Implementação do Sistema de Controle, Intertravamento, Operação e Supervisão da Plataforma de Re-bombeio Autônoma Petrobras PRA-1

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA CURSO DE ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL Implementação do Sistema de Controle, Intertravamento, Operação e Supervisão da Plataforma de Re-bombeio Autônoma Petrobras PRA-1 Monografia submetida à Universidade Federal de Santa Catarina como requisito para a aprovação da disciplina: DAS 5511 Projeto de Fim de Curso Eduardo Valim Florianópolis, Outubro de 2006

2 Agradecimentos Agradeço a Deus, companheiro fiel, sempre iluminando o belo caminho que percorri para chegar até aqui. Agradeço à minha família, meu alicerce. Força para superar os momentos difíceis, e os primeiros a festejarem as alegrias! Agradeço aos amigos, muitos já bem longe, que fizeram parte da minha história, e que continuarão, com maior ou menor freqüência, escrevendo alguns capítulos dela. Agradeço aos ótimos mestres que tive, que, por amarem o que fazem, me ensinaram a aprender. E também aos poucos péssimos mestres que tive, que, na exteriorização de suas frustrações, me ensinarem a abstrair e ignorar o que não me acrescenta, e mais ainda, a lutar pelos meus sonhos, pelo que me torne realizado. Agradeço à Chemtech pela oportunidade concedida. E não poderia deixar de agradecer especialmente ao Agustinho, Denise, Felipe, Luiz Antônio, Luiza e Gustavo, que dedicaram parte do seu precioso tempo para fornecerem sua importante contribuição para este trabalho. Agradeço ainda o apoio financeiro da Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP) e da Financiadora de Estudos e Projetos (FINEP), por meio do Programa de Recursos Humanos da ANP para o Setor do Petróleo e Gás PRH-34 ANP/MCT.

3 Implementação do Sistema de Controle, Intertravamento, Operação e Supervisão da Plataforma de Re-bombeio Autônoma Petrobras PRA-1 Eduardo Valim Esta monografia foi julgada no contexto da disciplina DAS 5511: Projeto de Fim de Curso e aprovada na sua forma final pelo Curso de Engenharia de Controle e Automação Banca Examinadora: Eng. Felipe Pereira Orientador da Empresa Prof. Agustinho Plucenio Orientador do Curso Prof. Augusto Humberto Bruciapaglia Responsável pela disciplina Prof. Max Hering de Queiroz, Avaliador Rafael Gonçalves d Ávila da Silva, Debatedor Rodolfo César Costa Flesch, Debatedor

4 Resumo Este trabalho apresenta as etapas da Implementação do Sistema de Controle, Intertravamento, Operação e Supervisão - CIS e ECOS - da Plataforma de Re-bombeio Autônoma Petrobras PRA-1. A Plataforma está sendo construída em regime de EPCI, e a Chemtech foi a empresa contratada para a implementação destes sistemas, a qual delegou uma equipe de projeto destinada a empregar uma metodologia de desenvolvimento das atividades que aqui será apresentada, explicitando a interface com as outras empresas envolvidas, a documentação com os dados de entrada para o desenvolvimento das atividades, e a maneira como estes dados são tratados. Após uma descrição geral da Plataforma, com os processos envolvidos e suas características, é apresentada a área de Instrumentação e Automação, que fundamenta a posterior descrição do CIS e ECOS. São apresentadas algumas atividades desenvolvidas nas etapas de implementação do software, testes integrados, FAT e comissionamento, finalizando com uma avaliação destas atividades. ii

5 Abstract This work presents the steps for the Implementation of the Control, Interlocking, Operation and Supervision System CIS and ECOS of the Petrobras PRA-1 Autonomous Pumping Platform. PRA-1 is being constructed in an turnkey ECPI contract, and the company elected to the implementation of this systems was Chemtech, who delegated a project team to develop the activities based in a methodology that will be presented in this work, showing the interfaces with other involved companies, the documentation with input data for the project, and the way these data are treated. After a general description of the Platform, with the processes and their characteristics, it will be shown the Automation and Instrumentation area, which introduces de full description of CIS and ECOS. Some examples of developed activities in the software implementation, integrated tests, FAT and commissioning phases are presented, ending with an evaluation of these activities. iii

6 Sumário Agradecimentos...i Resumo... ii Abstract... iii Sumário... iv Simbologia... vii Capítulo 1 Introdução Objetivos e Justificativa Organização do Estudo Considerações...15 Capítulo 2 Metodologia Empregada no Projeto Dados de Entrada Diagramas de Tubulação e Instrumentação P&IDs (Piping and Instrumentation Diagrams) Lista de Entradas e Saídas (I/O) Diagramas de Causa e Efeito Diagramas Lógicos Folhas de Dados dos Instrumentos (Data Sheets) Metodologia Análise de documentos e verificação de consistência Projeto do Software Implementação do Software Testes Integrados FAT Factory Acceptance Test Comissionamento...24 iv

7 Capítulo 3 Descrição Geral da Plataforma Topsides Jaqueta Descrição Técnica dos Topsides Processo Sistema de Bombeio de Petróleo Bruto Filosofia de Controle do Sistema de Bombeio de Petróleo Bruto Gás Combustível Injeção Química de Gás Sistema de Vent Utilidades Instrumentação e Automação RTUs (Remote Terminal Units, ou Unidades Terminais Remotas) Circuito Fechado de TV (CFTV) Painéis de Relés Inteligentes Painéis Locais dos Pacotes AFDS Sistema Endereçável de Detecção de Fogo (Addressable Fire Detection System) Sistema de Medição de Petróleo Bruto COMS Sistema de Medição de Vazão de Gás GFMS Equipamentos HART Transmissores Inteligentes e Posicionadores de Válvulas de Controle Painéis de Controle dos Turbogeradores Sistema de Detecção de Vazamentos ENV - Environmental System...46 v

8 Capítulo 4 O Projeto CIS/ECOS A empresa Organização do Projeto CIS/ECOS Descrição do CIS/ECOS...50 Capítulo 5 Resultados Implementação Tratamento de entradas Típicos Desenho e Configuração das Telas Calculation Testes Integrados FAT Factory Acceptance Test Comissionamento...65 Capítulo 6 Análise dos Resultados e Conclusões...67 Bibliografia:...69 vi

9 Lista de Abreviaturas e Siglas A&CA AI AO CFTV CIS DI DO ECOS MC&E P&IDs PAS Arquitetura de Controle e Automação Entrada Analógica (Analog Input) Saída Analógica (Analog Output) Circuito Fechado de TV Sistema de Controle e Intertravamento (Control and Interlocking System) Entrada Digital (Digital Input) Saída Digital (Digital Output) Estação Central de Operação e Supervisão Matrizes de Causa e Efeito Diagramas de Tubulação e Instrumentação (Piping and Instrumentation Diagrams) Sistema de Automação de Pacotes (Package Automation System) PLC Computador Lógico Programável (Programmable Logic Computer) RTUs tag Tpb VAC Unidades Terminais Remotas (Remote Terminal Units) Número de identificação de um instrumento ou equipamento de campo Tonelada de porte bruto (DWT deadweight tons). Ventiladores e Condicionadores de Ar vii

10 Capítulo 1 Introdução Um presente a todo vapor e um futuro promissor. A indústria de petróleo no Brasil acaba de estabelecer um marco: o país torna-se auto-suficiente em petróleo. Apesar de ainda depender da importação de alguns de seus derivados por questões relativas ao tipo de petróleo predominante em suas bacias sedimentares, com esta conquista o Brasil torna-se menos vulnerável ao mercado externo, e melhor protegido contra crises como as de 1973 e Considerada a maior reserva petrolífera da Plataforma Continental Brasileira, a Bacia de Campos atualmente possui em operação mais de 400 poços de petróleo e gás, mais de 30 plataformas de produção e quilômetros de dutos submarinos. A Petrobras (1), líder nacional no segmento de exploração de petróleo e gás natural, conquistou, em décadas de grandes investimentos em tecnologia, posição de liderança mundial na exploração de petróleo em águas profundas. O avanço da exploração para águas cada vez mais profundas vem resultando em um constante aumento da produção de petróleo na Bacia de Campos. Entretanto este avanço é um dos fatores que contribui para um crescente custo de extração como pode ser observado na figura abaixo e todo esforço é válido no sentido de diminuir o impacto deste aumento no preço final do petróleo. Além das condições de extração, também os custos com transporte representam uma parte importante do preço final do petróleo, já que para leválo das plataformas de extração marítimas para o continente são utilizados navios petroleiros, em sua maioria contratados de empresas terceirizadas. Somado a isso, há que se considerar como agravante o perigo ambiental que 1 8

11 operações de carga, descarga e deslocamento dos petroleiros envolvem, com uma quantidade considerável de casos de derramamento de petróleo registrados. 9 *fonte: Petrobras Figura 1: Dados recentes da evolução do custo de extração do petróleo no Brasil nos últimos trimestres Com um tráfego cada vez mais intenso de navios na Bacia de Campos, e seus custos e riscos envolvidos, pensou-se uma forma que ao mesmo tempo diminuísse os custos com este transporte, e ainda atenuasse o risco ambiental envolvido em nestas operações. Assim nasceu o projeto da Plataforma de Rebombeio Autônoma Petrobras PRA-1. Diferentemente de uma plataforma de extração, a PRA-1 apenas bombeará petróleo vindo de outras plataformas, substituindo os navios que atualmente desempenham a tarefa de transportar estes produtos desde cada plataforma de extração até o continente. Com a sua operação, o petróleo vindo de cinco das principais plataformas de extração da Bacia de Campos será transportado diretamente para a PRA-1 através de oleodutos. Na concepção inicial do projeto, o petróleo seria re-bombeado para o continente através de um oleoduto de maior capacidade. Entretanto, um desentendimento [6] ocorrido no período de licitação para a construção da plataforma entre a estatal e o governo do estado do Rio de Janeiro forçou uma alteração no projeto inicial. A Petrobras decidiu construir apenas a PRA-1, de onde o petróleo seguirá por navios até o continente.

12 A PRA-1 é uma plataforma fixa que será instalada a 115 km da costa fluminense em profundidade de 105 metros. Ao final de sua construção terá demandado investimentos de R$1,34 bilhão, com conteúdo nacional de 70% e geração de empregos diretos no Brasil. Figura 2: Localização da PRA-1. A PRA-1 é integrante do Plano Diretor de Escoamento e Tratamento do Óleo da Bacia de Campos PDET, da Petrobras, cujo objetivo é viabilizar o escoamento da produção de petróleo proveniente das plataformas P-52, P-55 e RO-4 (Campo de Roncador), P-51 (Campo de Marlim Sul) e P-53 (Campo de Marlim Leste), todas localizadas em profundidades superiores a mil metros, na Bacia de Campos, no Rio de Janeiro. Pela PRA-1 que quando entrar em operação será a maior plataforma de bombeio do mundo passará mais de um terço da produção nacional de, sendo re-bombeados aproximados 800 mil barris de petróleo por dia [7], o que confere ao projeto uma grande importância, bem como demanda da plataforma uma alta disponibilidade. Na execução de empreendimentos públicos e de muitos empreendimentos privados, tornou-se cada vez mais comum a contratação de empresas de consultoria de engenharia para o gerenciamento integral da implantação do empreendimento, anteriormente a cargo dos quadros técnicos 10

13 e administrativos do proprietário. A gerenciadora, nesse caso, utiliza seus quadros de profissionais para todas as atividades, cabendo ao proprietário o poder decisório em cada evento, com base nos informes gerenciais que lhes submete a empresa gerenciadora. [8] Atualmente são freqüentes novas modalidades de contratação turnkey, tomando como objeto o que se tem denominado pacotes : a partir de estudos e projetos conceituais, com termos de referência e especificações detalhadas, o proprietário contrata o empreendimento com uma única organização capaz de desenvolver os projetos executivos, fornecer os materiais e equipamentos, executar as obras e montagens, pôr em marcha o empreendimento executado, preparar pessoal para a operação e outras possíveis tarefas que podem incluir a sua própria operação e manutenção. As organizações capazes de atender a esse tipo de demanda (EPCI (2) ) são geralmente consórcios formados por empresas de consultoria de engenharia (estudos, projetos, gerenciamento), de construções, fornecedores de equipamentos e outros bens e serviços. Alguns desses parceiros muitas vezes são subcontratados, não participando do consórcio. A PRA-1 for construída em regime de EPCI turn-key, e o consórcio vencedor da licitação para a construção da PRA-1 foi o MPV, formado pelas empresas Odebrecht (3) e Ultratec (4), as quais subdividiram o projeto em áreas menores, contratando empresas especializadas de cada área. Para as áreas de Elétrica, Instrumentação e Automação a empresa contratada foi a Siemens (5). Dentre os sistemas que compõem a área de Automação estão o Sistema de Controle e Intertravamento (CIS Control and Interlocking System) e a Estação Central de Operação e Supervisão (ECOS), e 2 Do inglês Engineering, Procurement and Construction and Installation Engenharia, Suprimento e Construção e Instalação

14 para a implementação destes sistemas, a Siemens contratou a Chemtech (6), empresa onde foi realizado o Projeto de Fim de Curso no qual está inserida a elaboração desta monografia. Em instalações offshore, segurança, performance e confiabilidade são fatores chave para assegurar o melhor retorno possível dos grandes investimentos. Os sistemas de segurança e automação devem proteger vidas humanas, o meio-ambiente e as instalações, e obviamente prover um controle eficiente do processo. A habilidade dos sistemas de automação e segurança de integrar diversos subsistemas em um ambiente homogêneo é de vital importância para a instalação, operação diária e manutenção da planta. [3] A competitividade e produtividade de uma instalação depende diretamente do seu grau de automação. Daí a necessidade da concepção de um completo Sistema de Controle, Intertravamento, Operação e Supervisão. Na implementação do CIS e ECOS de uma plataforma como a PRA-1, são contempladas as áreas de Controle, Automação e Informática do curso de Engenharia de Controle e Automação Industrial. Dentre disciplinas diretamente envolvidas estão: Processos em Engenharia, Informática Industrial, Metodologias para o Desenvolvimento de Sistemas e Redes de Computadores para Automação Industrial. Outras disciplinas estão indiretamente evolvidas, como Sinais e Sistemas Lineares, Sistemas Realimentados, Acionamentos Elétricos para Controle e Automação, Eletricidade Industrial, Medição de Grandezas Mecânicas, Acionamentos Hidráulicos e Pneumáticos para Automação e Instrumentação em Controle. Por fim, por se tratar de um projeto na área de petróleo e gás, disciplinas de especialização oferecidas pelo PRH-34 (7), confirmaram sua Programa de Formação de Recursos Humanos para a Indústria de Petróleo e Gás, viabilizado pela Agência Nacional do Petróleo, e oferecido conjuntamente pelos Departamentos de Engenharia de Controle e Automação Industrial e de Engenharia Química e Alimentos da Universidade Federal de Santa Catarina. 12

15 grande importância, destacando-se Fundamentos da Engenharia de Petróleo, Tópicos Especiais em Informática Industrial, Análise e Controle de Processos da Indústria de Petróleo e Gás e Instrumentação Aplicada à Indústria de Petróleo e Gás. 1.1 Objetivos e Justificativa Questões relativas ao sigilo industrial que um projeto como este envolve, com fortes restrições à divulgação de informações e detalhes técnicos, limitariam a qualidade de um trabalho que buscasse apresentar uma abordagem essencialmente técnica, já que exemplos de soluções implementadas e detalhes específicos dos sistemas não poderiam constar neste trabalho. Desta forma, pensou-se como alternativa encarar o Projeto (8) sob um ponto de vista gerencial, onde se pudesse acompanhar a evolução das suas várias etapas, desde o recebimento da documentação inicial para a implementação do sistema em questão, até o comissionamento do sistema no campo. Da decisão por esta abordagem surgiu um novo dilema: como encaixar as atividades desempenhadas nesse contexto? A solução encontrada foi apresentar, sim, o projeto sob um ponto de vista gerencial, porém enfatizando os seus aspectos técnicos, convergindo da apresentação da Plataforma como um todo para o seu CIS e ECOS e finalmente dando um enfoque especial às fases em que houve a participação ativa do autor, abordando as suas atividades desenvolvidas nas respectivas fases. A opção por uma abordagem gerencial do Projeto foi motivada principalmente pela possibilidade de se apresentar, sob um ponto de vista diferente do essencialmente técnico, as peculiaridades de um projeto envolvido em uma obra da complexidade e do porte da PRA-1. 8 A partir deste momento, quando apresentado com inicial em maiúscula, Projeto estará fazendo referência à Implementação do Sistema de Controle, Intertravamento, Operação e Supervisão da PRA-1 13

16 A construção da PRA-1 é um projeto pioneiro no país, que contribui para o desenvolvimento de novos métodos e novas tecnologias, que servirão de referência e incentivo a futuros empreendimentos. Trata-se de um projeto que beneficia o país, pois além de contar com conteúdo nacional de 70%, a maior parte das suas etapas do projeto foi realizada em território nacional, contribuindo para a criação de novos empregos, além da reforma e reativação de um canteiro de obras no estado da Bahia, no distrito de São Roque do Paraguaçu, município de Maragogipe, que estava ocioso havia mais de 10 anos. A indústria naval é intensiva em mão-de-obra, e suas atividades absorvem mão-de-obra não só na construção, que é algo sazonal, mas, sobretudo, em trabalhos de manutenção e reparos, que são atividades permanentes. Obras como esta beneficiam seus principais envolvidos direta e indiretamente ( stakeholders ), que são todos os habitantes das regiões afetadas, independentemente de sua origem social ou posses financeiras. Os royalties provenientes do petróleo, uma vez bem administrados, permitem ganhos tanto a curto prazo, trazendo benefícios ao convívio diário da população, como a médio prazo, através de obras com bom respaldo popular e alicerces sólidos, o que a longo prazo se perpetua, mesmo após a onda de prosperidade oriunda dos fundos originários da extração do petróleo, um recurso finito. 1.2 Organização do Estudo No Capítulo 1 é apresentado o contexto em que está inserida a Implementação do Sistema de Controle, Intertravamento, Operação e Supervisão da PRA-1, seguido do objetivo e justificativa desta monografia. O Capítulo 2 trata da metodologia empregada no Projeto executado pela Chemtech, explicitando a interface com as outras empresas envolvidas, a documentação com os dados de entrada para o desenvolvimento das atividades, e a maneira como estes dados são tratados. 14

17 Uma descrição geral da Plataforma é apresentada no 2.2.5, iniciando pelos processos envolvidos e suas características, e convergindo para a área de Instrumentação e Automação, que faz a ligação com o capítulo seguinte (Capítulo 4), onde é detalhado o Projeto CIS/ECOS desenvolvido pela Chemtech. O Capítulo 5 apresenta os resultados da aplicação da metodologia (apresentada no Capítulo 2) na implementação do software dos sistemas (apresentados no Capítulo 4), com ênfase nas etapas em que houve participação do autor desta monografia. O Capítulo 6 encerra este trabalho com uma análise e conclusão a respeito das atividades desenvolvidas. 1.3 Considerações Alguns termos técnicos presentes neste documento não foram traduzidos, isto se devendo ao fato de serem comuns ao meio industrial, ou porque a sua tradução não faria sentido. Quando pertinente, sua tradução e/ou explicação constará em nota de rodapé na página correspondente. 15

18 Capítulo 2 Metodologia Empregada no Projeto Neste capítulo é apresentada a metodologia empregada no desenvolvimento do projeto do CIS e ECOS. 2.1 Dados de Entrada Os principais métodos de entrada de dados para implementação do projeto do CIS e ECOS da PRA-1 são apresentados abaixo: Documentação de Projeto o Especificação Técnica Geral da Plataforma: descreve os requisitos para os trabalhos a serem realizados durante o detalhamento, construção, edificação e instalação da Plataforma o Especificações Técnicas pertinentes aos subsistemas envolvidos o Especificações Técnicas de padrões e metodologias a serem adotados no projeto Documentação de Engenharia o Diagramas de Tubulação e Instrumentação P&IDs (Piping and Instrumentation Diagrams) o Listas de Entradas e Saídas (I/O Lists) o Diagramas Lógicos o Matrizes de Causa & Efeito o Outros documentos complementares Reuniões com representantes da Petrobras: cliente o Equipe de Engenharia o Equipe de Operação 16

19 o Equipe de Suporte Técnico Reuniões com representantes do MPV: consórcio responsável pela construção da plataforma, formado pelas empresas Odebrecht e Ultratec Reuniões com representantes da Siemens: empresa contratada pelo Consórcio para a implementação dos sistemas EIT (Electrical, Intrumentation and Telecomunications), englobando as áreas de Elétrica, Instrumentação e Telecomunicações. Reuniões com representantes dos pacoteiros : empresas contratadas para o projeto e implementação de pacotes : sistemas dedicados, presentes em diversas áreas da Plataforma, com finalidades específicas, e interpretados pelo sistema de controle como caixas pretas receptoras de dados do campo e transmissoras destes dados tratados para o CIS. Reunião com representantes da Bureau Veritas (BV), empresa certificadora da plataforma e seus subsistemas. A documentação de projeto terá por finalidade complementar a interpretação da documentação de engenharia, norteando a implementação do sistema e definindo regras e padrões a serem adotados. É basicamente através da documentação de engenharia que a implementação do CIS e ECOS tomará forma. As reuniões com membros representantes das empresas citadas no tópico anterior servirão para solucionar problemas de inconsistências entre documentos, discutir mudanças de escopo, sanar dúvidas a respeito de detalhes eventualmente não esclarecidos pela documentação de engenharia, além de oficializar a passagem para uma nova etapa do projeto, o que será detalhado no item 2.2. Nas seções a seguir são apresentados maiores detalhes sobre a documentação de engenharia, com o conteúdo mínimo que deve estar presente em cada tipo de documento. 17

20 2.1.1 Diagramas de Tubulação e Instrumentação P&IDs (Piping and Instrumentation Diagrams) P&IDs são a base de toda a engenharia de detalhamento. São desenhos esquemáticos que mostram o arranjo funcional de todos os sistemas e equipamentos de processo e utilidades, contendo informações sobre todos os equipamentos, tubulações, controle de processo, instrumentação e interrelações entre estes elementos. A filosofia de shutdown e intertravamento de todos os equipamentos deverão ser claramente representadas em Diagramas de Tubulação e Instrumentação. Nestes diagramas estão indicadas informações de operação como set points de controladores, alarmes de nível e sinais de intertravamento. Quando necessário, para um entendimento claro do processo, outros set points de instrumentos poderão também estar indicados. Fonte: Control Engineering Figura 3: Exemplo de P&ID Lista de Entradas e Saídas (I/O) Consistem de um índice de entradas e saídas, organizadas por número de identificação (a partir deste ponto, referenciado como tag number, ou 18

21 simplesmente tag), e contendo todas as informações pertinentes a estes, tais como a descrição do serviço, equipamento ou linha onde está instalado, P&ID onde está indicado e subsistema do CIS a que está vinculado Diagramas de Causa e Efeito Estes diagramas são fornecidos na forma de Matrizes de Causa e Efeito, mostrando os elementos primários, como sinais vindos de instrumentos de campo, na coluna das Causas, e os elementos finais, como comandos de equipamentos e alarmes, na linha dos Efeitos, todos devidamente identificados. Todos os sinais de intertravamento, inclusive interfaces com outros sistemas da Plataforma, são incluídos nestes diagramas. Abaixo um exemplo de matriz de causa e efeito: Figura 4: Exemplo de Matriz de Causa e Efeito. No exemplo acima, o efeito Output 1 será ativado caso qualquer uma das causas Input 1", Input 4" ou Input 5" sejam acionadas. Já o efeito Output 5 será ativado caso seja acionada a causa Input 4, ou então simultaneamente as causas Input 6 e Input 7. 19

22 2.1.4 Diagramas Lógicos São fornecidos diagramas com todas as lógicas de controle e intertravamento da Plataforma, utilizando-se da simbologia definida no padrão ISA S5.2. Todas as lógicas representadas nas Matrizes de Causa e Efeito deverão estar contempladas pelos Diagramas Lógicos, e vice-versa. Abaixo um exemplo de diagrama lógico: Figura 5: Exemplo de Diagrama Lógico Folhas de Dados dos Instrumentos (Data Sheets) Para todos os instrumentos devem ser fornecidas folhas de dados contendo todas as informações técnicas dos instrumentos, como identificação, serviço, opções de operação, dados de performance, modelo, tipo e fabricante. Deverão ser fornecidas em um dos formatos seguintes por ordem de preferência: Formulários ISA, de acordo com o padrão ISA S.20; 20

23 Formulários próprios dos fabricantes/fornecedores, para casos em que formulários ISA não estiverem disponíveis. 2.2 Metodologia O tratamento dos dados de entrada pode ser observado na Figura 6, onde estão representadas as etapas que definem o ciclo de vida do projeto. Esta metodologia é descrita nos tópicos a seguir, e será complementada através de exemplos no Capítulo 5 Resultados Análise de documentos e verificação de consistência Esta fase inicia-se com o recebimento da documentação de projeto e engenharia do Consórcio. Conforme apresentado no item 2.1, existem informações redundantes em diversos tipos de documentos, faz-se necessária uma análise de consistência entre eles, por exemplo: todas as lógicas representadas nas Matrizes de Causa e Efeito devem estar contempladas nos Diagramas Lógicos, todos os pontos presentes dos Diagramas Lógicos, Matrizes e P&IDs devem constar na lista de I/O, etc. Após ter-se um conjunto consistente de documentos, a próxima etapa pode ser iniciada Projeto do Software Depois de recebida a autorização do Consórcio, é iniciado o projeto do software baseado na documentação de projeto e de engenharia. Como produtos são gerados uma descrição técnica do sistema e uma documentação com protótipos de telas. 21

24 2.2.3 Implementação do Software A etapa de Implementação pode ser definida como a fase em que ocorre a tradução de uma complexa documentação de engenharia em uma linguagem de fácil manutenção e operação. De forma mais clara, é nesta fase que P&IDs, Diagramas Lógicos, Matrizes de Causa e Efeito e todos os outros documentos de engenharia tomam forma de códigos de PLCs e telas de estações supervisórias. Uma linguagem prática para a futura equipe de manutenção do sistema, e intuitiva para os operadores da plataforma. Ao final da etapa de implementação, tem-se a primeira versão do software, bem como o Procedimento de FAT Factory Acceptance Test Testes Integrados Esta etapa inicia-se assim que concluído o desenvolvimento do software, e tem por finalidade a validação da implementação realizada, para posterior apresentação do sistema ao cliente. O sistema é testado em sua totalidade, com o propósito de eliminar todos os possíveis erros, de maneira que a aprovação do software pelo cliente, na próxima etapa, seja alcançada tão breve quanto possível. De maneira geral, os testes devem verificar: a correta configuração dos softwares; a performance do sistema; a configuração de entradas e saídas internamente nos softwares; a funcionalidade dos sistemas de acordo com a documentação pertinente; a interface homem-máquina. Ao fim desta etapa, considera-se o software como operacional, pronto para o FAT. Paralelamente aos testes é elaborada a documentação de comissionamento, para avaliação pelo cliente. 22

25 Checkpoint 01 Evento inicial: Recebimento da documentação de engenharia do Consórcio (P&IDs, Diagramas Lógicos, Matrizes de C&E, etc.) Checkpoint 03 Produtos: Descrição técnica e documentação com protótipos de telas Evento inicial: Documentação aprovada pelo cliente Análise de documentos e verificação de consistência Projeto do Software Implementação do Software Checkpoint 02 Produto: Conjunto consistente de documentos Evento inicial: Autorização do Consórcio para iniciar o projeto baseado na documentação Checkpoint 04 Produtos: Primeira versão do software e Procedimento de FAT Evento inicial: término do desenvolvimento do software Checkpoint 05 Produtos: Sistema em funcionamento; documentação de comissionamento Evento inicial: Procedimento de FAT aprovado pelo cliente Checkpoint 07 Produto: Sistema aprovado (FAT) Evento inicial: Aceitação do FAT, aprovação da documentação de comissionamento e autorização do cliente para iniciar os trabalhos on-shore Testes Integrados FAT Comissionamento Checkpoint 08 Produto: Sistema Aprovado (SAT) Figura 6: Representação da evolução do projeto. 23

26 2.2.5 FAT Factory Acceptance Test O FAT, ou Teste de Aceitação de Fábrica, tem por objetivo a validação do software pelo cliente, demonstrando que o sistema fornecido é funcional e operacional, iniciando pelos testes das funções elementares, e evoluindo para operações mais complexas. O FAT visa demonstrar a correta operação do software de acordo com as especificações e requerimentos previamente acordados. Os pontos não são testados em sua totalidade, porém são de livre escolha do cliente. Após a aceitação do FAT, dá-se início às atividades de comissionamento Comissionamento Após a aprovação da documentação de comissionamento e autorização do cliente para iniciar os trabalhos on-shore, inicia-se a etapa de comissionamento. O Comissionamento, é realizado em campo, e segue praticamente todos os procedimentos dos Testes Integrados e do FAT, entretanto todos os pontos que anteriormente eram simulados (forçados) na memória do PLC, agora são efetivamente ligados aos sinais de campo reais. Ao final desta etapa, também chamada de SAT (Site Acceptance Test) temse o sistema aprovado e apto para o funcionamento. 24

27 Capítulo 3 Descrição Geral da Plataforma A plataforma fixa PRA-1 consiste de uma Jaqueta e dos Topsides (9). Os Topsides constituem uma estrutura integrada que consiste dos cinco Módulos seguintes: Módulos 01 e 02 Bombas de Petróleo Bruto, incluindo todo um sistema de dutos, lançadores e recebedores de pig (10) e estações de medição. Módulo 03 Utilidades, incluindo vários sistemas de utilidades, salas de eletricidade, geração auxiliar e de emergência, bombas de incêndio, oficinas, armazéns, salas de CO 2, sistema de ventilação e sala de equipamentos de segurança. Módulo 04 Módulo de Geração, constituído de três conjuntos de turbogeradores e uma Sala de Controle Local. Módulo 05 Acomodações e Heliponto, compreendendo hospedagens para 90 pessoas, uma Sala de Controle Central, uma Sala de Baterias, uma Sala de VAC (Ventiladores e Condicionadores de Ar), um Heliponto e uma Torre de Comunicações. Os Topsides da PRA-1 estão sendo construídos em regime de EPIC (engenharia, aquisição, instalação e comissionamento), inédito no Brasil. Em São Roque do Paraguaçu, na Bahia, o consórcio Odebrecht/Ultratec está construindo os Módulos 01, 02, 03 e 05. A jaqueta foi construída pela Techint Pontal do Sul, no Paraná, e a Rolls-Royce construiu o Módulo 04, no Rio de Janeiro. [7] Na Figura 7 pode-se observar a vista geral da plataforma e uma representação dos Módulos. 9 Parte da plataforma que fica acima do nível do mar. 10 Pig instrumentado: sistema utilizado na inspeção de oleodutos e gasodutos para avaliar o estado das tubulações. 25

28 A PRA-1 será instalada na Bacia de Campos, litoral do estado do Rio de Janeiro, Brasil, em lâmina d água de 106 metros, há 115 km da costa. A Plataforma foi projetada para operar por 30 anos. Fonte: Odebrecht Figura 7: Vista geral da plataforma à esquerda, e representação dos Módulos à direita. Os oleodutos provenientes das cinco Unidades de Produção que alimentarão a PRA-1 com petróleo bruto, o FSO (11) que pode tanto receber petróleo bruto da PRA-1 quanto alimentá-la, o gasoduto que irá transportar gás natural para a Unidade de Geração da Plataforma e as Monobóias, que irão receber a maior parte do petróleo bruto exportado pela PRA-1, estão representados na Figura 8. Com uma capacidade de bombeio de m 3 de petróleo por dia, a PRA- 1, conjuntamente com o FSO associado a ela, será capaz de operar como um terminal de petróleo bruto offshore, com o FSO podendo receber petróleo bruto de 11 Floating Storage and Offloading, ou Unidade Flutuante de Armazenamento e Transferência de petróleo, construída a partir de um navio.[11] 26