Construção de um Protótipo de Vaso Separador Bifásico Horizontal

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS
FACULDADE DE TECNOLOGIA
GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PETRÓLEO E GÁS
Construção de um Protótipo de Vaso Separador
Bifásico Horizontal
Bruno Chacon Paixão de Souza
Manaus - AM
Maio de 2016
Bruno Chacon Paixão de Souza
Construção de um Protótipo de Vaso Separador
Bifásico Horizontal
Monografia de Graduação apresentada à Co-
ordenação de Engenharia de Petróleo e Gás
da Universidade Federal do Amazonas como
requisito parcial para a obtenção do grau de
bacharel em Engenharia de Petróleo e Gás.
Orientador(a)
Prof. M.Sc Kenny Vinente dos Santos
Universidade Federal do Amazonas
Faculdade de Tecnologia
Manaus - AM
Maio de 2016
Ficha Catalográfica
S729c Construção de um Protótipo de Vaso Separador Bifásico
Horizontal / Bruno Chacon Paixao de Souza. 2016
 61 f.: il. color; 31 cm.
 Orientador: Kenny Vinente dos Santos
 TCC de Graduação (Engenharia de Petróleo e Gás) -
Universidade Federal do Amazonas.
 1. Vaso Separador Bifásico horizontal. 2. Microcontrolador
Arduíno. 3. Programa Elipse SCADA. 4. Controle e Monitoramento.
I. Santos, Kenny Vinente dos II. Universidade Federal do Amazonas
III. Título
Ficha catalográfica elaborada automaticamente de acordo com os dados fornecidos pelo(a) autor(a).
Souza, Bruno Chacon Paixao de
À minha avó, minha filha e
esposa, aos meus pais e meu
irmão.
iv
Agradecimentos
• Agradeço, a Deus por sempre estar ao sempre ao meu lado, me guiando nessa
jornada;
• Agradeço a minha filha, Sofia Gabriela, pois ela sempre me deu o incentivo neces-
sário para chegar onde cheguei;
• Agradeço a minha esposa, Maria Cecilia, por ser minha fonte de inspiração e
sempre me apoiar quando mais precisei;
• Agradeço aos meus pais, Lúcio Sampaio e Leda Chacon, que fizeram de mim o que
sou, em especial ao meu pai que me acompanhou de perto guiando meu caminho;
• Agradeço ao meu orientador Prof. Msc. Kenny Vinente dos Santos, por acreditar
no meu potencial, ter me dado todo suporte no pouco tempo que lhe coube, me
ajudando a crescer como pessoa e profissionalmente;
• Agradeço a todos os meu amigos e colegas que direta ou indiretamente contribuí-
ram para este trabalho;
v
Resumo
Um dos principais equipamentos da indústria do petróleo é o vaso separador, este equipa-
mento é responsável por regularizar o fluxo inicial de produção, absorvendo altas pressões
aplicadas pelo petróleo e separando os hidrocarbonetos, que são economicamente inte-
ressantes, da água que não tem valor econômico e muita vezes dificulta o processamento
do petróleo, por conter altos níveis de sal e outros contaminantes na sua composição.
Pensando nisso neste trabalho foi realizada a construção de um protótipo de um separa-
dor bifásico horizontal, em escala reduzida e com materiais de baixo custo, visando ser
empregado em laboratórios para fins didáticos. Este protótipo é capaz de separar a água
do óleo, através da sua arquitetura interna inspirada em separadores utilizados no campo
de produção. Foi implementado no projeto um sistema supervisório cujo operador pode
acompanhar as principais variáveis do processo e se for preciso intervir diretamente da
interface homem máquina no procedimento que é realizado. Por fim, o separador foi
submetido a vários testes com o objetivo de verificar sua funcionalidade em situações
diversas e discutidos os resultados em cada uma delas, além disso são sugeridas pesquisas
futuras que podem melhorar e complementar o estudo feito.
Palavras chave: Vaso Separador Bifásico horizontal, Microcontrolador Arduíno, Pro-
grama Elipse SCADA
vi
Abstract
One of the main equipment of the oil industry is the separator vessel, it is who regulates
the initial production flow, absorbing high pressures applied by the oil and separating
the economically interesting hydrocarbons, from water that has no economic value and
a lot of times difficult the processing oil, because it contains high levels of salt and other
contaminants in its composition, thinking that this work was carried out to build a pro-
totype of a horizontal two-phase separator with reduced and low-cost materials, aimed
to be used in laboratories for purposes teaching. This prototype is capable of separa-
ting water from oil, through its internal architecture inspired by separators used in the
production field. In the project was implemented a supervisory system whose operator
can follow the main variables of the process and if necessary intervene directly from the
man machine interface in the procedure that is performed. Finally, the separator was
subjected to various tests in order to verify their functionality and discussed in many
situations results in each, furthermore was suggested futures researchs that may enhance
and complement the study.
Key words: Biphasic horizontal separator vessel, Arduino microcontroller, Software
Elipse SCADA.
vii
Sumário
Lista de Figuras x
1 Introdução 1
1.1 Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.2 Organização da monografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
2 Fundamentação Teórica 4
2.1 Processamento Primário de Fluidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.2 Mecanismos de Separação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.2.1 Seção de separação primária . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.2.2 Seção de acumulação de líquido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.2.3 Seção de separação secundária . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.2.4 Seção de aglutinação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.3 Separador Bifásico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.4 Separador Trifásico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.5 Microcontrolador e Arduino . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.5.1 Arduino . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.6 Sistema Supervisório . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.6.1 Protocolo de comunicação Modbus . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.7 Instrumentação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.7.1 Sensor de Nível . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.7.2 Sensor de Vazão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.7.3 Sensor Ultrassônico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
viii
2.7.4 Bomba de líquidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.7.5 Display LCD com Modulo I2C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3 Metodologia 21
3.1 Construção do Vaso Separador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.2 Programação do Código para o Arduino . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.3 Elaboração da IHM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
3.4 Instalação e Cabeamento de Dispositivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
4 Experimentos e Resultados 43
4.1 Experimento 1: Vaso Separador em Operação Padrão . . . . . . . . . . . 43
4.1.1 Resultado do Experimento 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
4.2 Experimento 2: Vaso Separador Operando Somente com Água . . . . . . 46
4.2.1 Resultado do Experimento 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
4.3 Experimento 3: Vaso Separador Operando Somente com Óleo . . . . . . 47
4.3.1 Resultado do Experimento 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
4.4 Experimento 4: Vaso Separador em Operação Padrão com Queda de Ener-
gia Geral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
4.4.1 Resultado do Experimento 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
4.5 Experimento 5: Vaso Separador em Operação Padrão com Corte na Co-
municação entre o Arduíno e o Sistema Supervisório . . . . . . . . . . . . 49
4.5.1 Resultado do Experimento 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
5 Conclusões 51
5.1 Trabalhos Futuros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Referências Bibliográficas 54
Apêndice A Sketch para Arduino 56
ix
Lista de Figuras
2.1 Planta simplificada de um processamento primário . . . . . . . . . . . . . 5
2.2 Seções de um separador bifásico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.3 Esquema de um Separador Bifásico Vertical. . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.4 Esquema de um Separador Trifásico Horizontal. . . . . . . . . . . . . . . 9
2.5 Esquema de um Separador Trifásico Vertical. . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.6 Diagrama de blocos simplificado de um microcontrolador. . . . . . . . . . 11
2.7 Placa Arduino modelo UNO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.8 Esquema de comunicação mestre/escravo utilizando Modbus. . . . . . . . 16
2.9 Ilustração Sensor de Nivel do Tipo Bóia . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.10 Ilustração Sensor de Vazão. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.11 Esquema de Funcionamento do Sensor Ultrassonico. . . . . . . . . . . . . 18
2.12 Bomba de líquidos utilizada no projeto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.13 Display utilizado no protótipo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.14 Esquema ilustrativo do protocolo I2C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.1 Diagrama de blocos do projeto. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.2 Parede de acrílico sendo fixada. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.3 Entrada de fluidos instalada. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.4 Imagem do local de instalação da placa vertedoura vista de cima. . . . . 24
3.5 Tampa do separador. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.6 Saídas do vaso separador. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.7 Detalhe dos sensores de níveis instalados na placa vertedoura. . . . . . . 26
x
3.8 Detalhe do arame incorporado ao sensor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.9 Criando uma nova aplicação no Elipse SCADA. . . . . . . . . . . . . . . 29
3.10 Abrindo a função Organizer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.11 Janela de menus principais. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.12 Adicionando um novo driver. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.13 Configurando o novo driver. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.14 Configurando o Setup dodriver. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.15 Configurando o Serial do driver. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.16 Adicionando uma nova Tag. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3.17 Adicionando uma Tag PLC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.18 Adicionando uma Tag Expressão. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.19 Configurando as Tags PLC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3.20 Configurando as Tags Expressão. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3.21 Configurando as Tags Expressão. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3.22 Objetos da Interface Homem-Maquina. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.23 Configuração dos objetos criados. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
3.24 Suporte feito para os sensores de níveis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
3.25 Suporte do sensor ultrassônico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
3.26 Detalhe da ligação da bomba e sensor de fluxo. . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.27 Esquema de ligação feito no Fritzing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.28 Esquema real de ligaçao do projeto. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
4.1 Preparação do vaso separador para os testes . . . . . . . . . . . . . . . . 44
4.2 Copo utilizado para medir a quantidade de líquidos . . . . . . . . . . . . 45
4.3 Reservatório contendo água e óleo misturados . . . . . . . . . . . . . . . 45
4.4 Reservatório preenchido somente com água . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
4.5 Reservatório contendo somente óleo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
4.6 Botão de de modo de operação sendo acionado . . . . . . . . . . . . . . 49
4.7 Cabo de dados desconectado do notebook . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
4.8 Mensagem de erro ao desconectar o cabo USB . . . . . . . . . . . . . . . 50
xi
xii
Capítulo 1
Introdução
O Brasil no ano de 2013 foi considerado o mercado mais promissor da indústria de
petróleo e gás do mundo, a Petrobras, a maior empresa brasileira de petróleo, elaborou
o seu maior plano de investimento empresarial, com o valor de 236,7 bilhões de dólares
[1]. No entanto em 2016 a Petrobras diminuiu seu plano de negocio e gestão em aproxi-
madamente 58%, um dos fatores que motivaram esse corte foram a crise internacional do
petróleo e a instabilidade do cenário politico brasileiro[2]. Com base nesse novo quadro
surgiu a necessidade de equipamentos mais simplificados e baratos.
Um dos principais ramos de atuação da Petrobras é a exploração e produção de
petróleo e gás natural. Para esse óleo chegar a superfície e posteriormente ser comercia-
lizado, são necessárias inúmeras etapas anteriores que vão desde o estudo geológico até
o refino, um dos problemas encontrados na sua produção é que o petróleo que vem da
rocha reservatório não está dentro das normas impostas pela Agencia Nacional do Petró-
leo (ANP), que define todos os parâmetros que o óleo e gás devem ter para o comercio
e transporte[3].
Para adequar o fluxo de fluidos que chegam a superfície, de diferentes poços
através de manifolds de produção às normas de segurança nacionais e fazer com que a
produção seja economicamente viável, se faz necessária a instalação de um processamento
primário. Este processo tem a finalidade de separar gás, óleo e água, tratar ou condicio-
nar os hidrocarbonetos para que possam ser transferidos para as refinarias ou Unidades
1
de Processamento de Gás Natural (UPGNs) e tratar a água para que seja destinada à
condições ambientais tecnicamente mais aceitáveis (descarte ou reaproveitamento) [4].
Neste trabalho será apresentada a construção de um protótipo de separador bifá-
sico horizontal (água/óleo) controlado por um microcontrolador Arduíno, com o propó-
sito de ser uma alternativa de baixo custo para laboratórios e experimentos acadêmicos,
proporcionando aos alunos a oportunidade de conhecer na prática o funcionamento do
processamento primário de separação.
1.1 Objetivos
O objetivo principal deste trabalho é construir um separador de água e óleo
horizontal, para a realização de experimentos na área de petróleo e gás, controle, instru-
mentação, processos, etc. Fazer o monitoramento e coordenação do seu funcionamento
através de um sistema supervisório, visando sua implantação num laboratório. Especi-
ficamente pretende-se:
1. Construir o separador para que funcione de maneira satisfatória e tenha um baixo
custo de implantação;
2. Escolher o sistema supervisório que atenda as necessidades do projeto e tenha um
baixo custo financeiro de aquisição;
3. Desenvolver a programação na linguagem do arduino para a automação do processo
e comunicação com o sistema supervisório;
4. Elaborar a Interface Homem Máquina (IHM) do supervisório para o mesmo se co-
municar com o hardware arduino e possibilitar o controle e supervisão do processo.
1.2 Organização da monografia
A monografia está organizada da seguinte forma:
2
• No Capítulo 2, são apresentadas as definições básicas sobre sobre vaso separadores,
além dos conceitos sobre arduino, sistema
supervisório Elipse SCADA, o protocolo
empregado para fazer a comunicação entre o microcontrolador, o software e os
instrumentos utilizados no projeto. Esses conceitos apresentados servem para um
melhor entendimento da metodologia aplicada neste trabalho;
• No Capítulo 3, é apresentada a estrutura principal desta monografia, como foi
construído o vaso separador, de que maneira se deu a instalação dos dispositivos,
o desenvolvimento da logica de programação e a elaboração da IHM aplicada no
supervisório;
• No Capítulo 4, são realizadas experimentos no vaso separador e apresentados os
resultados obtidos, bem como, uma pequena análise de cada resultado, testando o
funcionamento do protótipo em diversos cenários;
• No Capítulo 5, são apresentados as considerações finais desta monografia, resu-
mindo todo o conhecimento adquirido e aplicado, assim como sugestões para tra-
balhos futuros.
3
Capítulo 2
Fundamentação Teórica
2.1 Processamento Primário de Fluidos
Ao longo da etapa de prospecção do óleo, geralmente ocorre simultaneamente a
prospecção da água, gás e sedimentos contidos no reservatório. Como o interesse da
empresa é somente na produção de hidrocarbonetos e a presença de outras substancias
podem interferir negativamente em diversos fatores, tais como transporte e segurança
operacional, a implantação de um processamento primário na própria unidade de pro-
dução, seja ela terrestre ou marinha se faz necessário [5].
A mistura de óleo, água e gás passam por um processo de separação que pode
ser: separação bifásica, onde são separados gás e liquido; separação trifásica, onde se
separa gás, água e óleo [4]. Uma planta de processamento primário pode ser simples ou
mais complexa. As mais triviais normalmente fazem apenas a separação água/gás/óleo
e as mais complexas possuem em sua planta equipamentos para fazer o condicionamento
e compressão do gás, tratamento e estabilização do óleo e o tratamento da água para
reinjeção ou descarte [3].
A Figura 2.1 mostra o processamento primário de modo simplificado, com suas
etapas e seus respectivos produtos.
4
Figura 2.1: Planta simplificada de um processamento primário
Fonte [4].
2.2 Mecanismos de Separação
Segundo Thomas [6], os principais mecanismos utilizados pelos vasos separadores,
para separar gás do liquido são:
• Ação da Gravidade - Faz com que ocorra a decantação do composto mais pesado;
• Separação Inercial - Ocorre quando há uma mudança brusca da velocidade e direção
do fluxo, permitindo que o gás se desprenda da fase líquida devido a inércia que
esta fase possui;
• Aglutinação das Partículas - O contato das partículas de óleo dispersas sobre uma
superfície, facilita a coalescência, aglutinação e consequentemente a decantação do
mesmo;
5
• Força Centrífuga - Se favorece das diferenças de densidade do líquido e do gás,
que quando submetidos a movimento giratório se separam, por adquirirem forças
centrífugas diferentes;
De acordo com Santos [3], podemos identificar a ocorrência desses quatro me-
canismos nas quatro seções do vaso separador: seção de separação primária, seção de
acumulação de líquido, seção de separação secundária e seção de aglutinação.
2.2.1 Seção de separação primária
A mistura que entra no separador, com velocidade considerável choca-se com
placas defletoras na entrada do vaso, fazendo com que ocorra uma mudança brusca
de velocidade e direção do fluxo, facilitando a separação entre o gás e o líquido, por
consequência o líquido se acumula no fundo do vaso.
2.2.2 Seção de acumulação de líquido
Esta seção permite que as bolhas de gás ainda dispersas no interior do líquido
após a separação primária se separem, emerjam e se acumulem na parte superior do
separador. Para isso, o líquido deve permanecer retido durante certo tempo (chamado
tempo de retenção ou residência), que deve variar de 3 a 4 minutos dependendo do grau
de API do óleo.
2.2.3 Seção de separação secundária
Aqui as gotículas menores de líquido carregadas pelo gás, se deslocam em velo-
cidade baixa, se desprendem do gás e decantam por ação gravitacional. Quanto menor
for à turbulência do gás, melhor será a eficiência de separação nesta seção.
2.2.4 Seção de aglutinação
Localizada no entorno da saída de gás, onde as gotículas de líquido arrastadas
não separadas nas seções anteriores, coalescem e decantam para a seção de acumulação
6
de líquido. Em casos de presença de partículas líquidas muito pequenas, são utilizados
extratores de névoa nesta parte do vaso separador.
2.3 Separador Bifásico
O separador bifásico pode ser construído na configuração vertical ou horizontal,
de formato cilíndrico ou eventualmente esférico, tem a finalidade de separar a fase líquida
da gasosa [7]. A Figura 2.2 ilustra todas as seções e mecanismos internos de separação
do vaso, apresentadas acima.
Figura 2.2: Seções de um separador bifásico.
Fonte [3].
Segundo Freitas [8], os separadores horizontais são normalmente mais eficientes
sob o ponto de vista da separação gás/líquido, em especial onde há ocorrência de espu-
mas, uma vez que oferece área superficial de interface maior, que permite uma melhor
decantação das gotículas de óleo presentes na fase gasosa, além de favorecer o desprendi-
mento do gás da fase líquida separada. Os separadores verticais são melhor aproveitados
em instalações que não dispõem de muito espaço livre, pois estes requerem uma menor
7
área para acomodação e sua geometria facilita a remoção da areia acumulada no fundo,
no caso de campos produtores com alto índice de sedimentos em sua produção.
No separador vertical (ver Figura 2.3), os fluidos entram no vaso e se chocam com
a placa defletora iniciando a separação primária. O líquido removido pelo defletor de
entrada se desloca para a base do vaso. O gás move-se para cima, geralmente passando
através de um extrator de névoa. Em seguida, o gás separado deixa o vaso pela parte
superior. O líquido removido pelo extrator de névoa aglutina-se em gotículas maiores e
decantam para a região de acúmulo de líquido na parte inferior. Controle de nível interno
não é tão alto, podendo variar a altura do líquido em vários centímetros sem afetar a
eficiência operacional. O uso de extratores de névoa pode reduzir significativamente o
diâmetro exigido de separadores verticais [8].
Figura 2.3: Esquema de um Separador Bifásico Vertical.
Fonte [9].
8
2.4 Separador Trifásico
Assim como os separadores bifásicos, os trifásicos também podem ser construídos
de forma vertical ou horizontal e são normalmente cilíndricos. Na separação trifásica
são separados gás, óleo e água livre. Devido à diferença de densidades entre o óleo e
água e ao tempo de retenção do fluído na seção de acumulação de líquido, podemos
observar duas camadas distintas. Camada de água no fundo vaso (água livre) e uma
camada de óleo sobre esta última. Para separar e remover a água livre são utilizados
separadores trifásicos (também chamados de extratores de água livre), muito semelhantes
aos separadores bifásicos, com apenas alguns dispositivos a mais para esta finalidade e
possuem mais espaço, este espaço extra serve para otimizar a decantação do líquido [3]
A Figura 2.4 ilustra um separador trifásico horizontal.
Fonte [3].
Figura 2.4: Esquema de um Separador Trifásico Horizontal.
A mecânica de separação do vaso trifásico é a mesma do bifásico, a principal
diferença entre eles é a placa vertedoura que o primeiro possui, com a finalidade de
separar a câmara de óleo da seção de acúmulo de líquido, fazendo com que somente
o óleo transborde pela parte superior da placa. Segundo Santos [3], isto ocorre pela
9
diferença de densidade e pela ação da gravidade. Durante o tempo de retenção do
líquido no interior do vaso, a água se separa do
óleo, criando uma camada inferior de
água relativamente limpa (água livre), e uma superior de óleo mais ou menos limpa. A
água livre segue por uma tubulação de saída pelo fundo do vaso, dotada de válvula de
controle de nível de interface água-óleo, que regula a vazão de saída da água. E o óleo,
após entornar pela parte superior do vertedouro, se acumula na câmara de óleo e segue
por uma tubulação de saída pelo fundo da mesma, dotada de válvula de controle de nível
de óleo, que regula a vazão de saída do óleo.
Figura 2.5: Esquema de um Separador Trifásico Vertical.
Fonte [6].
2.5 Microcontrolador e Arduino
Para o separador funcionar corretamente são necessários sensores de nível e va-
zão, bomba para injetar os líquidos e válvulas solenoides. Todos esses equipamentos
devem funcionar em sincronia, por tanto se faz necessário o uso de um microcontrola-
dor para coordenar o funcionamento de cada componente do projeto. De acordo com
10
Rocha [10] um microcontrolador é um circuito integrado composto de diversos elemen-
tos computacionais e periféricos que se comunicam entre si, como pode ser visualizado
no diagrama de blocos da Figura 2.6. Cada componente possui uma função específica
explicada brevemente na sequência.
Figura 2.6: Diagrama de blocos simplificado de um microcontrolador.
Fonte [10].
• Unidade Central de Processamento (CPU): Assim como nos computadores nor-
mais, a CPU de um microcontrolador é responsável por realizar as operações lógi-
cas e aritméticas, entre outras, sobre os dados recebidos;
• Memória: Onde todos os dados e programas ficam armazenados, antes, durante e
depois do processamento pela CPU;
• Entradas: Dispositivos conectados nas entradas do microcontrolador fornecem os
dados para a CPU processar, estes dados vêm de um sistema externo;
• Saídas: Os dispositivos conectados nas saídas do microcontrolador recebem os
dados após o processamento feito pela CPU.
11
2.5.1 Arduino
O conceito Arduino surgiu na Itália, em 2005, com objetivo de criar um disposi-
tivo de controle para protótipos construídos de forma menos dispendiosa do que outras
soluções disponíveis. Este microcontrolador (Figura 2.7) é considerado uma plataforma
de computação física, onde sistemas digitais, ligados a sensores e a atuadores, são capa-
zes de medir variáveis no ambiente físico, realizar cálculos numéricos e tomar decisões
lógicas no ambiente computacional e gerar novas variáveis no ambiente físico. O Arduino
possui uma linguagem de programação própria de alto nível, baseada nas linguagens C
e C++, preservando muitas características dessas linguagens [11].
Figura 2.7: Placa Arduino modelo UNO.
Fonte [12].
O Arduino foi escolhido para essa função pois:
• Trata-se de um ambiente multiplataforma; ele pode ser executado no Windows,
Macintosh e Linux.
• Tem por base o Integrated Development Environment (IDE) de programação Pro-
cessing, ambiente de desenvolvimento fácil de ser utilizado e que costuma ser em-
pregado por artistas e designers.
• Pode ser programado utilizando-se um cabo USB, sem necessidade de uma porta
serial. Esse recurso é útil, uma vez que muitos computadores modernos não têm
portas seriais.
12
• O hardware é barato, e substituir um processador queimado é muito fácil, além
de não custar muito. Justamente por isso, seus eventuais erros não acarretarão
grandes prejuízos.
• Há uma comunidade ativa de usuários, com muitas pessoas que podem ajudá-lo.
• O Arduino Project foi desenvolvido em um ambiente educacional; portanto, é ideal
para iniciantes que desejam resultados rápidos [13].
2.6 Sistema Supervisório
Quando se trabalha com sistemas automatizados intrincados, surge a indispen-
sabilidade de se criar uma interface homem-máquina que facilite o monitoramento do
processo supervisionado. Como são monitoradas inúmeras variáveis, nasceu a necessi-
dade da criação de tarefas dinâmicas, amigáveis e ergonomicamente eficientes, que são
atendidas por sistemas denominados supervisórios. Os sistemas supervisórios estão in-
seridos em um contexto mais amplo, o sistema de controle e aquisição de dados SCADA
(Supervisory Control and Data Acquisition). Esses sistemas possuem a função de captar
e armazenar os dados transmitidos pelos equipamentos de campo e, a partir daí, fazer
o monitoramento e controle das variáveis desejadas. Ele é composto pela parte física do
processo (hardware) e pelo programa (software). A parte física do sistema de aquisição
de dados engloba desde sensores e transdutores até a parte em que o sinal é convertido e
processado para que possa ser utilizado pelo software supervisório. A aquisição de dados
via hardware, juntamente com a parte de software, constitui-se em um completo sistema
de controle e aquisição de dados. Esses softwares analisam, armazenam e expõem as
informações necessárias para controle de todo o processo [14].
O Elipse SCADA, por meio da coleta de informações de qualquer tipo de equipa-
mento, permite aos operadores monitorar e controlar com precisão os processos realizados
pela industria, gerenciando de forma rápida e eficiente toda a produção. Os dados são
apresentados em tempo real e de forma gráfica, permitindo tratar as informações de
diversas maneiras como o armazenamento histórico, a geração de relatórios e a conexão
13
remota, entre outras possibilidades [15].
O programa possui três módulos de operação: Configurador, Runtime e Master,
este ultimo inclui os módulos Configurador e Runtime. O que define qual será o modulo
ativo é o dispositivo de proteção hardkey, acoplado ao computador. Os módulos Confi-
gurador e Master foram especialmente desenvolvidos para a criação e o desenvolvimento
de aplicativos, enquanto que a versão Runtime permite apenas a execução destes, não
sendo possível qualquer alteração no aplicativo por parte do usuário [16]. Na ausência da
hardkey, o software pode ser executado em modo Demonstração, que pode ser utilizado
para avaliação do software. O modo Demo possui quase todos os recursos existentes no
módulo Configurador, com as seguintes diferenças:
• Não permite salvar aplicações com mais de 20 tags (variáveis);
• Permite até cinco conexões simultâneas do Elipse Web;
• Permite a execução de uma aplicação e comunicação com equipamentos de aquisi-
ção de dados por até duas horas.
Nesse modo, o software pode ser livremente reproduzido e distribuído [17].
2.6.1 Protocolo de comunicação Modbus
Para que o sistema supervisório se comunique com o microcontrolador e vice e
versa é necessário um protocolo de comunicação. Este padrão de comunicação foi criado
na década de 70 pela Modicon, com o intuito de realizar a comunicação entre dispo-
sitivos mestre-escravo/cliente-servidor. O Modbus é um dos protocolos mais utilizados
em automação industrial, graças à sua simplicidade e facilidade de implementação, po-
dendo ser utilizado em diversos padrões de meio físico, como: RS-232, RS-485 e Ethernet
TCP/IP (MODBUS TCP). A velocidade de comunicação pode variar em cada um desses
padrões, assim como o comprimento máximo da rede e o número máximo de dispositivos
conectados.
De acordo com Cunha [18], o padrão RS-232, possui canais independentes de
transmissão, ou seja, uma linha para transmissão e outra para recepção de dados. Os
14
dados são representados por sinais através de níveis de voltagem. Segue o modelo de
comunicação Single-Ended, e possui uma taxa de transmissão relativamente baixa, che-
gando até 20 quilobit por segundo (Kbps) a uma distância de 15 metros. É comumente
usada para conexão entre dois equipamentos. Já a RS-485 diferencia-se, por utilizar um
ou dois pares de fios para transmissão de dados. Tem isolamento óptico, e trabalha a ta-
xas de transmissão de 10 megabit por segundo (Mbps) e aproximadamente 1200 metros
de distância, sem amplificação do sinal. Permite a conexão multi-ponto, suportando até
32 equipamentos na rede, ou seja, um mestre e 31 escravos, por fim o padrão Ethernet
no protocolo Modbus possui algumas variações, podendo chegar a 100Mbps ou até 10
gigabit por segundo (Gbps). A distância máxima pode variar de 100m até próximo de
200m dependendo do tipo de cabo utilizado e das condições de instalação do mesmo.
Conforme Souza [19], o modo de transmissão define o conteúdo de bit da mensa-
gem a ser transmitida na rede e como a informação da mensagem será empacotada na
mensagem e descompactada. O padrão Modbus emprega os dois modos de transmissão,
ASCII Mode e RTU Mode. Normalmente o modelo de transmissão é selecionado com
outros parâmetros de porta de comunicação serial como baud rate, paridade e etc. No
modo de transmissão ASCII (American Standard Code for Information Interchange),
cada byte de caractere em uma mensagem é enviado dois caracteres sem geração de
erros. No caso do modo RTU (Remote Terminal Unit), cada mensagem de 8 bits con-
tém dois caracteres hexadecimais de 4 bits. A Figura 2.8 ilustra o funcionamento do
protocolo
2.7 Instrumentação
2.7.1 Sensor de Nível
Para medir o nível da água e do óleo foram utilizados sensores do tipo boia vertical
(ver Figura 2.9), fabricado em Poliftalamida(PPA), é o material mais indicado para
trabalhar com água, óleo e combustíveis, estes sensores podem operar nas temperaturas
de -10 a 90
◦
C. O sensor indica através de sinal ON/OFF quando o nível de líquido foi
15
Figura 2.8: Esquema de comunicação mestre/escravo utilizando Modbus.
Fonte [20].
atingido, sendo instalado pelo interior, ou seja ele fica em contato com o líquido. Possui
uma tensão de trabalho que vai de, 220Vac à 5Vdc. Este modelo foi escolhido por ser
um sensor baixo custo, e ser de fácil instalação [21].
Figura 2.9: Ilustração Sensor de Nivel do Tipo Bóia
16
2.7.2 Sensor de Vazão
O sensor de fluxo de líquido escolhido foi o YF-S201, ele pode ser instalado
diretamente no cano, onde passam os fluidos a serem medidos. Seu funcionamento é
bem simples, em sua estrutura há um válvula em formato de catavento com um imã
acoplado que trabalha em conjunto com um sensor de efeito hall para enviar um sinal
PWM. O sensor de efeito Hall detecta quando o rotor com as pás completa um giro,
assim que essa volta completa é detectada, o sensor envia um pulso de 5V no cabo de
saída. Através destes pulsos é possível mensurar a vazão de liquido que passa por ele, ou
no caso deste projeto a quantidade de líquido que já passou(volume). Conforme Rocha
[10] esse sensor é capaz de trabalhar em uma vazão de até 30 litros por minuto, com
uma pressão não superior a 2 Mpa e possui uma margem de erros de aproximadamente
3%. Pelo fato de ter um ótimo custo beneficio, de ser relativamente bem preciso e ter
um baixo custo, esse sensor foi escolhido para este projeto. A figura 2.10 ilustra este
sensor.
Figura 2.10: Ilustração Sensor de Vazão.
17
2.7.3 Sensor Ultrassônico
Em concordância com Nakatani [22] o sensor HC-SR04 é um dispositivo para
medição muito comum em projetos com Arduíno. Nele, há um circuito de controle, um
transmissor e um receptor ultrassônico. Este sensor pode fazer medições que vão de 2cm
a 4m, com precisão de 3mm.
O funcionamento do HC-SR04 é baseado no envio de pulsos (trigger) de 5V por
pelo menos 10?s, fazendo o sensor transmitir 8 ciclos de pulsos ultrassônicos a 40kHz
e esperar pelo sinal refletido. Ao recebê-lo, o pino echo será colocado em high e sofrerá
um delay proporcional à distância, e com base no tempo entre envio e retorno, calcula
a distância entre o sensor e o objeto detectado, com o auxilio da seguinte equação:
Distancia =
tempoemhigh ∗ velocidadedosom
2
, onde velocidade do som = 340m/s.
A Figura 2.11 apresenta o esquema de funcionamento simplificado.
Figura 2.11: Esquema de Funcionamento do Sensor Ultrassonico.
Fonte [23].
2.7.4 Bomba de líquidos
A bomba escolhida para alimentar o vaso foi uma normalmente utilizada no setor
automotivo, conhecida como bomba do para-brisas, a mesma foi escolhida pois, tem um
baixo custo e é facilmente encontrada em qualquer loja de peças de reposição de carros,
18
esta bomba em particular é produzida pela Cebi do Brasil, sua alimentação é de 12
volts corrente continua (DC), feita através de dois terminais, sendo um negativo e um
positivo, A Figura 2.12 mostra esta bomba.
Figura 2.12: Bomba de líquidos utilizada no projeto
2.7.5 Display LCD com Modulo I2C
Segundo Thomsen [24], este display por ser bastante comum e acessível foi esco-
lhido para esse projeto, esse display LCD tem 16 colunas e 2 linhas, com backlight (luz
de fundo) azul e letras na cor branca. Para conexão, são 16 pinos, dos quais usamos 12
para uma conexão básica, já incluindo as conexões de alimentação (pinos 1 e 2), luz de
fundo (pinos 15 e 16) e contraste (pino 3), a Figura 2.13 ilustra este dispositivo.
Com o intuito de reduzir o numero de portas necessárias para conectar a tela
LCD no Arduíno, empregou-se o modulo I2C. Utilizando o protocolo I2C criado pela
Philips, esta placa consegue reduzir o numero de pinos requeridos de 16 para apenas 4,
sendo 2 destes usados na alimentação (vcc e gnd). De acordo com Silva [25] isto ocorre
graças ao modo de funcionamento de deste protocolo que consiste fisicamente de duas
vias, a primeira delas corresponde ao clock de comunicação, chamada serial clock line
19
Figura 2.13: Display utilizado no protótipo
(SCL) e a segunda responsável pela comunicação bidirecional de dados, serial data line
(SDA). Nesse sistema de comunicação o dispositivo que inicia a transferência de dados
é chamado de master, sendo os demais, que são por ele controlados, chamados de slaves.
Quem dita o clock de comunicação é o dispositivo master, sendo efetuado de forma
serial, estas informações podem ser do tipo: dados, endereços ou mesmo comandos,
dessa forma, o dispositivo mestre pode efetuar tanto uma escrita como uma leitura via
a linha SDA. A Figura 2.14 mostra o esquema de funcionamento do protocolo I2C
Figura 2.14: Esquema ilustrativo do protocolo I2C
Fonte [25].
20
Capítulo 3
Metodologia
Neste capítulo, é apresentada a estrutura principal do trabalho, a lógica aplicada
ao algoritmo do arduino, as técnicas utilizadas para construir o vaso separador, assim
como todos os conceitos necessários a fim de modelar a interface homem máquina e o
procedimento adotado com o objetivo de fazer todo o cabeamento necessário para que o
vaso separador funcionasse, a Figura 3.1 demostra o diagrama de blocos deste processo.
3.1 Construção do Vaso Separador
Para construir o separador, foram analisados o material e o preço do mesmo. Com
a dificuldade de se encontrar um cilindro de material transparente, o vaso foi construído
a partir de um tambor fechado de metal reaproveitado, com 52cm de comprimento por
27cm de diâmetro e posteriormente foi instalado uma janela de acrílico de 33, 5cm de
comprimento por 29, 5cm de largura, com o intuito de proporcionar uma melhor visua-
lização do processo interno. Para fazer a instalação dessa janela, primeiramente fez-se
uma abertura do tamanho desejado no tambor, com uma serra própria para cortar ferro
ou metal, depois, o acrílico passou por um processo de aquecimento com um soprador
térmico, ficando mais maleável, permitindo então curva-lo para seguir a forma cilíndrica
da parede do tambor, por fim, fixou-se a placa de acrílico com cola de silicone e arre-
bites no tambor que ficou secando por 24 horas com um peso em cima para a fixação
21
Figura 3.1: Diagrama de blocos do projeto.
22
completa, a Figura 3.2 ilustra esse processo.
Figura 3.2: Parede de acrílico sendo fixada.
Foram também
instalados: entrada de fluxo de fluidos, uma placa vertedoura,
que separa a câmara de óleo da seção de acúmulo de líquido, uma tampa na parte de
cima para dar melhor acesso aos componentes internos do vaso e no final duas saídas na
parte de baixo do equipamento, uma para água e outra para óleo.
A instalação da entrada de fluxo de fluidos ocorreu da seguinte forma: o tambor
já possuía uma abertura em uma de suas extremidades, sendo esta aproveitada para sua
instalação, a entrada do tambor era maior que o diâmetro do tubo de meia polegada,
por isso foi feito um orifício com o auxílio de uma serra copo acoplada a uma furadeira
convencional na tampa do tambor, e lá instalou-se o cano, que foi fixado com cola para
tubulações pvc e cola de silicone, para garantir a vedação, a Figura 3.3 mostra a entrada
já instalada.
A placa vertedoura foi feita a partir de uma chapa de pvc de três milímetros de
espessura. Desenhou-se uma circunferência de diâmetro igual ao do vaso (27cm) e foi
cortado ao meio, obtendo-se dois semicírculos de 13, 5cm de altura, um deles foi fixado
a 33, 5cm da entrada de fluidos, com cola de silicone e cola pvc e o outro descartado.
23
Figura 3.3: Entrada de fluidos instalada.
A placa foi colada a partir de suas extremidades de modo que dividiu o separador
internamente em duas câmaras, sendo a primeira, uma câmara de óleo (seção menor) e
a outra, a câmara de acúmulo de líquido (seção maior), como pode ser observador na
Figura 3.4.
Figura 3.4: Imagem do local de instalação da placa vertedoura vista de cima.
Cortou-se o separador na parte superior, com serra para metal, para instalar
a tampa do mesmo, com 43cm de comprimento e 16, 5cm de largura. O metal que
foi retirado com o corte serviu como tampa, sendo reinstalado no tambor com duas
24
dobradiças, ambas foram arrebitadas em um dos lados de maior comprimento do metal,
afim de se fazer uma portinhola no vaso, como mostra a Figura 3.5.
Figura 3.5: Tampa do separador.
Para a instalação das saídas de água e óleo, foram feitos dois furos com a serra
copos de meia polegada acoplada a furadeira comum, na parte inferior do separador, um
dos furos foi feito antes do vertedouro e o outro depois, de modo que um seja a saída
de água e o outro a saída de óleo. Nesses orifícios foram colocados os tubos de ferro de
meia polegada, um tubo em cada furo, e finalmente cada tubo foi soldado, a Figura 3.6
ilustra o resultado deste processo.
3.2 Programação do Código para o Arduino
O código para o arduino foi construído a partir da ideia básica de funcionamento
do separador e da escolha dos componentes utilizados no projeto. O desafio é separar
o óleo da água, que enchem o vaso pela entrada de fluidos. Para controlar esta vazão
de líquidos, a bomba injetora precisa ser desligada e ligada no momento certo, por isso
foram instalados sensores de níveis, um na parte superior do vertedouro e outro na parte
inferior, como mostra a Figura 3.7.
Estes sensores foram modificados, de modo que só detectam a presença da água,
25
Figura 3.6: Saídas do vaso separador.
Figura 3.7: Detalhe dos sensores de níveis instalados na placa vertedoura.
ou seja, quando o óleo atingir o ponto máximo do vertedouro ele transbordará, pois,
como foi adicionado arame ao sensor (Figura 3.8), sua massa adicional não é capaz de
flutuar com a chegada do óleo, fazendo com que somente o sensor flutue e mande o sinal
para o arduino quando o nível da água chegar ao ponto máximo.
26
Figura 3.8: Detalhe do arame incorporado ao sensor.
O código utiliza a seguinte logica: se o sensor inferior for acionado (começar a
boiar), significando que a água já atingiu aquela altura e se o sensor superior for igual-
mente acionado, indicando que a água também já atingiu a altura máxima do vertedouro,
a bomba é desligada, para isto é utilizada a condição se no código, o Algoritmo 1 mostra
como o comando é utilizado no código.
Algoritmo 1: Logica do algoritmo.
Entrada: Sinal dos sensores
Saída: Comando para os dispositivos
1 início
2 se Sensor inferior for acionado e o sensor superior também então
3 Desligar: bomba. Ligar: solenoide da água e solenoide do óleo
4 fim
5 se Sensor inferior for desacionado e o sensor superior também então
6 Ligar: bomba. Desligar: solenoide da água e solenoide do óleo
7 fim
8 fim
Do mesmo modo como se observa no Algoritmo 1, o se é empregado para acionar
as válvulas solenoides. Assim que a bomba é desligada e para de injetar a mistura
água/óleo, as solenoides são acionadas para que os líquidos acumulados em cada seção
sejam drenados, desta maneira os níveis da água e consequentemente o do óleo também
27
baixam, fazendo com que os sensores sejam desacionados, religando a bomba e desligando
as válvulas solenoides.
Desta maneira o sistema funciona em modo automático, mas com a intenção
que vaso separador funcionasse de maneira manual, isto é, com um operador decidindo o
melhor momento para que a bomba seja acionada juntamente com as válvulas solenoides,
foi implementado um modo manual, o Algoritmo 2 ilustra a logica aplicada.
Algoritmo 2: Logica do modo manual e automático.
Entrada: Estado do botão manual/automático
Saída: Comando para os dispositivos pelos sensores ou pelo operador
1 início
2 se Botão em modo manual então
3 Desligar: bomba. Desligar: solenoide da água e solenoide do óleo
4 fim
5 se Botão em modo automático então
6 Funcionamento de acordo com os sensores de nível
7 fim
8 fim
Para fins de controle e supervisão foi colocado um sensor ultrassônico, este sensor
trabalha monitorando a altura da coluna de líquido e passando todos os dados para
o supervisório. Seu código foi baseado nos modelos já existentes para este fim, com
algumas adaptações para este projeto como, o delay que foi setado para 100ms, para
não haver problemas de comunicação com o supervisório, e a leitura que foi modificada
para centímetros ao invés de polegadas.
O código do display lcd foi escrito para que o mesmo mostre as informações do
sensor de fluxo. Utilizou-se um código usual, configurando apenas a posição das letras,
as luzes de fundo e o delay do lcd, para que não tenha problemas de comunicação com
o sistema supervisório.
Por fim, o sensor de fluxo de fluídos que igualmente como o ultrassônico trabalha
na parte de supervisão do sistema, lendo e enviando os dados de entrada de fluídos
no separador para o supervisório. O código para este sensor foi modificado do usual,
28
fazendo com que ele conseguisse medir o volume total de fluídos que já passou por ele.
3.3 Elaboração da IHM
O software da empresa Elipse foi escolhido para este projeto pois, disponibiliza
uma versão gratuita (demo), que atende aos requisitos mínimos do trabalho em questão
e conta com uma interface amigável e simplificada, facilitando muito seu aprendizado,
possui um grande acervo de material didático e projetos já produzidos pela comunidade,
facilmente encontrados em fóruns pela internet e no próprio site da empresa.
Inicialmente foi criada uma nova aplicação, como mostra a Figura 3.9.
Figura 3.9: Criando uma nova aplicação no Elipse SCADA.
Então adicionou-se o driver correspondente, que foi baixado no site [26]. Para
isso clicou-se em Organizer, como mostra a Figura 3.10.
Na nova janela, foi selecionada a opção Drivers e logo em seguida o caminho
Novo, na nova tela escolheu-se o local onde foi feito o download do driver e o mesmo foi
selecionado para ser adicionado ao programa. Conforme mostram as Figuras 3.11 e 3.12
29
Figura 3.10: Abrindo a função Organizer.
Figura 3.11: Janela de menus principais.
Em seguida o driver foi configurado de acordo com as especificações do projeto,
e do escravo a ser utilizado (arduino), para isso clicou-se na nova ramificação criada
(driver1 ),
a primeira tela não foi modificada, o menu Extras foi selecionado, certificou-
se de que o Protocol options estivesse como na Figura 3.13, em RTU Mode e em seguida
foi escolhida a aba Setup.
Nesta aba a alternativa Physical Layer foi mantida em Serial, como mostra a
Figura 3.14.
30
Figura 3.12: Adicionando um novo driver.
Figura 3.13: Configurando o novo driver.
Enfim a ultima configuração do driver foi feita na aba Serial, nesta janela
modificou-se as opções Port e Baud rate, que estão relacionadas respectivamente com,
a porta em que o arduino está conectado ao computador e a taxa de transferência de
dados do programa para o arduido. De acordo com a Figura 3.15.
31
Figura 3.14: Configurando o Setup dodriver.
Figura 3.15: Configurando o Serial do driver.
O programa supervisório se utiliza de Tags para fazer a interface homem-maquina,
facilitando a organização e gerenciamento do projeto. Para adicionar estas Tags, abriu-
se o menu Organizer novamente e foi selecionada a alternativa Tags e em seguida Novo
Tag... conforme a figura 3.16.
Posteriormente foi selecionada a opção Tag PLC, (Figura 3.17) que cria uma
variável conectada a um equipamento externo. Esta etapa repetiu-se por mais quatro
32
Figura 3.16: Adicionando uma nova Tag.
vezes, onde foram criadas tags para o sensor ultrassônico, solenoide da água, solenoide
do óleo e bomba. Depois de criada as variáveis necessárias para o projeto, foram criadas
mais duas variáveis de expressão, como o programa só lê números naturais, foi preciso
adicionar uma função que converta este numeral enviado pelo arduino para seu real
valor, um numero fracionado. Esta tag foi criada selecionando a opção Tag Expressão,
na janela de criação de tags, como mostra a Figura 3.18.
Depois que todas as variáveis ou tags foram criadas, configurou-se cada uma da
seguinte maneira: foi dado um nome correspondente ao sensor atribuído aquela tag,
o driver escolhido foi o mesmo adicionado no menu Drivers. Os parâmetros Ni são
responsáveis pelo endereçamento para o Tag corrente de acordo com o driver escolhido.
Assim sendo, este campo foi preenchido da seguinte forma:
• N1: Refere-se ao endereçamento do equipamento escravo (arduino) na rede. Como
foi escolhido o valor 1 no código, este campo foi preenchido com este valor.
• N2: Condiz com o código da operação, esta pode ser do tipo leitura ou escrita,
adicionada na janela de configurações do driver, neste caso usou-se o valor 3.
• N3: Parâmetro adicional, para as funções de leitura e escrita de arquivos, o parâ-
33
Figura 3.17: Adicionando uma Tag PLC.
Figura 3.18: Adicionando uma Tag Expressão.
metro N3 especifica o arquivo a ser acessado. Foi selecionado o valor 3.
• N4: Corresponde ao endereço do registrador ou da variável no escravo que se deseja
ler ou escrever. Para cada dispositivo foi escolhido um registrador no código do
arduino, na Figura 3.19 foi configurado o valor 2, pois esta tag corresponde ao
sensor de fluxo e para este o registrador é o numero 1, no programa supervisório
34
os registradores começam em 0 para o arduino e em 1 para o Elipse.
Figura 3.19: Configurando as Tags PLC.
Para que o supervisório leia o valor correto vindo do arduino, foi necessário trans-
formar todos os números em naturais, por este motivo foram adicionadas as tags expres-
sões, sua configuração é mais simples. Abriu-se a Tag Expressão, então foram preenchi-
dos os campos, Nome, com o nome desejado para a tag em questão, Descrição, campo
opcional e por fim, o campo Expressão, nele foi referenciado a tag de interesse, (Dis-
tância) e a operação desejada, /100, ou seja, a variável Distância será dividia por cem,
deste modo ela voltará ao seu valor original. A Figura 3.20 ilustra o processo descrito.
O ultimo passo foi a construção da interface, com as tags corretamente configu-
radas foram escolhidos os objetos de tela, que são elementos gráficos e representações
de objetos reais do processo que ajudam o usuário a interagir e acompanhar a aplicação
que está sendo executada no programa. O Elipse SCADA disponibiliza uma série de
opções para isto, como mostra a Figura 3.21.
Foram Escolhidos quatro botões, dois displays, um bar graph e um alarme. Os
objetos do tipo botão foram escolhidos para representar a bomba, solenoides e o modo
35
Figura 3.20: Configurando as Tags Expressão.
Figura 3.21: Configurando as Tags Expressão.
manual/automático, sendo possível ligar e desligar ambos, a partir da interface, no
momento que o operador decidir. As displays foram colocadas na interface para mostrar
o volume dentro do separador e a altura da coluna de líquidos, com duas casas decimais
cada. Foram ainda adicionados uma barra de gráfico, onde mostra o aumento da coluna
36
de líquidos em tempo real e um alarme, que dispara se o nível da água e óleo passarem da
altura do vertedouro, gravando a a data e hora do acontecimento, a Figura 3.22 mostra
esses objetos na interface.
Figura 3.22: Objetos da Interface Homem-Maquina.
Para todos estes objetos funcionarem corretamente foi necessário referenciar a
tag correspondente de cada um, criada anteriormente. Primeiro foi selecionado o objeto
desejado, na janela que se abriu clicou-se na aba Tag, depois, foi escolhida a tag preten-
dida e por fim adicionou-se a mesma no objeto, clicando em Adicionar, como ilustra a
Figura 3.23. As outras abas, servem para configurar a parte estética do objeto, que vão
desde a fonte ate as cores e formas.
3.4 Instalação e Cabeamento de Dispositivos
A instalação dos dispositivos para que para que tudo funcionasse se deu da se-
guinte maneira: os sensores de níveis previamente modificados com arame fora colados
na placa vertedoura, com um auxilio de um suporte adaptado feito de alumínio, a Figura
3.24 mostra estes suportes e a Figura 3.7 mostra o local de instalação.
O sensor ultrassônico foi colocado na parte de cima do vaso separador com a
assistência de duas hastes de alumínio, fazendo com que o instrumento permaneça estável
37
Figura 3.23: Configuração dos objetos criados.
no topo do vaso, a Figura 3.25 demonstra esse procedimento.
Instalou-se o sensor de fluxo na entrada de fluidos do separador, fixado com a
própria mangueira de alimentação do sistema, da mesma forma a bomba foi acoplada a
esta mangueira próximo ao sensor de fluxo, de modo que ela bombeia o líquido fazendo-
o passar pelo sensor antes de entrar no vaso separador, este modelo de instalação é
representado na Figura 3.26.
Todos os cabos foram conectados de maneira correspondente como foi programado
no código. O arduino não forneceu energia diretamente para os componentes, assim,
evitando sobrecarga no sistema do microcontrolador, a alimentação se deu através de
fontes externas ligadas a uma protoboard.
38
Figura 3.24: Suporte feito para os sensores de níveis.
Figura 3.25: Suporte do sensor ultrassônico.
39
Figura 3.26: Detalhe da ligação da bomba e sensor de fluxo.
• Relé Shield : Este acessório, fabricado especialmente para arduinos foi conectado
com três cabos de dados, nas entradas 1, 2 e 3 do relé nas portas 9, 10 e 13,
com o objetivo de receber os comandos do arduino para controlar a solenoide da
água, do óleo e a bomba nesta ordem. A fonte de alimentação do relé foi feita
através de um conversor de corrente alternada (AC) para corrente contínua (DC)
de 110 volts (V) AC para 5 volts DC que foram ligados no terminal positivo e
negativo da protoboard, a partir desta placa ligou-se os fios, positivo e negativo,
correspondentemente na entrada Jd-vcc do shield e terra (gnd), do arduino ainda
foi conectado um fio da saída 5V para o rele na entrada vcc, a fim de que se
mantivesse a referência dos circuitos interligados. Na outra parte da placa relé
foram ligados 1 par de fios provenientes
de fonte externa de 220V , para acionar
as solenoides, e um fio de 12V para acionar a bomba, estas fases foram ligadas
em cada terminal comum (C), localizado na parte central do relé , outro par de
cabos vindos das solenoides e o cabo oriundo da bomba foram ligados no terminal
normalmente aberto (NO), a Figura 3.27 simplifica este esquema de ligação.
40
Figura 3.27: Esquema de ligação feito no Fritzing.
• Sensor Ultrassônico: Este sensor tem quatro pinos, para saída e entrada de dados
( echo, trigger, vcc e gnd). O vcc responsável por energizar o circuito, foi ligado
na protoboard, no furo positivo, o terra ou Gnd no furo negativo e os fios Echo e
Trigger foram ligados nas portas 5 e 4 do arduino respectivamente.
• Sensor de Fluxo: O pino vcc foi ligado no encaixe positivo da protoboard e o gnd
no negativo, o fio responsável pela troca de dados, foi ligado na porta 2 do arduino.
• Display lcd: Este acessório possui 16 pinos de ligação, mas, graças ao shield I2c
acoplado ao display lcd estas conecções foram reduzidas pra 4: vcc, gnd, sda
41
e scl, estes dois últimos são responsáveis pelos dados. Igualmente aos sensores
anteriores os pinos vcc e gnd foram ligados a protoboard respectivamente no positivo
e negativo, ligou-se o pino sda na porta A4 e o scl na A5 do arduino, a Figura 3.28
mostra todo o esquema de ligação do projeto.
Figura 3.28: Esquema real de ligaçao do projeto.
42
Capítulo 4
Experimentos e Resultados
Neste capítulo serão explanados os experimentos e resultados obtidos a partir do
projeto de construção do vaso separador, da elaboração do código no arduino junta-
mente com a interface homem maquina desenvolvida no software Elipse SCADA. Ele foi
dividido em cinco seções onde serão descritos os experimentos realizados e os resultados
alcançados em cada caso.
4.1 Experimento 1: Vaso Separador em Operação Pa-
drão
O primeiro experimento foi realizado com as seguintes configurações: Vaso sepa-
rador funcionando com sete litros de água comum, captada da torneira e três de óleo
diesel S-10 comprado no posto de gasolina, o arduino foi conectado no notebook pelo
cabo USB com a intenção de trocar dados com o supervisório, a Figura 4.1 mostra o
equipamento. No início do teste com os dispositivos devidamente ligados, foi selecionado
o modo automático na IHM. As quantidades de líquidos foram mensuradas com um copo
de liquidificador (ver Figura 4.2) e colocadas em um recipiente de vinte litros que serviu
como reservatório para o experimento, a Figura 4.3 mostra o recipiente utilizado.
43
Figura 4.1: Preparação do vaso separador para os testes
4.1.1 Resultado do Experimento 1
O separador funcionou de maneira satisfatória, separou a água do óleo. O tempo
para que a mistura enchesse a seção de acumulo de liquido foi de aproximadamente
1, 80 minutos, a partir desse momento o óleo começou a transbordar, se acumulou na
seção de acumulo de óleo e continuou enchendo esta seção por aproximadamente 0, 20
minutos ou 12 segundos, neste momento a coluna de água atingiu o nível máximo pré
definido, fazendo o sensor boiar, desligando a bomba e acionando as válvulas solenoides,
até toda praticamente toda água escoar da seção de acumulo de líquidos, o que durou
aproximadamente 16, 12 minutos. Foram colhidos o óleo e a água dos recipientes de
coleta, notou-se na água uma camada minima de óleo e no óleo não foi possível observar
44
Figura 4.2: Copo utilizado para medir a quantidade de líquidos
Figura 4.3: Reservatório contendo água e óleo misturados
45
algum resquício de água. Nestes recipientes foram medidos aproximadamente um litro
de óleo e seis litros e meio de água, logo, o reservatório possui nove litros de capacidade
na seção de acumulo de líquidos, observou-se também, que o separador retem cerca de
125mL no fundo da seção de acumulo de líquidos e que em torno de dois litros de óleo
não passa para a câmara de acumulo de óleo.
4.2 Experimento 2: Vaso Separador Operando So-
mente com Água
Neste segundo teste foram utilizados os mesmos parâmetros do experimento ante-
rior, com a mudança dos líquidos envolvidos, neste caso somente água foi adicionada no
reservatório (12 Litros de água), medido com o mesmo copo empregado anteriormente,
como mostra a Figura 4.4.
Figura 4.4: Reservatório preenchido somente com água
46
4.2.1 Resultado do Experimento 2
Neste teste não ocorreu transbordamento do líquido, a bomba foi desligada em
um tempo de aproximadamente 1, 40 minutos pelo arduino e as válvulas solenoides
foram acionadas igualmente em menor tempo, comparado com o experimento anterior.
O tempo de drenagem da água foi próximo ao tempo do experimento 1 (16, 10 minutos).
Os dispositivos de monitoramento continuaram funcionando dentro do padrão
4.3 Experimento 3: Vaso Separador Operando So-
mente com Óleo
No ensaio três, despejou-se apenas óleo no recipiente para ser bombeado para
o separador, foram adicionados 12 Litros de óleo no reservatório, este ensaio ocorreu
conforme o anterior, a Figura 4.5 ilustra o início do ensaio.
Figura 4.5: Reservatório contendo somente óleo
47
4.3.1 Resultado do Experimento 3
Neste ensaio o óleo encheu a seção de acumulo de líquido, ultrapassou a placa
vertedoura e continuou enchendo o vaso separador até esgotar todo o reservatório, neste
ponto o experimento teve que ser interrompido, a fim de se evitar possíveis danos à
bomba. Foram auferidos cerca de três litros de óleo no recipiente de coleta e perma-
neceram por volta de oito litros e meio de óleo na seção de acúmulo. As válvulas não
foram acionadas automaticamente nesse teste, mas os dispositivos de monitoramento
funcionaram normalmente.
4.4 Experimento 4: Vaso Separador em Operação Pa-
drão com Queda de Energia Geral
O vaso separador foi ligado conforme o experimento 1, foram adicionados a mesma
quantidade de água e óleo, porém foi cortada a energia no meio do processo esperados
5 segundos e religada novamente.
4.4.1 Resultado do Experimento 4
Nesse novo cenário o sistema se comportou da seguinte forma: Assim que reli-
gada a energia o arduino reiniciou, e como era o esperado ele entrou em modo manual,
desligando todos os dispositivos, foi necessário religar o sistema supervisório e acionar o
modo automático novamente (ver Figura 4.6), logo após de ser modificado para o modo
automático o separador se recuperou de onde parou e continuou a operação normalmente.
48
Figura 4.6: Botão de de modo de operação sendo acionado
4.5 Experimento 5: Vaso Separador em Operação Pa-
drão com Corte na Comunicação entre o Arduíno
e o Sistema Supervisório
Esta última experiência aconteceu com os mesmos parâmetros da anterior.
Quando o separador começou a funcionar e encher-se de liquido o cabo de dados li-
gado no arduino para o notebook foi desconectado, como mostra a Figura 4.7.
4.5.1 Resultado do Experimento 5
O programa supervisório parou de funcionar no momento em que o cabo foi
retirado, gerando o erro apresentado na Figura 4.8 e interrompendo o funcionamento
da IHM, porém notou-se que o arduino continuou funcionando corretamente em modo
automático até o fim do processo.
49
Figura 4.7: Cabo de dados desconectado do notebook
Figura 4.8: Mensagem de erro ao desconectar o cabo USB
50
Capítulo 5
Conclusões
Nesta monografia, foi realizado um trabalho de pesquisa sobre o funcionamento
de vasos separadores, a mecânica empregada por eles com o intuito de separar óleo,
água e gás. Além disso, foi realizada a construção de um separador bifásico de água e
óleo horizontal, tentando reproduzir o mesmo mecanismo utilizado em vasos separadores
industriais.
O trabalho foi apresentado ao longo de quatro capítulos. No primeiro, foi comen-
tado sobre o atual cenário que
se encontra a Petrobras no Brasil e uma breve introdução
sobre a finalidade do processamento primário do petróleo bruto oriundo da rocha re-
servatório. No segundo, foram apresentados conceitos de vaso separadores, os tipos de
vasos mais comuns na indústria, as vantagens e desvantagens de cada um, a instru-
mentação utilizada no projeto, além disso, foram apresentados o sistema supervisório
e o microcontrolador escolhidos para realizar este trabalho. No terceiro, apresentou-se
a metodologia empregada para construir o protótipo do separador, a lógica elaborada
para desenvolver o código no Arduíno e o procedimento aplicado a fim de criar a inter-
face homem máquina. No último capítulo, foram realizados cinco experimentos, com a
intenção de, verificar se o protótipo funcionaria de acordo como o esperado e avaliar de
que forma se comporta nos mais variados cenários que por ventura possam ocorrer.
Os objetivos do trabalho consistiram em construir o protótipo do vaso separador,
juntamente com a elaboração do sistema supervisório e a automação do mesmo auxiliada
51
pelo microcontrolador arduino. A partir dos resultados obtidos conclui-se que o trabalho
atingiu os objetivos propostos.
No primeiro experimento nota-se que, o separador funcionou de maneira satisfa-
tória, separando a água do óleo, porém possui um tempo de drenagem considerável de
16 minutos, devido a baixa pressão empregada nas válvulas solenoides, mas este fato
não altera o funcionamento do protoípo, observou-se também, que existe uma pequena
sentença de líquidos no fundo da seção de acúmulo, sendo esta aceitável por ser minima.
O segundo resultado mostra que o reservatório funciona somente com água sendo
injetada na câmara de acúmulo líquidos, como era esperado, isso se da pelo fato dos
sensores instalados estarem preparados para detectar somente a água.
Entretanto no terceiro teste apenas com óleo sendo injetado, o protótipo não
funcionou corretamente, os sensores não foram acionados, pelo fato do óleo ser menos
denso que a água o que impossibilitou que os mesmos boiassem, por isso a bomba injetora
não foi desativada e as válvulas não foram ativadas para fazer a drenagem do óleo, que
continuou enchendo ate que secasse todo o reservatório, se houvesse óleo suficiente no
reservatório, ele encheria o vaso separador ate transbordar pela tampa e derramar pelo
chão. Para contornar esse problema seria necessária a instalação de mais dois sensores
na seção de acumulo de óleo, que detectaria quando o óleo chegasse no nível mais alto
e desligaria a bomba e ativaria a drenagem da câmara, evitando assim, que o separador
se encha de óleo demasiadamente.
No quarto resultado, já era esperado que o sistema permanecesse desativado
mesmo depois da energia ser recuperada, pois no seu código de programação por padrão
ele inicia em modo manual, com os dispositivos principais desligados, como a bomba e
as válvulas solenoides, sendo exigido do operador a mudança para o modo automático,
a partir daí o sistema retoma seu trabalho de onde parou, sem maiores problemas.
Por fim, no último experimento, fica claro que o vaso separador depois de sele-
cionado o modo automático pelo supervisório, o mesmo pode funcionar sem seu auxílio
normalmente. Vale ressaltar que os instrumentos empregados para monitorar o processo
funcionaram dentro do esperado, o único dispositivo que necessita de atenção especial é
o sensor ultrassônico, foram detectadas algumas leituras aleatórias erradas, mas logo em
52
seguida voltava a ler o nível do líquido corretamente, com precisão de 3mm, este sensor
funcionou bem apesar das irregularidades nas leituras apresentadas casualmente.
5.1 Trabalhos Futuros
Uma proposta de trabalho futuro consistem em fazer a modelagem de um sistema
de controle para o vaso separador em malha fechada, aplicando as ações de controle
necessárias com base nas medições das variáveis controladas e comparando os resultados
com os valores desejados para o processo. Estas ações de controle podem ser:
• Controle Liga/Desliga (on/off );
• Controle Proporcional (P);
• Controle Proporcional Integral (PI);
• Controle Proporcional Derivativo (PD);
• Controle Proporcional Integral Derivativo (PID);
Instalar mais dois sensores de níveis na seção de acumulo de óleo, a fim de otimizar
o funcionamento do processo, possibilitando que o separador opere somente com óleo ou
baixos níveis de água. Estas melhorias implicarão em otimizar o código no arduino e
implementar a IHM, a fim de adequar o processo aos novos sensores instalados.
Implantação da entrada de gás também consiste em um trabalho futuro, trans-
formando o vaso bifásico em um separador trifásico. Este novo fluido requer a instalação
de dispositivos de monitoramento e acessórios internos como: Eliminador de névoa, tam-
bém conhecido como demister na saída de gás e sensor de gás MQ-2. Com o intuito de
se obter maior segurança e possibilitar o trabalho de inserção da corrente gasosa se faz
necessário a fechar a tampa superior do vaso separador e revisar todas as junções feitas
com cola de silicone, para evitar vazamentos.
53
Referências Bibliográficas
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55
Apêndice A
Sketch para Arduino
1
2 // Codigo desenvolvido para Trabalho de Conclusao de Curso
3 // Universidade Federal do Amazonas
4 // Autor: Bruno Chacon Paixao de Souza
5
6 // Carrega as Bibliotecas Necessýrias
7 #include <Modbusino.h>
8 #include <Ultrasonic.h>
9 #include <Wire.h>
10 #include <LiquidCrystal_I2C.h>
11
12 // Define o slave (ARDUINO) com ID 1
13 ModbusinoSlave modbusino_slave(1);
14
15 // Aloca um mapeamento de 10 valores (registradores)
16 uint16_t tab_reg[10];
17
18 // Define os pinos para o trigger e echo (ultrassonico)
19 #define pino_trigger 4
20 #define pino_echo 5
21
22 // Pino utilizado para sensor de fluxo
23 #define sensorfluxo 2
56
24 // contador de pulsos
25 volatile uint16_t pulsos = 0;
26 // Estado do pulso
27 volatile uint8_t ultimoestadopino;
28 // Tempo entre pulsos
29 volatile uint32_t ultimoestadofluxo = 0;
30 // Calcular a taxa de fluxo
31 volatile float taxafluxo;
32
33 // Define as portas dos sensores de nivel
34 #define pinboianormal 7
35 #define pinboiaarame 8
36
37 // Define as portas do rele que controlam as solenoides
38 #define soleagua 9
39 #define soleoleo 10
40
41 // Define porta do rele que controla a bomba de alimentaßÿo
42 #define bomba 13
43
44
45 // Interrupcaoo a cada milesimo de segundo , conta os pulsos do sensor
46 SIGNAL(TIMER0_COMPA_vect) {
47 uint8_t x = digitalRead(sensorfluxo);
48 if (x == ultimoestadopino) {
49 ultimoestadofluxo ++;
50 return;
51 }
52
53 if (x == HIGH) {
54 // transißÿo low para high
55 pulsos ++;
56 }
57 ultimoestadopino = x;
58 taxafluxo = 1000 .0;
59 taxafluxo /= ultimoestadofluxo; // em hertz
57
60 ultimoestadofluxo = 0;
61 }
62
63 void useInterrupt(boolean v) {
64 if (v) {
65 // Temporizador jý em milisegundos , que serý interrompido
66 // e comparado com a funßao acima
67 OCR0A = 0xAF;
68 TIMSK0 |= _BV(OCIE0A);
69 } else {
70 // interrompe a comparaßÿo
71 TIMSK0 &= ~_BV(OCIE0A);
72 }
73 }
74
75 // Inicializa o sensor nos pinos definidos acima
76 Ultrasonic ultrasonic(pino_trigger , pino_echo);
77 int distancia;
78
79 // Inicializa o display no endereco 0x3F
80 LiquidCrystal_I2C lcd(0x3F,2,1,0,4,5,6,7,3, POSITIVE);
81
82 void setup()
83 {
84 // Serial.begin (9600);
85 lcd.begin (16,2);
86 pinMode(sensorfluxo , INPUT);
87 digitalWrite(sensorfluxo , HIGH);
88 ultimoestadopino = digitalRead(sensorfluxo);
89 useInterrupt(true);
90
91 // Configura velocidade de cominicacao do modbus para9600 bauds
92 modbusino_slave.setup(9600);
93
94 pinMode(pinboianormal , INPUT_PULLUP);
95 pinMode(pinboiaarame , INPUT_PULLUP);
58
96 pinMode(soleagua , OUTPUT);
97 pinMode(soleoleo , OUTPUT);
98 pinMode(bomba , OUTPUT);
99
100
101 }
102
103 void loop()
104 {
105 lcd.setBacklight(HIGH);
106 lcd.setCursor(0,0);
107 int liters = pulsos;
108 float litros = (liters /(7 .5*60));
109 lcd.print(litros); lcd.print(" Litros ");
110 tab_reg[1] = liters;
111
112
113 //Le as informacoes do sensor ultrasonico , em cm
114 float cmMsec;
115 long microsec = ultrasonic.timing ();
116 cmMsec = ultrasonic.convert(microsec , Ultrasonic ::CM);
117 // Exibe informacoes no serial monitor
118 // Serial.print(" Distancia em cm: ");
119 // Serial.print(cmMsec);
120 distancia = cmMsec*100;
121 // Inicializa o primeiro registrador para receber o valor "distancia"
122 tab_reg[0] = distancia;
123 delay(100);
124
125 int ModoAuto = tab_reg[5];
126
127 if(ModoAuto == 1){
128
129 // Condißao para acionamento da bomba
130 if(digitalRead(pinboiaarame)==LOW && digitalRead(pinboianormal)==LOW)
131 {
59
132 digitalWrite(bomba ,LOW);// Sinal contrario pelo fato de os reles
trabalharem com low.
133 digitalWrite(soleagua ,HIGH);// Sinal contrario pelo fato de os reles
trabalharem com low.
134 digitalWrite(soleoleo ,HIGH);// Sinal contrario pelo fato de os reles
trabalharem com low.
135
136 }
137
138 // Condißao para desligamento da bomba
139 if(digitalRead(pinboiaarame)==HIGH && digitalRead(pinboianormal)==
HIGH)
140 {
141 digitalWrite(bomba ,HIGH);// Sinal contrario pelo fato de os reles
trabalharem com low.
142 digitalWrite(soleagua ,LOW);// Sinal contrario pelo fato de os reles
trabalharem com low.
143 digitalWrite(soleoleo ,LOW);// Sinal contrario pelo fato de os reles
trabalharem com low.
144 }
145 }
146 else{
147
148 // Recuperando o valor do Modbus
149 int Comandobomba = tab_reg[2];
150 int Comandosoleagua = tab_reg[3];
151 int Comandosoleoleo = tab_reg[4];
152
153 if (Comandobomba <= 0){
154
155 digitalWrite(bomba ,HIGH);
156 } else{
157 digitalWrite(bomba ,LOW);
158
159 }
160
60
161 if (Comandosoleagua <= 0){
162
163 digitalWrite(soleagua ,HIGH);
164 } else{
165 digitalWrite(soleagua ,LOW);
166
167 }
168
169 if (Comandosoleoleo <= 0){
170 delay(100);
171 digitalWrite(soleoleo ,HIGH);
172 } else{
173 digitalWrite(soleoleo ,LOW);
174
175 }
176 }
177
178
179 // Configura o arduino para mapear os 10 registros pre determinados
180 modbusino_slave.loop(tab_reg , 10);
181
182
183
184
185 }
61
	Capa e Folha de Rosto.pdf
	Folha de rosto
	Folha de aprovação
	Dedicatória
	Agradecimentos
	Epígrafe
	Resumo
	Abstract
	Lista de figuras
	Lista de tabelas
	Lista de abreviaturas e siglas
	Lista de símbolos
	Sumário
	Introdução
	Contextualização ou definição do problema
	Objetivos
	Organização do Trabalho
	Capítulo 2
	Seção 1
	Seção 2
	Seção 3
	Seção 4
	Capítulo 3
	Seção 1
	Seção 2
	Seção 3
	Capítulo 4
	Seção 1
	Seção 2
	Capítulo 5
	Seção 1
	Seção 2
	Subseção 2.1
	Seção 3
	Considerações finais
	Referências
	Primeiro apêndice
	Primeiro anexo.
	FichaCatalografica.pdf
	TCC-FINAL-BRUNO CHACON.pdf
	Lista de Figuras
	1 Introdução
	1.1 Objetivos
	1.2 Organização da monografia
	2 Fundamentação Teórica
	2.1 Processamento Primário de Fluidos
	2.2 Mecanismos de Separação
	2.2.1 Seção de separação primária
	2.2.2 Seção de acumulação de líquido
	2.2.3 Seção de separação secundária
	2.2.4 Seção de aglutinação
	2.3 Separador Bifásico
	2.4 Separador Trifásico
	2.5 Microcontrolador e Arduino
	2.5.1 Arduino
	2.6 Sistema Supervisório
	2.6.1 Protocolo de comunicação Modbus
	2.7 Instrumentação
	2.7.1 Sensor de Nível
	2.7.2 Sensor de Vazão
	2.7.3 Sensor Ultrassônico
	2.7.4 Bomba de líquidos