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Por que jogar fora todo o seu trabalho duro? Por que não fazer um gêmeo digital?


Instalação de testes portátil da Siemens
Instalação de testes portátil da Siemens

Um aspecto que causa grande frustração, é quando os clientes projetam sistemas extremamente detalhados e sofisticados, porém, após a validação do projeto, optam por descartá-los. Embora esse seja um workflow válido, é importante refletir sobre a possibilidade de aproveitar todos os benefícios do modelo desenvolvido. Por que interromper o uso do modelo após a validação, quando há a oportunidade de continuar a utilizá-lo durante as fases de projeto e operação do sistema? Essa abordagem pode resultar em economia de tempo e recursos significativos, além de assegurar que o sistema esteja sempre atualizado com as mudanças e melhorias necessárias.


Atualmente, com a evolução da indústria 4.0, disponibilizar ferramentas e recursos para alavancar os modelos de simulação muito além da fase inicial de design se tornou essencial. Nesse sentido, foi desenvolvido um conector dentro do Simcenter Flomaster, que permite que você interaja com o hardware e crie gêmeos digitais executáveis, baseados em seus modelos originais.


Com essa abordagem, é possível estender o uso dos modelos de simulação para a fase operacional, acoplando-os a uma planta física ou sistema termofluidodinâmico. Isso significa que um modelo de fidelidade total do sistema termofluido pode ser executado em tempo real como um gêmeo digital executável (executable digital twin – xDT).


O xDT pode ser utilizado para preencher lacunas na instrumentação com sensores virtuais inteligentes, permitindo a detecção de vazamentos ou outras falhas, a realização de manutenção preditiva e a coleta de dados inteligentes para aprimorar ainda mais o design e a operação do sistema. Com a nossa solução, você pode contar com um modelo digital confiável e atualizado, que contribui para maximizar a eficiência operacional e reduzir custos.


Vazamento na tubulação de alta pressão
Vazamento na tubulação de alta pressão

Mas e se a intenção é apenas a criação de recursos? Se quisermos testa-los de forma abrangente? Com recursos baseados em simulação, isso é obtido por meio de exercícios de validação. No entanto, como testar uma conexão com hardware físico?


A resposta é simples: Crie uma instalação de testes!


A instalação de teste mostrada no inicio deste artigo, embora certamente seja compacta e portátil, pode ser usada para validar vários cenários operacionais importantes. primeiro é a detecção virtual, que permite obter informações adicionais sobre o sistema por meio da simulação do gêmeo digital, além de confiar nos sensores físicos instalados.


Isso é particularmente importante em várias situações, por exemplo, quando se mede algo sem afetar o valor ou quando o sistema opera em temperaturas e pressões extremas, que podem danificar os sensores de hardware. Isso destaca o fato de que os sensores de hardware possuem alto custo e são frágeis, além de serem demandarem um grande tempo para instalação e alteração.


A solução para tudo isso é instalar alguns sensores, e aproveitar a detecção virtual. Isto foi executado no equipamento de teste, pois os medidores de vazão são notoriamente caros. Portanto, apenas um foi instalado diretamente após as bombas e, em seguida, em todo o restante do sistema, medidores de vazão virtuais são usados ​​em todos os caminhos de fluido complexos e sinuosos.


Funcionamento nominal do banco de ensaio com fluxo de fluido em duas das três linhas
Funcionamento nominal do banco de ensaio com fluxo de fluido em duas das três linhas

Como pode ser visto nesta Interface Homem-Máquina (HMI), o fluido entra pela esquerda antes de se dividir em três caminhos distintos. Estes eventualmente se combinam e formam um circuito fechado. Normalmente, não saberíamos quais são os fluxos em cada uma das linhas. Você provavelmente poderia adivinhar que é um terço do fluxo principal para este exemplo, mas se você tivesse mais linhas com geometria variável, como saberia?


Além disso, o que aconteceria se uma das válvulas não abrisse ou fechasse? Você acreditaria que há fluxo onde não há, o que poderia levar a um resfriamento insuficiente e resultaria em mais falhas.


Para obter informações adicionais sobre a operação das instalações, adicionam-se sensores virtuais que funcionam fora do modelo dentro do Simcenter Flomaster. Eles foram coloridos em azul na IHM para facilitar a referência. Podemos ver que há um fluxo presente nas linhas um e dois e, para um operador, não haveria diferença perceptível entre um sensor de hardware ou software.


O sistema é capaz de responder e igualar a planta real através de mudanças no ponto de operação. Por exemplo, iniciar e parar bombas, abrir e fechar válvulas no sistema e através das linhas de vazamento que adicionamos para simular um cenário de detecção de vazamento. Ao fazer isso, o modelo de fidelidade total em tempo real pode lidar com qualquer ponto operacional em que o hardware seja executado. Esta é a principal vantagem de usar um modelo de fidelidade total e não um modelo de ordem reduzida.


Para mostrar isso com mais detalhes, assista a este pequeno vídeo.



Aproveite ao máximo seus modelos e otimize seus processos de projeto e operação, ao mesmo tempo em que reduz os custos de instrumentação e obtém informações adicionais em suas plantas. Na CAEXPERTS, parceira tecnológica SIEMENS, estamos disponíveis para auxiliá-lo nessa jornada, oferecendo nossa experiência em modelagem e simulação avançada.


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