O sistema de batelada, também conhecido como processo em lote, é uma abordagem essencial para a produção em indústrias farmacêuticas, alimentícias e cosméticas. Nesse sistema, cada lote é único e segue uma receita específica. Imagine a produção de um bolo caseiro: os ingredientes são adicionados, misturados e, após um tempo específico, temos o produto final. Essa metodologia é aplicada em diversos setores e requer automação eficiente para garantir qualidade, eficiência e conformidade com as normas.

• Ferramentas Utilizadas na Automação de Sistemas de Batelada

Para implementar sistemas de batelada, as indústrias utilizam diversas ferramentas de automação. Algumas delas incluem:

• CLPs (Controladores Lógicos Programáveis): Os CLPs são dispositivos eletrônicos programáveis que controlam máquinas e processos industriais. Monitoram sensores e acionam atuadores (válvulas, bombas, esteiras) com base em operações lógicas e matemáticas.
• SCADA (Supervisão, Controle e Aquisição de Dados): Softwares que realizam leitura e escrita nos CLPs. Monitoram, controlam e operam máquinas e processos industriais em tempo real.
• Redes Industriais: Ethernet TCP/IP e Ethernet/IP são amplamente usadas para comunicação entre dispositivos. Permitem a troca de dados entre CLPs, IHMs e outros componentes.
• Softwares de Gerenciamento de Bateladas: Aqui estão alguns exemplos de softwares de gerenciamento de bateladas utilizados na indústria:
• FactoryTalk Batch (Rockwell Automation)

O FactoryTalk Batch, desenvolvido pela Rockwell Automation, oferece uma solução moderna e flexível para controle de processos em batelada. Alguns pontos relevantes:

• Flexibilidade e Adaptabilidade: O FactoryTalk Batch proporciona uma solução de batelada moderna, com flexibilidade e adaptabilidade incomparáveis para diversos processos de fabricação. Ele atende às necessidades em constante evolução das indústrias de batelada com inovação e operações previsíveis.
• Integração com PlantPAx DCS: Quando integrado ao PlantPAx Distributed Control System (DCS), o FactoryTalk Batch otimiza as operações de processamento em batelada de forma abrangente. A centralização da gestão de receitas e a visualização intuitiva do controle simplificam a integração e permitem que os fabricantes alcancem produtividade superior, qualidade e conformidade regulatória.
• Benefícios
• Operações Previsíveis e Repetíveis: Consistência nos lotes, economia de custos, controle de qualidade aprimorado e eficiência durante a produção.
• Flexibilidade e Agilidade: Reutilização de blocos de construção testados em processos para produzir mais produtos e se adaptar às mudanças do mercado.
• Dados Ricos para Relatórios e Análises: Integração fácil dos dados do FactoryTalk Batch com outras plataformas para tomadas de decisão baseadas em dados.

• Sistema DeltaV Profissional Batch (Emerson)

O Sistema DeltaV Profissional Batch, da Emerson, é uma solução robusta para controle de processos em batelada. Alguns detalhes relevantes:

• Manufatura Flexível e Maior Tempo de Atividade: O DeltaV Batch permite uma manufatura flexível e maior tempo de atividade, reduzindo o tempo e o risco de engenharia. A estrutura em conformidade com a norma S88 permite desenvolver uma biblioteca de módulos de software reutilizáveis, reduzindo significativamente os esforços de teste.

• Benefícios
• Resposta Rápida às Mudanças de Mercado: Entrega rápida de produtos ao mercado com integração de ativos mais flexível e menor tempo de engenharia.
• Aumento da Velocidade de Produção: Seleção automatizada de equipamentos, execução coordenada de receitas e recursos de operação redundantes para maior tempo de atividade.
• Melhoria na Rastreabilidade: Aprimoramento da conformidade por meio de dados históricos armazenados e captura automática de eventos.

• Ignition Batch Procedure (Built on Ignition by Sepasoft)

O Ignition Batch Procedure, desenvolvido pela Sepasoft e integrado ao Ignition Platform, oferece recursos avançados para controle de processos em batelada. Vamos explorar os detalhes desse sistema:

• Funcionalidades:

O Ignition Batch Procedure adiciona funcionalidades de processamento em batelada, processamento contínuo e controle geral de procedimentos, com base no padrão ISA-88. Ele simplifica a gestão de receitas, combinando controle de sequência com valores de parâmetros em uma interface gráfica intuitiva.

• Editor Gráfico de Receitas: O Ignition Batch Procedure permite a edição de receitas em uma única tela amigável, usando tecnologia de arrastar e soltar. Isso reduz a necessidade de treinamento e desenvolvimento, permitindo que autores de receitas e operadores se concentrem no produto.
• Comparação de Lotes Otimizados (Golden Batch): O sistema permite identificar o lote ideal (“Golden Batch”) analisando os fatores que resultaram no melhor resultado. Com acesso a grandes quantidades de dados de alta qualidade, é possível rastrear processos eficazes e eventos problemáticos até lotes específicos.
• Status de Lote em Tempo Real: Os operadores podem verificar facilmente o status de um lote sem a necessidade de gráficos SFC (PFC). Isso simplifica a monitorização do lote, permitindo que os operadores se concentrem na produção.

• iFIX Batch Execution (GE FANUC)

O iFIX Batch Execution, da GE FANUC, é uma solução robusta para controle de processos em batelada. Alguns detalhes relevantes:

• Configuração do Projeto de Execução de Batelada: O iFIX Batch Execution permite configurar o nó local especificando um nome para o projeto atual no iFIX WorkSpace. Um projeto no iFIX Batch Execution inclui todos os arquivos necessários para fornecer uma solução de batelada.
• Componentes do Projeto: Um projeto típico inclui imagens, um banco de dados de equipamentos, receitas e arquivos de configuração. Além disso, pode incluir documentos de aplicativos OLE, como arquivos do Word ou planilhas do Excel.
• Arquivo de Projeto: Cada projeto do iFIX Batch Execution possui um arquivo de projeto que armazena informações relacionadas ao projeto. Ao especificar um projeto no iFIX, você está selecionando o arquivo de projeto que deseja abrir na próxima inicialização do Batch Execution Server.
• Importância e Benefícios
• Qualidade e Consistência: Ambos os sistemas garantem a consistência dos produtos em lotes.
• Conformidade: Atendem às regulamentações e normas da indústria.
• Eficiência: Otimizam o uso de recursos e reduzem desperdícios.
• Exemplo de Receita Automatizada

Imagine a produção de um xampu em uma indústria cosmética:

Os ingredientes (água, surfactantes, fragrâncias) são adicionados em quantidades específicas. O sistema controla a temperatura, mistura os componentes e monitora o tempo de reação. Após a conclusão da batelada, o xampu é embalado e pronto para distribuição.

• Importância, Vantagens e Desvantagens
• Importância: Garante a consistência e qualidade dos produtos. Facilita a rastreabilidade e conformidade com regulamentações.
• Vantagens:
• Controle preciso de processos.
• Redução de desperdícios.
• Flexibilidade para produzir diferentes produtos.
• Desvantagens:
• Custos de manipulação e limpeza.
• Tempo ocioso entre bateladas.
• Normas Relevantes (ISA88)

A ISA88 é uma norma que define padrões para sistemas de controle de batelada. Ela estabelece modelos de referência e terminologia para facilitar a automação eficiente desses processos. A ISA88 é uma norma essencial para a automação de sistemas de batelada na indústria. Vamos explorar os detalhes dessa norma:

• ISA88: Batch Control

A ISA88, também conhecida como ANSI/ISA88, é uma norma que aborda o controle de processos em batelada. Ela foi aprovada pela International Society of Automation (ISA) em 1995 e atualizada em 2010. Vamos entender o que ela representa:

• Design Filosófico:

A ISA88 não é uma norma para software específico, mas sim uma filosofia de design. Ela descreve como equipamentos e procedimentos devem ser organizados para otimizar a produção em batelada.

• Modelos de Referência:

A norma define três modelos principais:

• Modelo de Processo: Descreve as mudanças químicas e físicas nos materiais durante o processo.
• Modelo Físico: Analisa o controle em termos de hardware (sensores, atuadores, CLPs).
• Modelo Procedural: Aborda o controle em termos de software (sequenciamento, lógica).
• Terminologia Específica:

A ISA88 define terminologia específica para facilitar a comunicação entre fabricantes e usuários. Isso inclui conceitos como unidades de equipamento, fases, receitas, procedimentos etc.

• Estrutura de Dados Padrão

A norma propõe uma estrutura de dados padrão para a linguagem de controle de batelada. Isso simplifica a programação, configuração e comunicação entre os componentes do sistema.

• Arquitetura de Controle de Batelada

Define tanto o modelo físico (hierarquia de equipamentos e comunicação) quanto o modelo funcional (relações entre gerenciamento de receitas, sequenciamento, controle regulatório e intertravamento de segurança).

• Aplicação e Benefícios

Indústrias: A ISA88 é aplicável em setores como farmacêutico, alimentício e cosmético.

• Qualidade e Consistência: Garante a consistência dos produtos em lotes.
• Conformidade: Facilita a conformidade com regulamentações e normas.
• Eficiência: Otimiza o uso de recursos e reduz desperdícios.

• Conclusão

Em resumo, a ISA88 é uma ferramenta essencial para projetar e implementar sistemas de controle de batelada, garantindo a qualidade e a eficiência nas indústrias. A automação de sistemas de batelada é essencial para a eficiência e qualidade das indústrias farmacêuticas, alimentícias e cosméticas. A escolha das ferramentas certas e a conformidade com as normas garantem o sucesso nesse cenário dinâmico e competitivo.