O BRAV-7120 potencializa a detecção de gases, eliminando qualquer possibilidade de ocultação de gases tóxicos e perigosos.
Em ambientes de produção de energia de linha de frente, como minas de carvão, campos de petróleo e gás e usinas de energia, gases tóxicos e perigosos representam ameaças ocultas que podem agir como assassinos invisíveis. Incolores, inodoros e difíceis de detectar, esses gases podem colocar em risco a saúde dos trabalhadores, danificar equipamentos, provocar explosões ou acidentes por asfixia e até mesmo causar graves consequências ambientais e de segurança quando ocorrem vazamentos.
Os métodos tradicionais de monitoramento de gases frequentemente sofrem com pontos cegos de cobertura, tempos de resposta lentos e utilização limitada de dados, dificultando o atendimento às crescentes demandas por produção segura e operação e manutenção inteligentes.
Como construir um sistema de monitoramento de gases tóxicos e perigosos de alto desempenho, baixa latência, interconectado e preditivo? O JHCTECH BRAV-7120 oferece a resposta.
Dificuldades atuais do setor
Em ambientes de produção de energia, como minas de carvão, campos de petróleo e gás e usinas de energia, gases tóxicos e perigosos continuam sendo uma grande preocupação em termos de segurança. Atualmente, o setor enfrenta cinco grandes desafios:
- Pontos de monitoramento limitados e áreas sem cobertura de sensores fixos;
- Atrasos entre anomalias de gás e a ativação de alarmes, resultando em oportunidades perdidas para intervenção oportuna;
- Grandes volumes de dados subutilizados, dificultando a identificação de padrões e riscos potenciais;
- Manutenção inadequada de sensores e equipamentos de monitoramento, levando a dados imprecisos ou não confiáveis;
- Incidentes frequentes de vazamento de gás, resultando em perdas significativas em segurança, meio ambiente e economia.
Requisitos para Controladores de Sistemas de Monitoramento de Gases Tóxicos e Perigosos
Para alcançar um monitoramento de gás eficiente e confiável e um controle integrado, o controlador deve atender aos seguintes requisitos principais:
Compatibilidade com múltiplos protocolos: Suporta protocolos de comunicação como RS485, Modbus RTU e RS232, permitindo a integração perfeita com múltiplos sensores, incluindo sensores de SF₆, O₂, CH₄, H₂S, CO, temperatura e umidade, bem como dispositivos de monitoramento de gases dissolvidos em óleo de transformador.
Controle Integrado em Tempo Real: Equipado com interfaces DI/DO, pode receber sinais de interruptores de alarme e entradas de reinicialização manual, enquanto controla diretamente dispositivos de campo, como alarmes sonoros e visuais, controladores de ventiladores, dampers de exaustão e válvulas solenoides de fechamento.
Capacidade de Computação de Borda Local: Realiza aquisição de dados, processamento de dados, detecção de anomalias e análise de tendências na borda, alcançando tempos de resposta a alarmes em nível de milissegundos sem depender de um centro de controle centralizado.
Facilidade de Operação e Manutenção: Suporta exibição local (HDMI), exportação de dados USB e acesso ao terminal de depuração, facilitando a manutenção no local e as atualizações do sistema.
Soluções JHCTECH
O BRAV-7120, alimentado pelo NVIDIA Jetson Orin Nano, oferece até 67 TOPS (INT8) de desempenho de computação de IA, permitindo que os modelos de IA realizem inferências em milissegundos. Isso reduz os tempos de resposta a alarmes de minutos para segundos, ou até mesmo milissegundos. Aproveitando o SDK NVIDIA JetPack e um rico ecossistema de sensores, o sistema suporta calibração automática de sensores, simplificando a manutenção e garantindo estabilidade, precisão e confiabilidade dos dados a longo prazo. Por meio de monitoramento em tempo real e análise orientada por IA, o sistema transforma o monitoramento de gás de um processo reativo em uma estratégia de prevenção proativa. Ele pode fornecer alertas antecipados de possíveis falhas e riscos de vazamento de gás, ajudando a prevenir incidentes graves, como desligamentos forçados de subestações causados por vazamentos de gás, reduzindo assim as perdas econômicas e melhorando a segurança operacional.
Nível de Hardware
Múltiplos sensores, incluindo sensores de vazamento de SF₆, sensores de O₂, detectores de CH₄/H₂S, detectores de CO, sensores de temperatura e umidade e sensores de gases dissolvidos para óleo de transformador, são conectados via RS485 e o protocolo Modbus RTU para aquisição de dados de concentração de gás em tempo real.
Alguns controladores de alarme de gás e terminais de depuração legados são conectados via RS232 para garantir a compatibilidade com equipamentos legados em campo.
Uma porta Gigabit Ethernet conecta-se ao switch Ethernet industrial local, permitindo a transmissão de dados para o servidor SCADA no centro de controle.
As interfaces DI recebem sinais de alarme de detectores de gás e botões de reinicialização manual, enquanto as interfaces DO controlam dispositivos de campo, como alarmes sonoros e visuais, controladores de ventiladores, dampers de exaustão e válvulas solenoides de fechamento. Quando as concentrações de gás excedem os limites predefinidos, o sistema pode acionar imediatamente ações de controle de intertravamento local.
Interfaces HDMI e USB 3.0/2.0 também são suportadas, permitindo que os operadores visualizem o status do sistema e painéis de monitoramento durante a manutenção no local, bem como realizem exportação de dados, solução de problemas e atualizações do sistema.
Nível de software
Baseado no JetPack 6.2 (compatível com Ubuntu 20.04/22.04), com CUDA, cuDNN, TensorRT, etc., pré-instalados. O sistema apresenta:
- Um modelo de detecção de limiar de concentração de gás que compara continuamente as leituras dos sensores com limiares predefinidos em tempo real.
- Um modelo de previsão de tendência de vazamento de gás (por exemplo, modelo de séries temporais LSTM/GRU) que prevê tendências de vazamento de SF₆/O₂/H₂S/CO/CH₄ com base em dados históricos, permitindo alertas precoces.
- Um modelo de detecção de anomalias por fusão de sensores multissource que combina dados de concentração de gás, temperatura e umidade para identificar eventos anormais complexos. Ao correlacionar dados de múltiplos pontos de monitoramento, o sistema pode estimar possíveis locais de vazamento, avaliar o impacto das condições de ventilação na dispersão de gás em tempo real e gerar mapas de calor de risco.
O ciclo de sondagem do sensor pode ser configurado de 1 a 5 segundos por meio da pilha de protocolo Modbus RTU/TCP. Os dados coletados passam por limpeza, remoção de outliers, conversão de unidades e alinhamento de timestamps. Modelos de previsão de séries temporais acelerados por TensorRT (como LSTM/GRU) e modelos de detecção de anomalias realizam inferência de IA em tempo real na borda da rede. Ao detectar uma anomalia, um mecanismo de regras de alarme pré-programado e a lógica de controle de ventilação e desligamento emitem um alerta precoce. Simultaneamente, dados estruturados (valores de concentração de gás, eventos de alarme e resultados de previsão de tendências) são enviados para o sistema SCADA do centro de controle central.
Valor da Solução
✅ Aumentar a Segurança da Equipe
Gases tóxicos como o SF₆ são incolores e inodoros, dificultando a detecção de vazamentos. A exposição prolongada pode representar sérios riscos à saúde, enquanto altas concentrações podem levar à deficiência de oxigênio e asfixia. Por meio do monitoramento em tempo real e alarmes sonoros e visuais no local, o sistema pode ativar imediatamente os sistemas de ventilação e exaustão quando um vazamento é detectado, ajudando a proteger a segurança da equipe.
✅ Prevenção de Danos aos Equipamentos
Os produtos da decomposição do SF₆ vazado, como SOF₂ e SO₂F₂, são altamente tóxicos e corrosivos, podendo degradar o desempenho do isolamento dos equipamentos GIS. Com recursos de alerta precoce e previsão de tendências, a equipe de manutenção pode ser avisada antes que o desempenho do isolamento se deteriore, ajudando a prevenir falhas nos equipamentos e paradas não planejadas.
✅ Redução Significativa do Tempo de Resposta a Alarmes
Os pontos de monitoramento de gás geralmente são amplamente distribuídos, enquanto os métodos tradicionais de inspeção manual envolvem longos ciclos de inspeção e detecção tardia de falhas. A coleta automatizada de dados permite o monitoramento online 24 horas por dia, 7 dias por semana, com tempos de resposta a alarmes inferiores a 100 ms, reduzindo os tempos de resposta em 4 a 6 ordens de magnitude em comparação com as inspeções manuais.
✅ Manutenção Preditiva
A análise de séries temporais com inteligência artificial fornece previsão de tendências e de falhas, transformando as operações de tratamento reativo de alarmes para prevenção proativa de riscos e possibilitando a manutenção preditiva.
✅ Arquitetura de Borda Altamente Confiável
A aquisição de dados, a análise de IA e o controle integrado são realizados localmente na borda. O sistema pode continuar operando de forma independente durante interrupções de rede e envia apenas dados de alarme estruturados para o sistema de controle central, reduzindo o consumo de largura de banda e garantindo a confiabilidade do sistema.
O controlador de computação de borda BRAV-7120 combina alto desempenho de computação de IA, ampla conectividade, um ecossistema abrangente de software de IA e confiabilidade de nível industrial para criar uma solução de monitoramento de gases tóxicos e perigosos visível, inteligente e altamente confiável para o setor de energia.
BRAV-7120
Protegendo a segurança com computação de IA. Prevendo riscos com inteligência.
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