos. De acordo com informações disponíveis, o julgamento e as ações das pessoas em situações de perigo costumam ser lentos e pouco confiáveis. Quando os operadores se deparam com risco de vida, eles precisam reagir em até 60 segundos; nesse caso, a probabilidade de tomadas de decisão erradas é de 99,9%. Portanto, é muito necessário implementar intertravamentos de segurança independentes do sistema de controle; isso é um princípio importante para garantir uma produção segura. Move-se quando deve se mover, e não se move quando não deve se mover; essa é uma característica marcante do sistema ESD. O ciclo de varredura do CPU do sistema de controle ESD é, em geral, de algumas dezenas de milissegundos; dependendo do número de pontos de controle que o sistema precisa verificar, esse tempo costuma ser de cerca de 50 ms. Portanto, o tempo de resposta do ESD é extremamente rápido. Atualmente, os sistemas ESD mais populares no mercado chinês são os da empresa americana TRICONEX (representada na China pela empresa Kangjisen Automation).

Por que é necessário ter um sistema ESD separado? É claro que as funções de proteção por intertravamento de segurança também podem ser implementadas pelo DCS. No entanto, em sistemas de parada de emergência de maior escala, eles devem ser instalados separadamente do DCS, seguindo o princípio da segurança e independência. Isso se deve aos seguintes motivos: (1) reduzir a probabilidade de falha simultânea das funções de controle e de segurança; assim, mesmo que haja algum problema no DCS, o sistema de proteção de segurança não será afetado; (2) em instalações grandes ou em equipamentos rotativos, quanto mais rápida for a resposta do sistema de parada de emergência, melhor. Isso ajuda a proteger os equipamentos, evitando que acidentes se ampliem ； E também ajuda a identificar as causas do acidente para fins de registro. Já o DCS lida com uma grande quantidade de informações de monitoramento de processos; portanto, sua velocidade de resposta é difícil de ser alta ； (3) O sistema DCS é um sistema de controle de processos, que é dinâmico e requer intervenção humana frequente. Isso pode causar erros de operação por parte do homem ； Já o ESD é estático e não requer intervenção humana; assim, ao configurar o ESD, é possível evitar ações errôneas por parte do usuário.

DCS – Sistema de Controle Distribuído. O que é DCS? DCS é a abreviação em inglês para Sistema de Controle Distribuído (Distributed Control System); no setor de automação do país, é também conhecido como sistema de controle distribuído. O 2DCS é um produto resultante da integração avançada de tecnologias de computação, tecnologias de controle e tecnologias de rede. O DCS geralmente utiliza vários controladores (estações de processo) para controlar os diversos pontos de controle em um processo de produção. Esses controladores estão conectados por meio de uma rede, permitindo a troca de dados entre eles. A operação é realizada por meio de estações de controle computadorizadas, que se conectam ao controlador pela rede para coletar dados de produção e transmitir instruções de operação. Portanto, a principal característica do DCS pode ser resumida em uma frase: controle distribuído e gestão centralizada.

Interlock, vs. Trip, ESD & SIS Li Da 09/05/2018 Em inglês, existem dois termos técnicos relacionados ao controle automático: “interlock” e “trip”. Eles têm significados semelhantes, mas também diferenças. Esses dois termos de origem inglesa são frequentemente traduzidos para “ligação em cadeia” em chinês, o que gera confusão e pode causar problemas. Em inglês, a palavra “interlock” se referia inicialmente a um tipo de dispositivo de proteção relativamente simples, utilizado para garantir que, quando um determinado interruptor ou válvula está em um certo estado, os outros interruptores ou válvulas relacionados a ele devem estar em um estado correspondente pré-definido, a fim de assegurar a segurança do sistema. Atualmente, o significado de “interlock” foi ampliado para se referir a dispositivos ou configurações de sistema utilizados para prevenir riscos relacionados que possam surgir de ações realizadas pelo homem ou de algum comando do sistema. Ou seja, um dispositivo ou configuração que garante que, quando A se move, B deve estar em um determinado estado especificado. A analogia mais simples é a das barreiras de segurança nas interseções entre estradas e ferrovias. Quando um trem está passando, as barreiras são abaixadas, e o tráfego nas estradas é interrompido, assim garantindo a segurança dos motoristas ； Após a passagem do trem, as barreiras são removidas e o tráfego rodoviário é retomado, para garantir a segurança no trânsito. A palavra em inglês “trip” tinha, inicialmente, no setor industrial, o significado de “salto” ou “acionamento”. No campo do controle automático, refere-se a um tipo de dispositivo ou sistema de controle automático que, quando parâmetros de controle como deslocamento, temperatura, pressão ou vazão atingem determinados limites pré-definidos (valores limite), faz com que esse dispositivo ou sistema inicie automaticamente um procedimento pré-determinado, como acionar ou desligar certos interruptores ou válvulas, permitindo assim que o sistema entre automaticamente em um estado estável pré-definido. Ou seja, quando a ação ou o estado de A atinge um determinado limiar pré-definido, B deve tomar medidas imediatas para eliminar o perigo e fazer com que A permaneça ou volte a um estado estável e controlável. O exemplo mais simples é a válvula de segurança. A diferença fundamental entre os dois está no conceito de design: um é voltado para a configuração ou design em condições normais ou de interação, enquanto o outro é voltado para a configuração ou design em situações extremas e imprevistas. “O “interlock” é geralmente projetado de modo a permitir mudanças interativas e o retorno ao estado normal. Para dar um exemplo simples: nos cruzamentos entre estradas e ferrovias, quando um trem se aproxima, as barreiras da estrada são abaixadas, e pedestres e veículos terrestres precisam parar e esperar, para garantir que o trem possa passar com segurança. Depois que o trem passa, as barreiras são levantadas, voltando ao estado normal, permitindo que os pedestres passem pelo cruzamento normalmente. Claro que existe uma hierarquia de prioridades, sendo o transporte ferroviário a prioridade máxima. Esse “interlock” é frequentemente traduzido como “interligação”, o que já se tornou uma prática comum. Pessoalmente, acho que seria melhor traduzi-lo como “acionamento conjunto”, pois se trata de um mecanismo de acionamento conjunto com níveis de prioridade, sendo además reversível, a fim de garantir a segurança. Dizer “fechadura” também é possível, mas não é uma fechadura verdadeira; ela pode ser aberta e fechada com frequência. “O “trip”, por outro lado, é diferente. Para garantir a segurança, o “trip” é projetado de modo que, assim que um determinado parâmetro atinge um limiar pré-definido, o dispositivo ou sistema “aciona-se” ou “entra em funcionamento”, permanecendo em um estado estável pré-determinado. Além disso, é necessário realizar uma verificação manual para confirmar que tudo está seguro, antes que seja possível restaurar ou redefinir o sistema, permitindo assim que ele continue funcionando ou volte ao seu estado original ； Geralmente, não é projetado ou configurado de modo a recuperar automaticamente seu estado original após ser acionado, a fim de evitar riscos de segurança. Um exemplo típico é a válvula de segurança: assim que a pressão no sistema atinge um limite, a válvula de segurança se abre, permitindo que a pressão seja liberada. Dessa forma, o sistema volta a um estado seguro. No entanto, o sistema ou dispositivo não pode, nem deve, voltar automaticamente ao seu estado normal. Ele permanecerá nesse estado seguro, aguardando que haja uma inspeção manual para identificar a causa do problema, realizar intervenções necessárias, retestar e calibrar a válvula de segurança. Além disso, as configurações do sistema ou dispositivo também precisam ser reiniciadas a partir de um estado estável ou inicial. Na minha opinião, esse “trip” deve ser traduzido como “salto” ou “acionamento”. Hoje, esse conceito continua a se desenvolver. Atualmente, os sistemas de controle automático, como o ESD e seu sucessor, o SIS, representam uma extensão dessa ideia. Geralmente, os sistemas de controle automático são compostos por DCS e ESD/SIS. DCS (Sistema de Controle Distribuído/Sistema de Controle Distribuído; no setor de automação do país, também é chamado de sistema de controle distribuído) ； ESD (Dispositivo de Parada de Emergência/Sistema de Parada de Emergência), SIS (Sistema de Instrumentos de Segurança/Sistema de Instrumentação de Segurança). Nos jogos de futebol, há árbitros e assistentes. Quando a bola está dentro da linha lateral, o árbitro decide se todas as ações dos jogadores de ambas as equipes são regulares ou irregulares, mantendo assim o jogo em andamento ； Mas, assim que a bola toca na linha lateral, isso significa que chegou ao limite do jogo; não é mais da competência do árbitro decidir. Nesse caso, o assistente de linha levanta uma bandeira e assobia para interromper o jogo, e então ele é reiniciado de acordo com as regras. Para usar outra analogia, a função do DCS é semelhante à do árbitro em um campo de futebol; nele podem existir muitas funções e configurações de “interlock”, que funcionam como as regras utilizadas no campo para manter o jogo em ordem, da mesma forma que esses mecanismos garantem o funcionamento adequado dos vários sistemas no equipamento ； Já as funções do ESD ou SIS são semelhantes às de um árbitro ao lado do campo de futebol: ele deve permanecer sempre atento, dando prioridade à segurança. Assim que algum parâmetro definido atinge o limite estabelecido, o dispositivo é acionado imediatamente, fazendo com que a máquina pare e entre em um estado de segurança estável. Em seguida, é necessário realizar uma inspeção manual para eliminar falhas e garantir a segurança antes de poder retomar o funcionamento ou começar tudo de novo a partir do estado inicial.