SCADA para fornos de tijolos e cerâmica: supervisão e controle

Página Inicial » Sobre Nós » Casos de Estudo » Supervisão de Fornos para Tijolos e Cerâmicas

SCADA para fornos de tijolos e cerâmica: supervisão e controle da queima contínua e intermitente

Sielco Sistemi — 11/09/2018

A Sielco Sistemi desenvolveu uma família de aplicações para a supervisão e controle de fornos de tijolos e cerâmica, criadas para reunir em uma única visão coerente linhas de queima que antes dependiam de instrumentos separados, registradores em papel e cadernos de registro manuais. Esses sistemas permitem que a equipe da planta controle as principais variáveis de processo — temperatura, pressão, diluição e mais — e as analise em gráficos temporais, enquanto a repetibilidade e a qualidade da produção são garantidas por uma gestão de receitas de produção estruturada e relatórios de lote automáticos. O Winlog Evo é a plataforma SCADA/HMI por trás dessa família de aplicações para fornos, instalável em uma única linha de queima ou ampliada para toda uma planta de fabricação de cerâmica ou tijolos, de uma pequena oficina artesanal a um site industrial multi-forno operando 24 horas por dia.

Monitoramento de variáveis de processo e gráficos temporais

Um ciclo de queima, seja para tijolos estruturais, telhas, louças sanitárias ou cerâmica fina, depende de variáveis de processo rigorosamente controladas que interagem entre si ao longo de todo o forno: o perfil de temperatura ao longo do túnel ou da câmara, a pressão interna e as proporções de diluição de ar ou gás que definem a atmosfera à qual o produto é exposto. Em vez de ler esses valores em instrumentos locais espalhados pelo forno, os operadores os supervisionam a partir de telas sinóticas centralizadas, com cada leitura registrada e exibida em gráficos temporais, de modo que um desvio em uma variável possa ser correlacionado com as demais no momento em que ocorre, em vez de ser reconstruído depois a partir de faixas de papel. Como os drivers de comunicação se conectam às redes OPC UA e Modbus que a maior parte da instrumentação de fornos e dos painéis de queimadores já utiliza, termopares, transmissores de pressão e CLPs dos trens de gás existentes geralmente podem ser integrados sem substituir o equipamento de campo, e a lista de dispositivos compatíveis facilita a verificação de compatibilidade antes de adicionar uma nova linha de queima ao projeto.

Receitas de produção e relatórios de lote para qualidade repetível

Queimar duas vezes a mesma composição de massa e obter dois resultados diferentes é o modo de falha clássico na operação de um forno, por isso a gestão de receitas de produção está no centro dessas aplicações. Uma receita captura todo o perfil de queima — taxas de rampa, temperaturas de patamar, setpoints de diluição, duração do ciclo — como um conjunto de parâmetros reutilizável e versionado, em vez de algo que o operador reintroduz de memória ou de um cartão de papel a cada turno. Uma vez carregada uma receita, o sistema a aplica de forma consistente em cada lote, e cada execução é encerrada com um relatório de lote automático que documenta quais setpoints foram usados, o quanto a curva real os seguiu de perto e onde ocorreram eventuais desvios. Isso transforma a repetibilidade e a qualidade da produção, de algo que depende da experiência do operador, em algo que o próprio sistema garante e documenta, o que importa tanto para o controle de qualidade interno quanto para demonstrar consistência a clientes que auditam um fornecedor.

Fornos contínuos: curva de temperatura real versus teórica

Nas aplicações de fornos contínuos — a configuração de forno túnel amplamente usada na produção de tijolos e telhas de alto volume para cerâmica estrutural e de revestimento — o produto avança de forma constante por zonas fixas de pré-aquecimento, queima e resfriamento sobre vagonetas ou roletes. Aqui o sistema pode exibir a curva de temperatura do produto atual e teórica lado a lado, para que os operadores possam verificar imediatamente se o processo em execução está seguindo o perfil de referência definido pela receita, em vez de esperar o descarregamento de um lote para descobrir um defeito de queima. Como a comparação é contínua e visual, um desvio lento de temperatura em uma zona — um queimador sujo, uma mudança na velocidade das vagonetas, um vazamento de ar — aparece como uma diferença visível entre as duas curvas muito antes de se traduzir em um lote rejeitado na saída do forno, dando aos operadores tempo para corrigir o processo enquanto o produto afetado ainda está dentro do forno.

Fornos intermitentes: construção da curva de temperatura e diluição de ar com pré-visualização em tela

Nas aplicações de fornos intermitentes — fornos periódicos ou de carro, tipicamente usados para produção cerâmica de menor volume ou mais especializada — não existe uma curva de referência fixa em execução contínua, então o sistema permite aos operadores construir a curva de temperatura e diluição de ar que o forno realmente executará para um determinado ciclo de queima, com uma pré-visualização em tela completa antes do início do ciclo. Segmentos de rampa, períodos de patamar e mudanças de diluição podem ser compostos e revisados graficamente usando as ferramentas de desenvolvimento da plataforma, o que reduz o risco de programar um ciclo inadequado para um esmalte delicado ou uma peça de parede espessa antes mesmo de ser queimada. Uma vez aprovada, a mesma curva se torna tanto o perfil de setpoint que o forno segue quanto a referência com a qual o relatório de lote é medido, fechando o ciclo entre planejar uma queima e verificar que ela ocorreu conforme o previsto.

Gás de queimadores, energia elétrica e arquitetura de rede cliente/servidor

Queimar produtos de tijolo e cerâmica é uma atividade intensiva em energia, portanto os sistemas podem opcionalmente controlar e medir o consumo de gás dos queimadores e de energia elétrica, reportando-o discriminado por lote de produção ou por parte da planta — um forno específico, uma zona de pré-aquecimento, um grupo de ventiladores ou bombas. Essa granularidade permite que a gestão veja onde a energia está realmente sendo gasta, o que importa tanto para o controle de custos quanto para o tipo de benchmarking de eficiência energética que fornecedores de equipamentos de queimadores e combustão industrial incorporam cada vez mais em seus próprios sistemas de controle; também fornece aos gestores de planta os dados necessários para justificar investimentos em melhorias de queimadores ou projetos de recuperação de calor com números extraídos do histórico real de queima, em vez de estimativas. Todas essas aplicações podem ser integradas em uma única rede com protocolo TCP/IP e estrutura cliente/servidor, de modo que uma planta com vários fornos, várias linhas de queima ou mais de um site de produção possa ser supervisionada a partir de uma ou mais estações de servidor web, com engenheiros revisando ou ajustando a configuração de uma linha distante sem precisar estar fisicamente presentes naquele forno.

Quer ver como funciona na prática a supervisão e o controle de fornos? experimente a demo web do Winlog Evo, consulte os drivers de comunicação compatíveis, baixe o software Winlog Evo, consulte os recursos de suporte, ou contate a Sielco Sistemi para discutir um projeto de fornos de tijolos ou cerâmica.

Descubra o Winlog SCADA

FAQ

Quais variáveis de processo o SCADA controla em fornos de tijolos e cerâmica?: O SCADA controla as principais variáveis de processo do forno, como temperatura, pressão e diluição de ar ou gás, registrando cada leitura em gráficos temporais para que um desvio em uma variável possa ser correlacionado com as demais no momento em que ocorre.
Como as receitas de produção garantem a repetibilidade na queima de fornos?: Uma receita captura todo o perfil de queima - taxas de rampa, temperaturas de patamar, setpoints de diluição e duração do ciclo - como um conjunto de parâmetros reutilizável e versionado que o sistema aplica de forma consistente em cada lote, em vez de algo reintroduzido de memória a cada turno.
Qual é a diferença entre o controle de um forno contínuo e um intermitente?: Nas aplicações de fornos túnel contínuos, o sistema compara em tempo real a curva de temperatura atual do produto com uma referência teórica; nos fornos intermitentes não existe uma curva fixa em execução, então os operadores constroem antecipadamente a curva de temperatura e diluição de ar para cada ciclo, com uma pré-visualização em tela antes do início da queima.
O SCADA de fornos pode monitorar o consumo de gás de queimadores e energia elétrica?: Sim, os sistemas podem opcionalmente controlar e medir o consumo de gás dos queimadores e de energia elétrica, reportando-o discriminado por lote de produção ou por parte da planta, como um forno específico, uma zona de pré-aquecimento ou um grupo de ventiladores ou bombas.
É possível supervisionar vários fornos e plantas a partir de uma única rede?: Sim, todas as aplicações de fornos podem ser integradas em uma única rede com protocolo TCP/IP e estrutura cliente/servidor, de modo que uma planta com vários fornos, várias linhas de queima ou mais de um site de produção possa ser supervisionada a partir de uma ou mais estações de servidor web.

Outros Artigos

Controlo de supervisão SCADA de uma instalação automática para tratamentos térmicos de cementação, revenido e têmpera

Sielco Sistemi desenvolveu um completo sistema de supervisão e controlo SCADA para uma instalação automática dedicada aos tratamentos térmicos, especificamente cementação, revenimento e tempera. Baseado na plataforma Winlog Pro SCADA HMI e integrado com um gateway IoT MQTT/Modbus, o sistema gere uma linha de tratamento contínua na qual lotes de componentes metálicos são submetidos a ciclos térmicos controlados com precisão. A aplicação SCADA comunica com uma rede de PLC Siemens SIMATIC S7 através de um servidor Applicom, garantindo uma troca de dados fiável e em tempo real entre todas as estações de tratamento.

SCADA para linhas de extrusion coating de filme gas barrier: supervisão, receitas e relatórios de qualidade

Produzir filmes gas barrier de alto desempenho exige uma linha multietapa que combine a tecnologia cast film com a tecnologia de extrusion coating, uma combinação que aumenta a produtividade da linha ao mesmo tempo que garante qualidade ideal do produto: sem efeito "curl", excelente transparência do filme, controle preciso de espessura e uma alta taxa de reintegração das aparas de borda na linha. Coordenar esse tipo de planta — extrusoras, rolos de resfriamento, estações de coating, bobinadeiras e sistemas de corte de borda trabalhando em sequência — só é viável com uma camada de supervisão que dê aos operadores uma visão coerente de todo o processo. O Winlog Evo é um exemplo de referência de plataforma SCADA/HMI construída para cumprir exatamente esse papel, desde os templates da sala de controle até os certificados de qualidade de fim de lote.

Controlo de Qualidade SCADA para a Produção de Gelados e Subprodutos Lácteos

Para garantir a higiene e a segurança dos produtos alimentares, foram introduzidas novas regras de protecção do consumidor em toda a indústria alimentar, tanto estabelecidas por organismos internacionais de controlo como adoptadas de forma autónoma pelos fabricantes que procuram diferenciar-se através de uma qualidade superior. Estas normas exigem cada vez mais evidências objectivas e documentadas de que cada etapa do processo de fabrico foi realizada em condições controladas e rastreáveis, em conformidade com referenciais reconhecidos internacionalmente como o HACCP. O sistema SCADA aqui apresentado foi desenvolvido pela Sielco Sistemi para uma empresa que produz gelados e outros derivados do leite, com o objectivo de controlar e certificar todo o processo de produção, reduzindo drasticamente a possibilidade de erro humano. Construído sobre a plataforma SCADA Winlog Evo, o sistema garante a qualidade do processo de pasteurização, fornece um controlo sistemático sobre o estado de funcionamento das misturas contidas nos tanques de maturação e assegura a eficácia da limpeza e esterilização dos tanques — três dos pontos de controlo mais críticos no fabrico de alimentos à base de leite.

Controlo de Qualidade e Supervisão de Processos para a Indústria Alimentar

Os processos de produção e armazenamento na indústria alimentar estão sujeitos a regulamentações rigorosas e em constante evolução, que estabelecem requisitos precisos em matéria de higiene, rastreabilidade e controlo de qualidade. Cumprir estes requisitos mantendo os custos operacionais sob controlo é um dos desafios mais exigentes para os fabricantes de alimentos, especialmente porque os sistemas de controlo de qualidade costumam exigir um investimento de capital significativo e, se mal implementados, podem gerar paragens de produção dispendiosas. O sistema de controlo de qualidade baseado na plataforma SCADA Winlog Evo, desenvolvido pela Sielco Sistemi, foi aplicado com sucesso em numerosos setores da indústria alimentar, incluindo processamento de lácteos, engarrafamento de bebidas, processamento de carne e aves, produção de panificação e embalagem de alimentos. Ao unificar a aquisição de dados, a supervisão de processos e os relatórios num único ambiente de software SCADA, a plataforma permite que os fabricantes cumpram os exigentes critérios de controlo de qualidade, limitando tanto o investimento de instalação como as perdas de produção normalmente associadas à implementação de um novo sistema de supervisão numa linha em funcionamento.

Todos os Casos de Estudo