Batch

A SOLUÇÃO DEFINITIVA EM PROCESSOS DE BATELADAS: FLEXIBILIDADE E SEGURANÇA DE MÃOS DADAS COM AS NORMAS S88 E 21 CFR PART 11:

“Adequação a norma S-88 e 21 CFR part 11 foram fatores decisivos na escolha do software batch para este grande cliente”.

Atentos aos benefícios trazidos pela utilização da norma ANSI/ISA-S88, o cliente buscou uma solução que permitisse a redução de custos na automação de seu processo batch na unidade produtora no estado de São Paulo, e que viabilizasse a criação de uma estrutura sólida para utilização em outras companhias do grupo.

Flexibilidade, Confiabilidade e Segurança são fatores determinantes no sucesso ou fracasso no gerenciamento de processos de bateladas de uma empresa: Ao fazer a decisão pesou a experiência e a sólida relação de parceria entre o cliente e a Techplus Automação, solution provider GE e Rockwell, no desenvolvimento de soluções Batch para indústrias químicas.

A ANSI/ISA-S88 carrega a habilidade de separar o desenvolvimento de receitas e a parte de controle dos equipamentos. Através da S88 é possível dividir uma simples unidade em um grupo de “equipament modules” que representam todas funcionalidades possíveis para um dado grupo de dispositivos (bombas, válvulas, módulos de pesagens, etc…) Um bom exemplo de “equipament module” é um tanque com suas respectivas válvulas de adição, descarga, transmissores de pressão, temperatura etc…Cada tarefa realizada por um “equipament module” recebe o nome de “phase”. Por exemplo: “Adição de água no tanque”. Desta maneira, através da ANSI/ISA-S88 é possível modelar um processo em um conjunto de “equipament modules” com suas respectivas “phases”.

O objetivo para desenvolver sua estratégia de upgrade do sistema de automação baseado na norma ANSI/ISA-S88 é aumentar a confiabilidade do sistema a partir de uma estrutura robusta e padronizada, que garanta o aumento de produtividade, flexibilidade, escalabilidade da planta, maximizando a utilização dos recursos disponíveis sem comprometer a qualidade e rastreabilidade de seus produtos.

A migração do sistema foi realizada em dois pontos: a substituição da CPU do controlador lógico programável e a troca do software de gerenciamento de bateladas. O CLP PLC-5 foi substituído pelo Contrologix e, na camada superior de gerenciamento de bateladas, foi substituído o atual Openbatch por um software de batelada que atendesse as normas S-88.

O software Batch foi instalado em um servidor específico e standalone que está em comunicação com um servidor de banco de dados MS-SQL 7.0 onde todas as informações da produção são armazenadas, das quais podemos citar: quantidades reais dosadas, temperatura e tempo de cada fase da receita. Esta interface entre o Batch o banco de dados foi conseguida graças ao uso do módulo Archiver disponível no Batch. Esta funcionalidade permite selecionar e filtrar os dados que devem ser gravados no banco de dados para cada batch produzido em modo on-line. A partir deste banco de dados estas informações são disponibilizadas a camada corporativa da empresa utilizando o software de MES da Techplus. Através deste software é possível consultar via web todos batchs produzidos com uma vasta gama de recursos de filtro e análise de dados. O Servidor do Batch também está em comunicação com duas estações vista, onde os operadores irão disparar as ordens de produção, fazer o acompanhamento on-line da produção, criar novas receitas, assinaturas eletrônicas e reconhecimento de alarmes durante a produção.

A velocidade do desenvolvimento foi impulsionada pela integração total entre o Batch e o CLP Contrologix, da Rockwell Automation. Sem a necessidade de criação de PLI e com um simples comando no Batch estava garantida a sincronização entre o software Batch e o código de programação do CLP.

Do ponto de vista da padronização o Batch segue rigorosamente as definições da norma e disponibiliza um padrão pronto para desenvolvimento do código no CLP: toda estrutura de fases modelada no Batch é automaticamente criada no CLP. Basta criar sobre esta estrutura todos intertravamentos e controles individuais de cada fases. Esta abordagem garante um fácil entendimento por todos os envolvidos no projeto e principalmente para manutenção futura. Com sua característica bem estruturada em todos os níveis, esta padronização reduz drasticamente a engenharia de software do projeto, permitindo que novos equipamentos, fases de operação, e ampliações sejam incorporados ao sistema sem necessidade de redefinição de todos projeto e alteração do código existente. Os equipamentos e fases podem ser testados de modo isolado, o que garantem o funcionamento independente, porém integrado, cabendo apenas ao Batch gerenciar a utilização dos recursos. Isto inclui quando compartilhados por outras unidades (“arbitragem”). Esta interoperabilidade garante a otimização na utilização dos equipamentos com segurança e reduzem drasticamente o período de testes de plataforma e conseqüentemente startup do sistema, uma vez que os “erros estão isolados”.

Outra e podemos considerar umas das principais vantagens obtidas é a flexibilidade da planta, alcançada através da ferramenta para desenvolvimento de “receitas” (Recipe Editor). Após a determinação das unidades, equipamentos e módulos de controle da célula de processo, o funcionamento de todo o conjunto é especificado através do gerenciador de receitas conforme a especificação da norma. Utilizando a linguagem SFC (Sequential Function Chart) as receitas são criadas e permitem tirar o máximo proveito da planta com a customização dos procedimentos e formas de operação; fases podem ser adicionadas ou retiradas, condições de transição entre operações modificadas conforme a necessidade.

Segurança foi outro requisito de grande peso neste projeto: a utilização de assinatura eletrônica em decisões críticas do processo foi a solução para este caso. Atendendo rigorosamente a norma 21 CFR part 11, através do Batch é possível assegurar todos registros de eventos e ações críticas realizadas no sistema, além de categorizar o sistema com níveis hierárquicos. Registros podem ser acompanhados on-line com a produção e decisões críticas podem exigir assinatura eletrônica do responsável pela decisão.

A flexibilidade da planta garantiu à engenharia de produtos e qualidade a redução do tempo de ciclo de desenvolvimento de novos produtos uma vez que alterações podem ser realizadas mais rápidas, durante a produção sem a necessidade de programação de paradas e os resultados refletem as capacidades reais da planta.