Proposta de estrutura para gêmeo digital aplicada à válvula de controle

• Autor(a) principal: Garcia, Pedro Victor Habib Vieira
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/258938
• topic: Válvulas (Engenharia); Gêmeos digitais; Engenharia de controle e automação; Digital twin; Control valve; Automation architecture

Diante das alternativas atuais que não satisfazem a necessidade do setor de controle de processos industriais, surgiu o conceito de gêmeo digital. Este trata-se de uma representação virtual, mais realista possível, de um ativo real com a possibilidade integração com simulações computacionais e dispositivos industriais, a fim de sugerir melhorias na eficiência dos processos. É destacado, a interface dos gêmeos digitais com os processo reais, realizada por dispositivos e métodos de comunicação como o sistema SCADA e o padrão OPC UA. Também é destacado a importância das válvulas de controle nos processos industriais, as quais regulam a vazão na tubulação através da obstrução de um orifício de passagem. Neste trabalho, a estrutura de um gêmeo digital de uma válvula de controle é concebida a partir do modelo de 8 dimensões da revisão da literatura. Adicionalmente, é apresentado o diagrama do conjunto completo, composto pelo gêmeo e a arquitetura de automação (conexão de dados e sistema real). Com isso, é proposto para o conjunto, camadas que interagem entre si e executam tarefas. Também é apresentado o cliente OPC UA pertencente ao gêmeo e o servidor OPC UA pertencente a conexão de dados. Dando prosseguimento ao trabalho, foram descritos os instrumentos pertencentes ao sistema real, explicitado os componentes utilizados na implementação prática, assim como a conexão de dados entre o gêmeo e o sistema real e seus dispositivos. Por fim, são realizados dois experimentos a fim de validar a arquitetura de automação proposta e o retorno de respostas, instruções e comandos ao usuário, indicando assim a autonomia e capacidade do gêmeo. Concluiu-se que a modelagem do gêmeo digital para uma válvula de controle atendeu os requisitos necessários para sua criação, conforme embasamento teórico presente na revisão bibliográfica. Dos experimentos realizados, a arquitetura de automação adquiriu e transmitiu os dados para o gêmeo digital com pouca perda de informação, em tempo real, o gêmeo digital retornou as análises calculadas e interagiu com o usuário via janela gráfica.