Bomba petroleo

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PROPOSTA DE UM SISTEMA EMBARCADO APLICADO A BOMBAS DE PETRÓLEO UTILIZANDO O PROCESSADOR NIOS II E FPGA
Eudisley G. dos Anjos¹ ², Abel C. L. Filho¹, Francisco A. Belo¹, José A. G. de Lima²
¹Laboratório de Energia Solar – Universidade Federal da Paraíba ²Laboratório de Sistemas Digitais – Universidade Federal da Paraíba CEP: 58.059-900 – João Pessoa – PB – Brazil eudisley@gmail.com,{abel,belo}@les.ufpb.br , jose@di.ufpb.br

Resumo – Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema embarcado utilizando computação reconfigurável e o processador NiosII para ser aplicado na otimização da automação de Unidades de Bombeio de Petróleo. O atual método de automação possui um alto fator de erro, podendo atingir até 20% na determinação dos valores de torque no eixo de saída do redutor. Coma utilização de um sistema de aquisição de dados, é possível obter valores referentes a medidas reais que indicam o atual estado da Unidade de Bombeio reduzindo para menos de 5% de erro. Para isso a tecnologia da computação reconfigurável encontrada nas FPGA’s fezse necessária. Palavras-Chave – Computação Reconfigurável, FPGA, Sistemas Embarcados, Torquímetro, Unidades de bombeio de Petróleo.Abstract – This paper presents the development of an embedded system using reconfigurable computing and NiosII processor to be applied to optimize the Oil Pump Units automation. The current method of automation has a high error factor, until 20% in determining the values of torque on the reducer axles. With use of a data acquisition system, it is possible to obtain real measures that indicate thecurrent state of the Pump Unit, reducing to 5% of errors. So, to this project the technology of reconfigurable computing found in FPGA's is necessary. Keywords – Embedded Systems, FPGA, Oil Pump, Reconfigurable Computing, Torquimeter. I. INTRODUÇÃO As unidades de bombeio mecânico terrestre de petróleo vêm sofrendo um processo de evolução na sua automação. A princípio poucas empresas detinham o poderdos procedimentos para determinação dos valores de torque das unidades. Devido a isso, os dispositivos possuíam um alto sigilo e acabaram não evoluindo. A entrada de diversas

empresas no ramo acelerou o processo de disputa por esse mercado. Até agora os avanços realizados nos processos de determinação de torque não foram muito relevantes. Por isso, diversas empresas de extração de petróleocontinuaram com as suas antigas formas de automação. Entretanto um novo torquímetro, proposto por Lima Filho [1] permite uma alta precisão na determinação dos valores de torque, pois agora o mesmo não será mais calculado, e sim medido diretamente na bomba de petróleo. Através dessa medição os valores se tornam bastante precisos e aumentam a credibilidade no processo. As atuais arquiteturas deautomação não permitem uma expansão satisfatória para a evolução dos torquímetros, o que torna necessário um sistema que integre essa arquitetura ao processo de medição. Uma implementação em hardware levaria aos mesmos problemas enfrentados até agora de impossibilidade de expansão. Por isso, uma arquitetura embarcada reconfigurável se coloca como tecnologia essencial para uma evolução ideal dessatecnologia. No tópico 2 mostra-se algumas das tecnologias utilizadas. Na terceira parte é realizado um embasamento teórico dos principais torquímetros existentes. No quarto tópico o torquímetro desenvolvido é detalhado. Por fim o sistema embarcado é proposto e algumas conclusões e trabalhos futuros são demonstrados. II. TECNOLOGIAS UTILIZADAS A. Sistemas Embarcados Sistemas embarcados (ou sistemasembutidos) são utilizados largamente na indústria. Esse fato acompanhou a história desde o surgimento dos primeiros microprocessadores, fornecendo soluções digitais de baixo custo e boa confiabilidade [2]. Um sistema embarcado é a combinação de hardware, software, talvez peças mecânicas e outras partes, projetadas para desempenhar uma função específica. Um bom exemplo é o forno de microondas. A maioria...
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