Brasil 6,000 T/D Automação de Óleo de Soja | SENTRADO
Um case de sucesso detalhado da solução de automação industrial da SENTRADO entregando resultados mensuráveis para operações de processamento de alimentos no Brasil.
Contexto do Projeto & Objetivos
A SENTRADO foi contratada por uma das maiores empresas de processamento de soja do Brasil para projetar, desenvolver e comissionar um sistema de controle distribuído (DCS) completo para sua planta de esmagamento de soja e extração de óleo de 6,000 toneladas por dia. A planta, localizada no Mato Grosso — o coração do agronegócio brasileiro —, opera 24 horas por dia, 7 dias por semana durante a safra, tornando a confiabilidade do sistema absolutamente crítica para o cumprimento das metas de produção e a manutenção dos fluxos de receita.
O sistema de controle existente, instalado há mais de 15 anos, havia se tornado um gargalo para a operação. Tempos de inatividade não planejados frequentes, capacidades limitadas de diagnóstico e a incapacidade de integrar instrumentação moderna estavam corroendo a posição competitiva da planta. O cliente exigia um integrador de sistemas de automação chave na mão capaz de entregar um DCS de classe mundial, minimizando as interrupções na produção em andamento durante o período de migração.
O escopo da SENTRADO abrangeu todo o ciclo de vida da automação: engenharia de front-end (FEED), fabricação de painéis de controle, desenvolvimento de software, testes de aceitação de fábrica (FAT), transporte, supervisão de instalação no local, comissionamento, testes de aceitação de site (SAT) e treinamento de operadores. O projeto foi entregue dentro do cronograma, apesar dos desafios logísticos do transporte de equipamentos da China para o interior do Brasil.
Problemas que Tivemos que Resolver
1. Sistema de Controle Desatualizado
O DCS legado havia atingido o fim de sua vida útil sem suporte do fornecedor disponível. Peças sobressalentes eram cada vez mais difíceis de obter, e falhas não planejadas estavam causando uma média de 4-6 horas de tempo de inatividade por mês, impactando diretamente o rendimento da produção durante as janelas críticas de safra.
2. Condições Climáticas Tropicais
A região do Mato Grosso experimenta altas temperaturas ambientes (até 40°C), alta umidade e poeira significativa do manuseio da soja. Os painéis de controle exigiam gerenciamento térmico robusto e proteção contra entrada para garantir uma operação confiável nessas condições severas.
3. Requisito de migração sem tempo de inatividade
A planta não podia suportar paralisações prolongadas durante a transição. O cliente exigiu que o novo DCS fosse instalado e comissionado com no máximo 48 horas de interrupção total planejada da produção em toda a migração.
4. Complexidade da gestão de receitas
A instalação processa múltiplas variedades de soja com diferentes teores de umidade e perfis de óleo, exigindo uma gestão sofisticada de receitas para otimizar o rendimento e manter a qualidade consistente do produto em diversas condições de entrada.
5. Experiência limitada em automação a nível local
A equipe de manutenção da planta tinha experiência limitada com plataformas modernas de DCS, exigindo transferência abrangente de conhecimento, documentação multilíngue (português e inglês) e capacidades contínuas de suporte remoto.
Nossa abordagem e arquitetura do sistema
A SENTRADO projetou uma solução completa de DCS baseada na plataforma Siemens PCS 7 com controladores redundantes AS 410, garantindo operação tolerante a falhas com comutação automática de CPU em menos de 50 milissegundos. A arquitetura do sistema foi dividida em três áreas de processo — preparação, extração e recuperação de solvente — cada uma controlada por pares de controladores dedicados que se comunicam por uma rede em anel PROFINET redundante.
Os painéis de controle foram fabricados na instalação certificada pela UL da SENTRADO na China, apresentando invólucros com classificação IP54 e unidades de ar condicionado integradas para lidar com o clima tropical. Todos os painéis passaram por um rigoroso teste de envelhecimento de 72 horas com simulação completa de sinais antes do envio. As estações de E/S distribuídas ET 200PA foram instaladas em caixas de junção de campo próximas aos equipamentos de processo, reduzindo significativamente os custos de cabeamento de campo e melhorando a integridade do sinal.
Para atender ao requisito de migração sem tempo de inatividade, a SENTRADO desenvolveu uma estratégia de migração em fases. Novos controladores foram instalados em paralelo com o sistema legado, com divisores de sinal permitindo que ambos os sistemas monitorassem as variáveis de processo simultaneamente. Cada área de processo foi comutada individualmente durante as janelas de manutenção programadas, com o sistema antigo permanecendo em hot standby até que o novo sistema fosse totalmente validado. O sistema WinCC SCADA fornece aos operadores gráficos de processo intuitivos, gerenciamento avançado de alarmes e um historiador integrado com retenção de dados de 3 anos para conformidade regulatória e otimização de processo.
Aspectos destacados da arquitetura do sistema
- Controladores redundantes Siemens PCS 7 AS 410 com configuração de CPU em hot-standby
- Topologia em anel PROFINET com MRP (Media Redundancy Protocol) para resiliência de rede
- E/S distribuída ET 200PA com capacidade de hot-swap para todos os módulos
- WinCC SCADA com 4 estações de operador e 1 estação de engenharia
- Sistema integrado de gestão de receitas suportando mais de 50 perfis de variedades de soja
- Painéis de controle IP54 com refrigeração integrada e filtragem de poeira
- Interface OPC UA para integração ERP/MES
- Acesso remoto de diagnóstico através de conexão VPN segura
Parâmetros do sistema e configuração
| Sistema de controle | Siemens PCS 7 DCS v9.0 |
| Controladores | 2 × SIMATIC AS 410 (Redundante) |
| Total de pontos de E/S | 3,200+ (AI: 480, AO: 160, DI: 1,800, DO: 760) |
| Protocolo de comunicação | PROFINET IRT / PROFIBUS DP / Modbus TCP |
| HMI / SCADA | WinCC OA — 4 Estações de operador + 1 EWS |
| Painéis de controle | 12 × IP54 com refrigeração por CA integrada |
| Estações de E/S distribuídas | 18 × estações remotas ET 200PA |
| Historiador | WinCC Process Historian — retenção de 3 anos |
| Faixa de Potência | 380V/480V trifásico, 50/60Hz |
| Gestão de receitas | Mais de 50 perfis de variantes de produto |
| Topologia de rede | Anel PROFINET redundante com MRP |
| Disponibilidade do sistema | 99.5% (garantida) |
Componentes-chave e hardware
Controlador Siemens AS 410
6ES7410-5HX08-0AB0
Controlador DCS redundante de alto desempenho
E/S distribuída ET 200PA
6ES7650-0PH00-0AB0
Estação remota de E/S para implantação em campo
WinCC OA SCADA
6AV6371-1DN07-0AX0
Interface de operador e visualização de processos
Switch SCALANCE X204RNA
6GK5204-0BA00-2KB2
Switch de anel PROFINET redundante
Fonte de alimentação SITOP
6EP1336-3BA10
Fontes de alimentação redundantes de 24V DC
Partida suave SIRIUS
3RW4445-6BC44
Partida suave de motor para britadores de grande porte
Painel de controle IP54
Rittal VX25
Invólucro NEMA 12 com refrigeração por CA
Transmissor de vazão SITRANS
7ME6910-1AA30-1AA0
Medição eletromagnética de vazão
Fases do projeto
Engenharia e design
8 semanasFEED, revisão de P&ID, desenvolvimento de lista de E/S, filosofia de controle
Fabricação de painéis
6 semanasMontagem de painéis, cabeamento, instalação de componentes, inspeção de QC
Desenvolvimento de Software
10 semanasProgramação de DCS, gráficos de HMI, sistema de receitas, configuração de alarmes
Teste de Aceitação em Fábrica
2 semanasTestes completos de simulação com testemunha do cliente, verificação de E/S
Envio e logística
5 semanasFrete marítimo de Xangai a Santos, transporte terrestre para Mato Grosso
Instalação e comissionamento
6 semanasCabeamento no local, testes de malha, comutação em fases, SAT
Treinamento e transferência
2 semanasTreinamento de operadores e manutenção, transferência de documentação
Resultados mensuráveis
Dados de desempenho verificados após o comissionamento do sistema e operação contínua.
Capacidade de produção de 4,600 a 6,000 T/D
Disponibilidade do DCS ao longo de 18 meses de operação
Zero paralisações de produção não planejadas desde a comutação
Controle de motor otimizado e malhas de processo
Antes vs Depois: Comparação Quantificada
| Métrica | Antes | Depois | Variação |
|---|---|---|---|
| Throughput de produção | 4,600 T/D | 6,000 T/D | +30% |
| Disponibilidade do sistema | ~92% (tempo de inatividade frequente) | 99.5% | +7.5 pts |
| Tempo de inatividade não planejado | 4–6 hrs/mês | 0 hours | −100% |
| Consumo de energia | Linha de base | Redução de 20% | −20% |
| Suporte do fornecedor | Fim de vida útil, sem suporte | Suporte completo OEM + SENTRADO | Coberto |
Dados baseados em relatórios de comissionamento do projeto e medições operacionais contínuas. Nome do cliente disponível sob NDA.
Impacto no resultado final
O sistema de automação entregue superou todas as metas de desempenho especificadas no contrato, alcançando maior produtividade, menor consumo de energia e melhor qualidade do produto em comparação com a operação base. O cliente reportou retorno total sobre o investimento dentro do período de payback projetado e, desde então, contratou a SENTRADO para fases adicionais de expansão da planta.
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