10 Motivos para aplicar a tecnologia Wireless

Muito se fala sobre as vantagens da tecnologia wireless, mas nem sempre elas são claras para os usuários das tecnologias convencionais ao ponto de convencer migrar para o mundo sem fio. Este artigo tem como objetivo exemplificar as principais vantagens em se utilizar instrumentação wireless e dessa forma convencer que o wireless pode ser a melhor opção em vários tipos de aplicações na indústria.

1 – Diminuição de custos de instalação

Em uma instalação convencional existem muitos pontos que envolvem baixo custo individuais, mas só que quando somados representam um alto custo comparado com a exigências de aplicação da tecnologia wireless. É necessário entender que quando é realizada a comparação de uma tecnologia wireless com instrumentos convencionais é necessário fazer uma comparação do projeto como um todo, pois o wireless irá oferecer redução de custos em sua grande parte na instalação e no tempo de aplicação.

Na comparação de um projeto com cabo em relação a wireless é necessário levar em conta os custos com alguns itens, tais como:

  • Custo com multi-cabo de par trançado
  • Custo com cabos de par trançado dos instrumentos
  • Custo com bandejamento
  • Cuso de caixas de junções e acessórios
  • Custo de suporte dos instrumentos
  • Barreiras intrínsecas
  • Custos com cartões analógicos/Cartões HART

Esses custos mais a mão de obra de comissionamento e o start-up podem representar uma redução de custos comparados com wireless de 20 – 50%, além de facilitar toda implementação do projeto. Normalmente quando falamos de um projeto wireless, os custos envolvidos além da instrumentação estão em:

  • Cabo serial ou ethernet para gateway
  • Cabo de alimentação para gateway ou algum instrumento específico
  • Cartão com Serial/ Ethernet/ Ethernet/IP
  • Custo com suporte da gateway
  • Custo de suporte dos instrumentos ( Quando necessário )
Figura 01 - Instalação de baixo custo
Figura 01 – Instalação de baixo custo

Fica claro que quando aplicado a tecnologia wireless, existem muito menos complicações na instalação pelo fato de exigir bem menos infra estrutura para seu funcionamento.

2 – Aplicação aonde não é possível aplicar cabos

Em alguns processos é necessário realizar medições de longas distâncias, onde aplicação de cabo fica inviável e pode sofrer vários problemas de funcionamento por conta da distância do ponto de medição até o controle, falhas como de comunicação, qualidade do sinal, danos ao cabo entre outras.

Neste tipo de aplicação, a tecnologia wireless juntamente com tecnologia via rádio ou wi-fi podem resolver o problema da falta de medição desses pontos, sem oferecer problemas nas transferência de dados, além de exigir pouca infra estrutura para sua implementação.

Figura 02 - Aplicação em poços de petróleo com WirelessHART local e Rádio para longas distâncias
Figura 02 – Aplicação em poços de petróleo com WirelessHART local e Rádio para longas distâncias

Nesta aplicação na foto 02, é realizado a medição de poços de petróleo com instrumentos de pressão e vazão utilizando wireless, as informações são enviadas para gateway que é alimentada via painel solar e depois os dados são enviados via rádio por uma distância de mais de 10km.

3 – Diminuição de custo de projetos

Comentamos sobre a diminuição de custos na instalação, mas a instrumentação wireless também oferece diminuição de custos de projetos. O tempo para preparação de um projeto wireless é bem menor do que um projeto convencional, por que não irá exigir detalhamentos de bandejamentos, cabeamentos etc. Desta forma a tecnologia consegue diminuir o tempo de engenharia no projeto, trazendo redução de custos para o projeto, mais informações nas medições e diagnósticos da instrumentação utilizada. Devemos levar em conta para o levantamento desses custos os seguintes pontos de comparação da instrumentação convencional com a wireless.

  • Tempo de teste de campo
  • Projeto de bandejamento
  • Projeto mecânico
  • Projeto de instrumentação
  • Quantidade de engenheiros no projeto
  • Entre outros pontos.

4 – Pontos de monitoramento

A tecnologia wireless está com praticamente os dois pés nas aplicações de controle de processos, hoje com surgimento do PIDPLUS que logo será difundido pelo mercado, o controle de wireless será feito sem nenhum problema, pois a questão do tempo de atualização e tempo de bateria são resolvidos nesse novo PID. Na grande parte dos projetos com wireless, estamos falando de pontos de monitoramento ou controle mais simples, nestes tipos de aplicações o wireless tem mostrado ser a melhor opção para os cliente pois traz grandes benefícios de redução de custos, mais informações de processo, diagnósticos etc. Podemos citar alguns exemplos de monitoramento, onde pode ser utilizado wireless:

  • Medição de nível de tancagem
  • Medição de temperatura de processo
  • Medições analíticas de pH descarte de efluente
  • Controle de condutividade de retorno de condensado
  • Monitoramento de turbidez de água potável
  • Monitoramento de vazões de poços artesianos
  • Monitoramento de pressão de filtros
Figura 03 - Aplicação off-shore para medição de pressão
Figura 03 – Aplicação off-shore para medição de pressão

5 – Menor tempo de aplicação

Como já comentado a instrumentação wireless oferece diminuição de custos com instalação e projetos, mas também pode oferecer reduções quando falamos no tempo de aplicação. Os sistemas wireless podem vir pré configurados isso quer dizer que depois de facilmente instalados em campo, o sistema já entrará em funcionamento e o técnico/engenheiro de campo fará apenas ajustes finos no sistemas, além de todas configuração da instrumentação poder ser feita remotamente, facilitando ainda mais a configuração de todo o sistema.

Figura 04 - Fácil instalação da instrumentação wireless
Figura 04 – Fácil instalação da instrumentação wireless

6 – Monitoramento de ativos da planta

Uma grande questão quando falamos de wireless é quando comentamos sobre aplicar wireless aonde já existe cabo, muitos cliente não entendem o por que utilizar wireless em uma aplicação que já está funcionando. O motivos para isso são simples, essa instalação é para o gerenciamento dos ativos da planta.

Gerenciar os ativos da planta é uma evolução do tipo de manutenção utilizada, isso quer dizer evoluir de manutenção corretiva para uma manutenção preditiva do sistema de instrumentação. No passado para aplicar o gerenciamento de ativos em um sistema que já está em funcionamento, era necessário utilizar multiplexadores para derivar o sinal, além de painéis de rearranjo.

Com o sistema wireless, ficou muito mais simples realizar esse tipo de gerenciamento, para isso basta realizar a instalação do adaptador wireless em um instrumento já em funcionamento, o adaptador será instalado em paralelo sem atrapalhar o 4 – 20mA que vai para o sistema, sendo responsável por enviar todos os diagnósticos coletados via HART.

As informações serão gerenciadas nos softwares de gerenciamento de ativos, tais como fieldcare com a função de condition monitoring.

Figura 05 - Monitoramento dos diagnósticos do instrumento de campo
Figura 05 – Monitoramento dos diagnósticos do instrumento de campo

7 – Interferências onde o cabo não é bem aplicado

Algumas instalações antigas oferecem problemas com sinais da instrumentação via cabo, neste tipo de instalação a migração para um sistema wireless é a melhor opção para não sofrer mais interferência nos sinais por conta de um bandejamento antigo, além de oferecer muito mais informações sobre processo e diagnósticos da instrumentação de campo, essa opção não envolverá grandes custos na aplicação.

Figura 06 - Sistema que foi migrado da instrumentação convencional para wireless
Figura 06 – Sistema que foi migrado da instrumentação convencional para wireless

8 – Aplicações móveis

Este tipo de aplicação pode exigir um sistema complexo para medição, como por exemplo em tanques giratórios de enchedoras. Com a tecnologia wireless esse tipo de aplicação ficou muito mais fácil, pois os instrumentos podem girar juntamento com tanques, como também estar em movimento em qualquer direção sem problemas nas medições e sinal.

Figura 07 - Medição de pressão e temperatura em tanque giratório
Figura 07 – Medição de pressão e temperatura em tanque giratório

9 – Aplicação de segurança

Existem várias aplicações “safety” onde podemos aplicar a tecnologia wireless, mas quando comentado sobre “safety application” o usuário em sua maioria pensa em malhas SIL, mas existem outras aplicações de segurança que wireless é muito bem aplicado. Podemos citar detecção de acionamento de algum sistema sem autorização, abertura de portas, detecção de vazamentos, detecção de transbordo etc.

Como exemplo, uma aplicação de medição de temperatura e umidade de paiol de explosivos ou de armazéns. Essa medição é muito importante para se ter um controle do armazenamento desses materiais, pois se esse monitoramento não for realizado podem ocorrer explosões ou incêndios.

Figura 08 - Monitoramento de temperatura e umidade em paiol de explosivos
Figura 08 – Monitoramento de temperatura e umidade em paiol de explosivos

10 – Medições ambientais e monitoramento de energia

A palavra economia soa muito bem nos ouvidos dos diretores de plantas, ainda mais com um sistema que oferece esse tipo de economia em diversos pontos do processo, tais como: Ar comprimido, vapor, águas e eletricidade. Este tipo de sistema normalmente tem um payback rápido por conta da economia gerada, mas sua instalação pode demandar um tempo muito grande e infra estrutura também. Visando diminuir o tempo de aplicação e uma menor infraestrutura, nos sistemas de monitoramento de energia é possível utilizar instrumentação wireless e desta forma ter uma rápida instalação, como também um menor tempo de aplicação e menor custo de infra estrutura, reduzindo ainda mais o tempo de payback.

Aplicações ambientais são obrigatórias e por conta disso devem ser realizadas, mas para facilitar esse monitoramento e reduzir o custo na aplicação a tecnologia wireless é o melhor caminho, podemos citar algumas exemplos de aplicações:

  • Monitoramento de chaminés
  • pH do descarte de efluentes
  • oxigênio dissolvido
  • turbidez de água potável
Figura 09 - Monitoramento de pH e condutividade da planta
Figura 09 – Monitoramento de pH e condutividade da planta

Conclusões

A instrumentação wireless oferece infinitas possibilidades de aplicação na indústria, sempre oferecendo redução de custos, mais informações de processo e diagnósticos da instrumentação. O cuidado na aplicação dessa tecnologia é o de sempre realizar um projeto adequado conforme norma e quando possível realizar testes de campo para verificar a qualidade de sinal, dessa forma o sistema funcionará sem nenhum problema.