Vale Fertilizantes

Introdução

O projeto que será apresentado a seguir foi desenvolvido na empresa Vale Fertilizantes, em Uberaba, MG. Trata-se de um sistema totalmente automatizado para o carregamento de fertilizantes em caminhões, que integra o Sistema de Automação com o Sistema Corporativo, utilizando-se amplamente de recursos como identificação automática de caminhões, sinalização por semáforos e displays, integração com balanças rodoviárias e emissão automática de notas fiscais e tickets de pesagem.

O complexo industrial de Uberaba, que ocupa uma área de 7.350.890 m2, é dividido em duas unidades, CIU1 e CIU2, ambas produzindo e expedindo fertilizantes.

O sistema de expedição foi implementado para as duas unidades. O CIU1 é composto por quatro silos de carregamento, sendo três para carregamento exclusivo de caminhões e um silo rodo-ferroviário, e duas balanças de aferição na portaria dos caminhões. No CIU2, existem 2 silos para carregamento de caminhões e uma balança de aferição na portaria.

Descrição da Estrutura do Sistema

O sistema de automação é totalmente integrado com o sistema corporativo da empresa, o SAP R/3. Para fazer esta integração, foi implementado um protocolo de troca de mensagens utilizando-se um software de gerenciamento de filas de mensagens, o MQ-Series, da IBM. Este software permite a troca assíncrona de informações e garante que as informações sejam entregues com certeza de um sistema para outro.

Esta abordagem garante que nenhuma das partes do sistema ficará sem receber alguma informação, pois o MQ-Series garante a integridade dos dados e toda a estrutura do sistema foi desenvolvida de forma que se houver alguma queda de conexão entre uma das partes do sistema, assim que voltar a conexão o sistema é totalmente realimentado com os dados. Isto permite que áreas distintas durante o processo, como triagem e carregamento automático possam rodar independentemente, evitando que algum pequeno problema em uma área acabe paralisando todo o sistema.

Outra vantagem desta abordagem é que o Sistema Corporativo e o Sistema de Automação ficam separados fisicamente um do outro, evitando que processos de um sistema interfiram em processos de outro, podendo causar lentidão e diminuindo a segurança e integridade de informações, ou seja, o Sistema de Automação não consegue de forma alguma acessar diretamente alguma tabela ou processo do SAP R/3.

ArqFosf

O sistema de automação, todo baseado em plataforma Windows está dividido em duas partes: uma que faz a interface com o sistema corporativo, desenvolvida em linguagem Visual Basic da Microsoft; e outra parte responsável pelo carregamento físico, formado pelo Sistema Supervisório, desenvolvido em Wizcon, e pelo Sistema de PLC, GE-FANUC, desenvolvido em Versa Pro.

O banco de dados utilizado pelo sistema esta implementado em SQL-Server 7.0, da Microsoft e fica centralizado em um servidor, em uma sala isolada nos escritórios do complexo industrial, e atende tanto o sistema da unidade CIU1 quanto da unidade CIU2.

O sistema operacional é o Windows 2000 Server. Apesar de estar localizado em Uberaba, o servidor é controlado remotamente pelo CPD da empresa, localizado em Cubatão, SP.

Todos os computadores utilizados em todo o processo são interligados por rede Ethernet, de 100Mbits, através de conexões por fibra óptica. Estes computadores também são baseados em plataforma Windows. Os computadores das salas de controle, onde estão os sistemas supervisórios utilizam o Windows NT 4.0 Workstation e os micros das outras áreas, como portarias, utilizam o Windows 95, 98 ou 2000.

No campo, as balanças rodoviárias são ligadas ao PLC através de rede Profibus, e os sensores de distância e altura, que enviam para o sistema a posição da esteira em relação ao ponto zero do carregamento e a altura da carreta em relação ao solo, são ligados via rede Modbus.

Programas de Interface com o SAP R/3 e de acompanhamento do processo

No servidor, além do banco de dados, estão instalados programas para a administração de todo o sistema de expedição e também o MQ-Series for Windows. Nos servidores localizados em Cubatão, onde se encontra a base do sistema corporativo SAP R/3, está instalado o MQ-Series for AIX. A comunicação entre ambos é feita através de um link via satélite.

Toda a identificação dos caminhões durante o processo de carregamento é feita por um sistema de identificação por rádio freqüência composto por transponders, dispositivos que utilizam a tecnologia TIRIS, da Texas. Cada transponder possui um código universal e único, permitindo uma identificação precisa e segura.

No sistema, são utilizados dois tipos de transponder. O transponder fixo, utilizado em caminhões que fazem o percurso apenas no distrito industrial, já é pré-cadastrado no sistema corporativo. A triagem já é associada a este número de transponder assim que o operador indica qual o caminhão que vai ser carregado. Já o transponder móvel é lido sempre que uma triagem é criada para um caminhão. A leitura deste transponder é feita por uma micro-leitor, instalado na porta serial do micro-computador.

Feita a triagem, assim que um caminhão entra na balança sob o silo de carregamento ou na balança de aferição ele é automaticamente identificado por uma antena, proporcionando uma operação ágil, rápida e sem interferência humana. Esta identificação é feita com o caminhão em movimento.

A identificação dos transponders na balança é controlada por um programa, que além de fazer a leitura dos dispositivos, ainda é o responsável pelo controle das luzes dos semáforos e das buzinas existentes em cada uma das balanças.

Nas salas de controle, além do Sistema Supervisório, está instalado ainda um programa responsável por buscar no banco de dados a triagem associada ao transponder lido e enviar todos os dados necessários do carregamento para o sistema supervisório, bem como o comando para iniciar o carregamento.

Depois de finalizado o carregamento, ele recebe os pesos tara e bruto do supervisório e manda o comando para o envio das informações de volta para o sistema corporativo, para emissão da nota fiscal, e também envia o comando para a emissão do ticket de pesagem, na aferição.

Benefícios do Sistema

Atualmente, existem mais de 60 tipos de caminhões com medidas e capacidades diferentes que são carregados pelo sistema, desde caminhões de 4.5 metros de carroceria até bi-trens (caminhões com duas carrocerias de 6.5 metros cada).

Atuando em sua capacidade máxima, o sistema pode carregar até 310 toneladas de fertilizante por hora, em cada um dos silos.

Um caminhão com capacidade líquida para 15 toneladas pode ser carregado em pouco menos de 5 minutos.

Porém, a grande vantagem deste sistema em termos de tempo é que ele evita que o caminhão tenha que fazer mais duas paradas nas balanças da portaria. Sem o sistema, o caminhão precisava parar na entrada para pegar o seu peso tara e também na saída, para pegar o peso bruto, para a emissão da nota fiscal. Este era o grande gargalo do sistema, uma vez que o carregamento podia ser feito em quatro silos simultaneamente, mas as pesagens para a emissão da nota fiscal eram feitas em apenas duas balanças, que precisavam atender tanto a entrada quanto a saída destes caminhões como também atender o fluxo dos caminhões das outras áreas do complexo industrial, como o recebimento de matérias primas e o carregamento de ácido sulfúrico, que não são atendidos pelo sistema de expedição.