Projeto de automação e telemetria de uma estação elevatória de água tratada

Este artigo contendo o Projeto de automação e telemetria de uma elevatória de água tratada é o nono da série Tudo sobre telemetria do abastecimento municipal de água“.

Se você deseja elaborar e implantar um sistema de telemetria para os reservatórios e elevatórias de água e esgoto, ETAs e ETEs, estações reguladoras de pressão e pontos de macromedição, encontrará nessa série de artigos, todo o conhecimento necessário para projetar, construir e implantar sistemas completos.

Juntamente com os artigos, são fornecidos links para download de projetos elétricos completos dos painéis, assim como softwares Ladder para automação das estações e o software customizável SCADA com telas para até 10 reservatórios e 10 elevatórias de água, tudo absolutamente sem custo.

Neste artigo apresentamos o projeto completo de hardware e software para a automação, controle e telemetria de uma estação elevatória de água tratada.

O link abaixo contém o arquivo compactado contendo o projeto completo.

  • Projeto de automação da elevatória
    Projeto de automação da elevatória

    Projeto completo de automação e telemetria de uma elevatória de água tratada contendo esquemático, software Ladder e o Manual de Projeto e Utilização.

Descrição geral do funcionamento da elevatória de água tratada

A forma mais usual para garantir o abastecimento de água em um bairro ou região de um município consiste em construir reservatórios em pontos elevados da área atendida, ou construir reservatório elevados quando a região é plana. A água é conduzida aos pontos de consumo por gravidade e o sistema de abastecimento municipal tem como missão, manter os reservatórios abastecidos.

Cabe à estação elevatória de água a função de manter o reservatório abastecido. Para tanto, a informação do nível do reservatório deve ser transmitida à elevatória para que essa, por sua vez, comande o funcionamento dos grupos moto bombas de maneira a manter o reservatório sempre com o nível dentro dos níveis predefinidos de operação.

A informação de nível de cada reservatório é repassada à sua respectiva estação elevatória pelo sistema da comunicação via rádio, centralizado no CCO.

Nesse tipo de configuração o reservatório terá dois níveis (set points) pré-definidos pela operação:

  • Nível de liga: O nível de liga é mais baixo que o nível de desliga e é aquele nível, que quando atingido, indica para a lógica de comando da elevatória que o grupo moto-bomba deve ser ligado.
  • Nível de desliga: O nível de desliga é mais alto que o nível de liga e é aquele nível, que quando atingido, indica para a lógica de comando da elevatória que o grupo moto-bomba deve ser desligado.

 

A figura acima apresenta uma topologia típica de uma elevatória de água tratada  de um sistema de distribuição de água tratada municipal. O diagrama mostra os componentes básicos de uma elevatória composta por dois conjuntos moto bomba, principal e reserva, e apresenta também o reservatório abastecido por essa elevatória, que pode estar distante quilômetros da elevatória.

Para controlar o funcionamento da estação elevatória, o CLP local monitora os seguintes parâmetros locais e remotos:

  • Nível do reservatório (remoto): enviado pelo CCO;
  • Alarme de perda da informação do nível;
  • Pressão de sucção: pressão na entrada das bombas, o bombeamento não pode acontecer se não houver pressão mínima;
  • Pressão de recalque: pressão na saída das bombas;
  • Tensão da rede: as bombas não podem operar se a tensão estiver fora dos mínimos e máximos definidos;
  • Corrente elétrica das bombas: deve ser monitorada para garantir a segurança das bombas e para detectar desgastes preventivamente;
  • Fator de potência: deve ser monitorado para garantir o controle de consumo elétrico;
  • Temperatura e vibração dos mancais dos motores: visa detectar e prevenir desgastes dos motores;
  • Sinais digitais de motores desarmados;
  • Sinais digitais de chaves de comando manual/automático e local/remoto. 

Operação da estação elevatória de água

Para que o sistema opere corretamente, as chaves seletoras das bombas e das válvulas devem estar na posição AUTOMÁTICO (comandadas pelo CLP). O sistema funciona automaticamente após a energização do quadro e ligando a chave GERAL.

Operação manual

No Funcionamento Manual o painel de automação não atua sobre o comando das bombas. Em Manual, as bombas são comandas pelo operador diretamente nos quadros de comando respectivos. Durante a operação manual, o painel de automação lê as grandezas elétricas e hidráulicas, executa as comunicações com a central, e monitora entradas digitais. Nesse modo de funcionamento, um operador pode ligar e desligar as bombas localmente nos respectivos quadros de acionamento das mesmas (comando manual).

SEMPRE QUE UMA OPERAÇÃO DE MANUTENÇÃO FOR SER REALIZADA, A PRIMEIRA AÇÃO DEVERÁ SER A DE COLOCAR O SISTEMA EM MANUAL. ISTO É FEITO POSICIONANDO A CHAVE SELETORA NA POSIÇÃO MANUAL.

Para desativar o sistema e operar manualmente as bombas e válvulas é necessário:

  • Girar as seletoras A/M para a posição MANUAL;
  • Aguardar que os grupos sejam desativados. Esta operação se dá sequencialmente;
  • Operar manualmente os grupos pelas chaves localizadas no painel frontal.

Operação automática

Neste modo, o acionamento das bombas se dá de acordo com o nível do reservatório de recalque e monitora as condições de operação. Lê as grandezas elétricas e hidráulicas, executa as comunicações com a central e monitora entradas e saídas digitais.

Para selecionar o sistema para controle automático, é necessário:

  • Girar as seletoras A/M para a posição AUTOMÁTICO.
  • Aguardar a parada dos equipamentos.
  • Aguardar a entrada sequencial dos grupos.

Comando via telemetria

Quando em automático, a estação pode ser comandada via central de telemetria. É possível desativar e reativar o funcionamento da elevatória, ligar e desligar grupos e alterar a seleção de grupo principal.

Comandos de ativação e desativação da elevatória de água

Bloqueio – A elevatória é desativada fazendo a posição 0 da tabela de setpoints diferente de zero. Isto faz com que o CLP desative os grupos sequencialmente. Este modo de operação é chamado Manual Remoto.

Desbloqueio – A elevatória é ativada fazendo a posição 0 da tabela de setpoints igual a zero. Isto permite que o CLP opere automaticamente.

Composição da remota de telemetria

A figura a seguir mostra o bloco diagrama da remota de telemetria utilizada na automação da estação elevatória:

  • Fonte com bateria modelo 2061;
  • Rádio modem RM2060;
  • CLP Haiwell modelo T48S0P com 28 ED e 20 SD;
  • Interface IA2820 com 8 entradas em 4 a 20 mA;
  • Interface ID2908 com 8 saídas isoladas a relé.

Painel de telemetria PT5520

Baseado no CLP Haiwell modelo C48S0P, o painel apresenta alto índice de integração, modularidade, facilidade de manutenção e protocolo MODBUS RTU mestre e escravo, resultando em uma montagem de alto desempenho e baixo custo.

O CLP com duas portas seriais comunica por protocolo MODBUS RTU mestre e escravo e está programado para controlar e monitorar:

  • Pressões de sucção e recalque:
  • Operação de grupos motobomba;
  • Multimedidores de grandezas elétricas;
  • Invasão;
  • Falta de energia;
  • Painel aberto;

Características técnicas do painel de telemetria

CLP Haiwell C48S0P 28ED 20SD
IHM IHM 4,3″ monocromática – TP300
Elemento de comunicação Rádio modem RM2060
Alimentação Fonte carregadora com bateria e autonomia de 12 horas
Entradas analógicas 08 entradas analógicas em 4 a 20 mA protegidas contra surtos
Saídas analógicas 02 saídas 4 a 20mA com módulos Alfacomp IA2801
Entradas digitais 24 entradas digitais em 24V livres
Saídas digitais 16 saídas digitais, sendo 08 isoladas a réle pelo módulo ID2908
Iluminação Módulo SW3301 com 12 LEDs brancos de alta intensidade
Indicação de porta aberta Sensor de porta aberta conectado ao CLP
Indicação de alimentação Sensor indica alimentação pela rede ou pela bateria
Dimensões Altura 60 x Largura 40 x Profundidade 20 cm
Grau de Proteção IP54 (*consulte outros modelos)
Proteção da alimentação DPS SW3300

Componentes do painel de telemetria

Qtd. Modelo Descrição
1 Haiwell C48S0P CLP com 28 entradas digitais, 20 saídas digitais, porta serial RS232 e RS485, e porta Ethernet
1 IHM TP300 IHM 4,3″ monocromática, 4 linhas x 24 colunas
1 Elemento de Comunicação Rádio modem RM2060
1 Alfacomp – 2061 Fonte de alimentação com bateria
1 Alfacomp – SW3300 Seccionador e protetor com tomada
1 Alfacomp – SW3301 Iluminador de painel com chave fim de curso
1 Alfacomp – IA2820 Interface analógica multiplexada para 8 entradas em 4 a 20mA
2 Alfacomp – IA2801 Interface analógica com 1 saída em 4 a 20mA
1 Alfacomp – ID2908 Isolador a relés para 8 saídas digitais
1 Alfacomp – CN3203 Protetor contra surtos para cabo de RF com conexões N-fêmea (se o elemento de comunicação for rádio)
1 Alfacomp – CB3100 Cabo interno de RF (se o elemento de comunicação for rádio)
1 Cemar – CS-6040-20 Quadro de comando metálico
1 Cemar – BT-7 VD Barra de terra
3 Porta fusível Borne porta fusível
24 Borne Borne Modular 2,5 mm
9 Poste Poste Clip Fix 35-5

Materiais diversos utilizados na instalação da remota de telemetria

Qtd. Descrição
1 Antenas conforme definido no projeto de rádio
2 Conector N macho para cabo RGC 213
1 Cabo externo de RF RGC213
1 Mastro de antena conforme definido no projeto de rádio
1 Materiais diversos de montagem de campo

Esquema elétrico do quadro de automação – Remota de elevatória

Software de controle da estação elevatória

A programação do CLP que controla a estação elevatória é feita em Ladder.

A figura a seguir apresenta os módulos de rotinas que compõe a programação da estação.

Lista de entradas e saídas

Entradas analógicas

Entrada Descrição Escala Faixa de medição Memória
E0 Pressão de recalque 250 a 1250 0 a 100,0 mca V40
E1 Pressão de sucção 250 a 1250 0 a 100,0 mca V41
E2 250 a 1250 V42
E3 250 a 1250 V43
E4 250 a 1250 V44
E5 250 a 1250 V45
E6 250 a 1250 V46
E7 250 a 1250 V47

Entradas digitais

CLP – C48S0P
Entrada Descrição Memória
X0 Pulsos do módulo IA2820 X0
X1 Indicação de CA presente X1
X2 Intrusão no painel X2
X3 Chave do painel de telemetria em MANUAL / AUTOMATICO X3
X4 Invasão na estação X4
X5 X5
X6 MB01 em manual X6
X7 MB01 em automático X7
X8 MB02 em manual X8
X9 MB02 em automático X9
X10 X10
X11 X11
X12 Confirmação da MB01 X12
X13 Confirmação da MB02 X13
X14 X14
X15 Grupo selecionado X15
X16 X16
X17 X17
X18 X18
X19 X19
X20 X20
X21 X21
X22 X22
X23 X23
X24 X24
X25 X25
X26 X26
X27 X27

Saídas digitais

CLP – C48S0P
Saída Descrição Memória
Y0 Alarme sonoro Y0
Y1 Y1
Y2 Comando liga/desliga MB01 Y2
Y3 Comando liga/desliga MB02 Y3
Y4 Y4
Y5 Y5
Y6 Y6
Y7 Y7
Y8 Y8
Y9 Y9
Y10 Y10
Y11 Y11
Y12 Y12
Y13 Pulsos para atualização do módulo IA2801 Y13
Y14 Pulsos para atualização do módulo IA2801 Y14
Y15 Sinal SL0 de seleção de canal do módulo IA2820 Y15
Y16 Sinal SL1 de seleção de canal do módulo IA2820 Y16
Y17 Sinal SL2 de seleção de canal do módulo IA2820 Y17

Mapa de memórias do CLP

Memória Descrição Tipo Tag Sub-rotina
Memórias internas não retentivas – M0 a M28
M0 BOOL
M1 BOOL
M2 BOOL
M3 BOOL
M4 Subtensão na rede BOOL SUB_V1 PGB:ANALISE_EAT1
M5 Sobretensão na rede BOOL SOBRE_V1 PGB:ANALISE_EAT1
M6 Nível remoto cheio BOOL NR_CHEIO PGB:ANALISE_EAT1
M7 Subcorrente dos motores BOOL SUB_I1 PGB:ANALISE_EAT1
M8 Sobrecorrente dos motores BOOL SOBRE_I1 PGB:ANALISE_EAT1
M9 BOOL
M10 Automático bloqueado pelo CCO BOOL BLOQ_AUT1 PGB:ANALISE_EAT1 PGB:CMD    PGB:GRP_EAT1
M11 BOOL
M12 Pressão mínima na sucção BOOL PS1_MIN PGB:ANALISE_EAT1
M13 MB01 desativada BOOL EAT1_1_OFF PGB:ANALISE_EAT1
M14 MB02 desativada BOOL EAT1_2_OFF PGB:ANALISE_EAT1
M15 BOOL BLOQ_AUT1
M16 Falha dos motores BOOL FALHA1 PGB:ANALISE_EAT1
M17 Ativa alarme sonoro BOOL ALR ON PGB:ALARME
M18 Funcionamento OK da elevatória BOOL EAT1_OK PGB:GRP_EAT1
M19 Nível remoto baixo BOOL NR_BAIXO PGB:GRP_EAT1
M20 BOOL
M21 BOOL
M22 Liga/desliga MB01 – modo bloqueado BOOL MB01_1 PGB:CMD  PGB:GRP_EAT1
M23 Liga/desliga MB02 – modo bloqueado BOOL MB02_1 PGB:CMD  PGB:GRP_EAT1
M24 Desativa/reseta alarme sonoro BOOL RST ALR REMOTO PGB:ALARME PGB:CMD
M25 BOOL
M26 BOOL
M27 Nível remoto atualizado BOOL NR ATUALIZADO PGB:ANALISE_EAT1
M28 Nível remoto perdido BOOL NR PERDIDO PGB:ANALISE_EAT1
Memórias internas especiais – SM0 a SM5
SM0 Ligado enquanto CLP em modo RUN BOOL On during Running
SM2 Ligado durante a primeira varredura BOOL On during the first
SM5 Pulso a cada 1 segundo BOOL 1s clock pulse
Timers – T0 a T15
T0 TIMER
T1 TIMER
T2 Aguarda 30s para alarmar subtensão TIMER SUBV PGB:ANALISE_EAT1
T3 Aguarda 30s para alarmar sobretensão TIMER SOBREV PGB:ANALISE_EAT1
T4 Aguarda 30s para alarmar nível remoto cheio TIMER NR_CHEIO PGB:ANALISE_EAT1
T5 Aguarda 60s para alarmar subcorrente TIMER SUB_SOBRE_I PGB:ANALISE_EAT1
T6 Aguarda 60s para alarmar nível remoto perdido TIMER NR_PERDIDO PGB:ANALISE_EAT1
T7 Aguarda 30s para alarmar pressão de sucção baixa TIMER PS1_MIN PGB:ANALISE_EAT1
T8 Aguarda 30s para alarmar MB01 desarmou TIMER MB01_1_DESARMOU PGB:ANALISE_EAT1
T9 Aguarda 30s para alarmar MB02 desarmou TIMER MB02_1_DESARMOU PGB:ANALISE_EAT1
T10 Aguarda 10s para ligar MB01 TIMER LIGA_MB01_1 PGB:GRP_EAT1
T11 Aguarda 10s para desligar MB01 TIMER DESL_MB01_1 PGB:GRP_EAT1
T12 Aguarda 10s para ligar MB02 TIMER LIGA_MB02_1 PGB:GRP_EAT1
T13 Aguarda 10s para desligar MB02 TIMER DESL_MB02_1 PGB:GRP_EAT1
T14 Debounce de 3s para acionar alarme sonoro TIMER DEBOUNCE ALR PGB:ALARME
T15 Rearma remotamente alarme sonoro após 10min TIMER DEBOUNCE ALR2 PGB:ALARME
Contadores 16bits – C0 a C3
C0 CTU
C1 CTU
C2 Contador do horímetro da MB01 CTU CONT_HORIM1 PGB:GRP_EAT1
C3 Contador do horímetro da MB02 CTU CONT_HORIM2 PGB:GRP_EAT1
Registradores retentivos – V0 a V209
V0 Pressão de recalque WORD Pressao1 PGB:ESCALA_PRESSAO PGB:IHM_TP300
V1 Pressão de sucção WORD Pressao2 PGB:ESCALA_PRESSAO PGB:ANALISE_EAT1
V2 Cópia do comando enviado pelo CCO WORD Cmd_Rx PGB:CMD
V3 Segundos de 0 a 59s WORD Segundeiro PGB:MAIN
V4 Bit de status WORD Status PGB:BITS_STATUS
V5 Condições de operação da elevatória WORD Cond_Op1 PGB:ANALISE_EAT1

 

Memória Descrição Tipo Tag Sub-rotina
V6 Motivo de parada da elevatória WORD Parada1 PGB:ANALISE_EAT1 PGB:GRP_EAT1
V7 Tensão da fase R WORD VR1 PGB:ANALISE_EAT1 PGB:MULT_MEDIDOR
V8 Tensão da fase S WORD VS1 PGB:ANALISE_EAT1 PGB:MULT_MEDIDOR
V9 Tensão da fase T WORD VT1 PGB:ANALISE_EAT1 PGB:MULT_MEDIDOR
V10 Corrente da fase R WORD IR1 PGB:ANALISE_EAT1 PGB:MULT_MEDIDOR
V11 Fator de potência WORD Fator1 PGB:MULT_MEDIDOR
V12 Horímetro da MB01 WORD Horim1_MB01 PGB:CMD   PGB:GRP_EAT1
V13 Horímetro da MB02 WORD Horim2_MB02 PGB:CMD   PGB:GRP_EAT1
V14 Estado da MB01 WORD Estado1 PGB:BITS_STATUS
V15 Estado da MB02 WORD Estado2 PGB:BITS_STATUS
V16 Falha da MB01 WORD Falha1 PGB:ANALISE_EAT1 PGB:CMD
V17 Falha da MB02 WORD Falha2 PGB:ANALISE_EAT1 PGB:CMD
V18 Corrente da fase S WORD IS1 PGB:ANALISE_EAT1 PGB:MULT_MEDIDOR
V19 Corrente da fase T WORD IT1 PGB:ANALISE_EAT1 PGB:MULT_MEDIDOR
V38 Contador das saídas digitais para multiplexagem WORD Count Multiplex PGB:IA2820
V39 Contador de pulsos da IA2820 WORD Pulsos IA2820 PGB:IA2820 INT:LE_IA2820
V40 Valor da entrada analógica E0 – 0 a 1250 WORD EA0 PGB:IA2820 PGB:ESCALA_PRESSAO
V41 Valor da entrada analógica E1 – 0 a 1250 WORD EA1 PGB:IA2820

PGB:ESCALA_PRESSAO

V42 Valor da entrada analógica E2 – 0 a 1250 WORD EA2 PGB:IA2820
V43 Valor da entrada analógica E3 – 0 a 1250 WORD EA3 PGB:IA2820
V44 Valor da entrada analógica E4 – 0 a 1250 WORD EA4 PGB:IA2820
V45 Valor da entrada analógica E5 – 0 a 1250 WORD EA5 PGB:IA2820
V46 Valor da entrada analógica E6 – 0 a 1250 WORD EA6 PGB:IA2820
V47 Valor da entrada analógica E7 – 0 a 1250 WORD EA7 PGB:IA2820
V52 Preset do fundo de escala do sensor de pressão1 WORD Preset pressao1 PGB:INICIALIZACAO PGB:ESCALA_PRESSAO PGB:IHM_TP300
V53 Preset do fundo de escala do sensor de pressão2 WORD Pulsos pressao2 PGB:INICIALIZACAO PGB:ESCALA_PRESSAO PGB:IHM_TP300
V58 Variável para cálculo em ponto flutuante WORD Rascunho_Float1 SUB:CONV_TENSAO SUB:CONV_CORRENTE

SUB:CONV_FATOR

V59 Variável para cálculo em ponto flutuante WORD Rascunho_Float2 SUB:CONV_TENSAO SUB:CONV_CORRENTE

SUB:CONV_FATOR

V60 Variável para cálculo em ponto flutuante WORD Rascunho_Float3 SUB:CONV_TENSAO SUB:CONV_CORRENTE

SUB:CONV_FATOR

V61 Variável para cálculo em ponto flutuante WORD Rascunho_Float4 SUB:CONV_TENSAO SUB:CONV_CORRENTE

SUB:CONV_FATOR

V62 Variável para cálculo em ponto flutuante WORD Rascunho_Float5 SUB:CONV_TENSAO SUB:CONV_CORRENTE

SUB:CONV_FATOR

V63 Variável para cálculo em ponto flutuante WORD Rascunho_Float6 SUB:CONV_TENSAO SUB:CONV_CORRENTE

SUB:CONV_FATOR

V72 Identifica o grupo selecionado WORD GRP_SEL PGB:BITS_STATUS PGB:IHM_TP300
V73 Acumulador da contagem de tempo do nível remoto WORD TEMPO_AC PGB:ANALISE_EAT1
V74 Cópia do valor do nível remoto enviado do CCO WORD NR1_TEMP PGB:ANALISE_EAT1
V100 Comando enviado pelo CCO WORD Cmd PGB:CMD
V101 Preset de subtensão na rede WORD Subi_V1 PGB:ANALISE_EAT1
V102 Preset de sobretensão na rede WORD Sobre_V1 PGB:ANALISE_EAT1
V103 Preset de subcorrente dos motores WORD Subi_I1 PGB:ANALISE_EAT1
V104 Preset de sobrecorrente dos motores WORD Sobre_I1 PGB:ANALISE_EAT1
V105 Preset de nível de liga motor WORD NL1 PGB:GRP_EAT1 PGB:IHM_TP300
V106 Preset de nível de desliga motor WORD ND1 PGB:ANALISE_EAT1
V107 Preset de pressão mínima de sucção WORD PS1_min PGB:ANALISE_EAT1
V108 Preset de tempo para desligar por falta de envio do nível remoto WORD TEMPO_D1 PGB:ANALISE_EAT1

 

Memória Descrição Tipo Tag Sub-rotina
V109 Nível remoto WORD NR1 PGB:ANALISE_EAT1
V200 Valor de tensão da fase R lida do multimedidor WORD VR_MULT PGB:Main PGB:MULT_MEDIDOR
V201 Valor de tensão da fase S lida do multimedidor WORD VS_MULT PGB:MULT_MEDIDOR
V202 Valor de tensão da fase T lida do multimedidor WORD VT_MULT PGB:MULT_MEDIDOR
V203 Valor da corrente R lida do multimedidor WORD IR_MULT PGB:Main PGB:MULT_MEDIDOR
V204 Valor da corrente S lida do multimedidor WORD IS_MULT PGB:MULT_MEDIDOR
V205 Valor da corrente T lida do multimedidor WORD IT_MULT PGB:MULT_MEDIDOR
V206 WORD
V207 WORD
V208 WORD
V209 Valor do fator de potência lida do multimedidor WORD FATOR_MULT PGB:MULT_MEDIDOR

ICOM – Interface de comunicação

O mapeamento de memória utilizado para leitura e escrita do mestre de comunicação Modbus RTU chamamos de ICOM. As tabela abaixo agrupam as variáveis de leitura e escrita da ICOM.

  • Bloco de Memória de Monitoração (V0 a V19)
  • Bloco de Memória de Setpoints (V100 a V109)

Bloco de memória de monitoração (V0 a V19)

Este é o bloco de dados lidos pelo CCO.

Posição Tag Descrição Memória
00 Pressao1 Pressão de recalque V0
01 Pressao2 Pressão de sucção V1
02 Cmd_Rx Cópia do comando enviado pelo CCO V2
03 Segundeiro Segundos de 0 a 59s V3
04 Status Bit de status V4
05 Cond_Op1 Condições de operação da elevatória V5
06 Parada1 Motivo de parada da elevatória V6
07 VR1 Tensão da fase R V7
08 VS1 Tensão da fase S V8
09 VT1 Tensão da fase T V9
10 IR1 Corrente da fase R V10
11 Fator1 Fator de potência V11
12 Horim1_MB01 Horímetro da MB01 V12
13 Horim2_MB02 Horímetro da MB02 V13
14 Estado1 Estado da MB01 V14
15 Estado2 Estado da MB02 V15
16 Falha1 Falha da MB01 V16
17 Falha2 Falha da MB02 V17
18 IS1 Corrente da fase S V18
19 IT1 Corrente da fase T V19

Descrição da memória de monitoramento – STATUS

A memória Status contém 16 bits que são utilizados como status de funcionamento da estação, cada bit identifica uma ocorrência, sendo 0=false e 1=true.

Bit 15 Bit 14 Bit 13 Bit 12 Bit 11 Bit 10 Bit 9 Bit 8 Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0
  • Bit 0 =0(bateria),     =1(rede CA)
  • Bit 1 =0(porta fechada),     =1( porta aberta)
  • Bit 2 =0(painel em manual),     =1(painel em automático)
  • Bit 3 =0(invasão sim),     =1(invasão não)
  • Bit 4 =0(alarme sonoro desligado),     =1(alarme sonoro ligado)
  • Bit 5  =0(seleção MB01),     =1( seleção MB02)

Descrição da memória de monitoramento – Cond_Op1

A memória Cond_Op1 contém 16 bits que são utilizados como status de funcionamento da estação, cada bit identifica uma ocorrência, sendo 0=false e 1=true. 

Bit 15 Bit 14 Bit 13 Bit 12 Bit 11 Bit 10 Bit 9 Bit 8 Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0
  • Bit 0 =0(normal),     =1(bloqueado pelo CCO)
  • Bit 1 =1(normal),     =1(subtensão)
  • Bit 2 =0(normal),     =1(sobretensão)
  • Bit 3 =0(normal),     =1(pressão de sucção baixa)
  • Bit 4 =0(normal),     =1(nível remoto cheio)
  • Bit 5 =0(normal),     =1(nível remoto perdido)
  • Bit 6 =0(normal),     =1(falha no grupo selecionado)
  • Bit 7 =0(normal),     =1(MB01 em manual)
  • Bit 8 =0(normal),     =1(MB01 desativada)
  • Bit 9 =0(normal),     =1(MB01 em automático)
  • Bit 10 =0(normal),    =1(MB02 em manual)
  • Bit 11 =0(normal),    =1(MB02 desativada)
  • Bit 12 =0(normal),    =1(MB02 em automático)

Descrição da memória de monitoramento – Parada1

A memória Parada1 é responsável por informar para o CCO o motivo da parada do grupo motobomba em funcionamento.

  • 00 = sem motivo
  • 01 = painel de telemetria em manual
  • 02 = bloqueado pelo CCO
  • 03 = subtensão na rede
  • 04 = sobretensão na rede
  • 05 = pressão de sucção baixa
  • 06 = nível remoto cheio
  • 07 = nível remoto perdido
  • 08 = grupo selecionado em falha
  • 09 = grupo selecionado em manual
  • 10 = grupo selecionado desativado

Descrição da memória de monitoramento – Estado1 / Estado2

As memórias Estado1 e Estado2 são responsáveis por informar para o CCO o status das bombas.

  • 00 = bomba desligada
  • 01 = bomba ligada

Descrição da memória de monitoramento – Falha1 / Falha2

As memórias Falha1 e Falha2 são responsáveis por informar para o CCO os códigos de falha das bombas.

  • 00 = sem falha
  • 01 = subcorrente
  • 02 = sobrecorrente
  • 03 = não utilizado
  • 04 = grupo desarmou

Bloco de memória de setpoints (V100 a V109)

Este é o bloco de parâmetros enviados pelo CCO.

Posição Tag Descrição Memória
00 Cmd Comando enviado pelo CCO V100
01 Subi_V1 Preset de subtensão na rede V101
02 Sobre_V1 Preset de sobretensão na rede V102
03 Subi_I1 Preset de subcorrente dos motores V103
04 Sobre_I1 Preset de sobrecorrente dos motores V104
05 NL1 Preset de nível de liga motor V105
06 ND1 Preset de nível de desliga motor V106
07 PS1_min Preset de pressão mínima de sucção V107
08 TEMPO_D1 Preset de tempo para desligar por falta de envio do nível remoto V108
09 NR1 Nível remoto V109

Descrição da memória de setpoint – Cmd

A memória Cmd é responsável por receber valores do CCO e executar comandos, que estão listados a seguir.

  • 00 = sem comando
  • 01 = não utilizado
  • 02 = não utilizado
  • 03 = bloqueia funcionamento automático
  • 04 = libera funcionamento automático
  • 05 = cala alarme sonoro
  • 06 = liga MB01
  • 07 = desliga MB01
  • 08 = liga MB02
  • 09 = desliga MB02
  • 10 = não utilizado
  • 11 = não utilizado
  • 12 = não utilizado
  • 13 = não utilizado
  • 14 = não utilizado
  • 15 = não utilizado
  • 16 = não utilizado
  • 17 = não utilizado
  • 18 = zera horímetro da MB01
  • 19 = zera horímetro da MB02
  • 20 = não utilizado
  • 21 = não utilizado
  • 22 = não utilizado
  • 23 = não utilizado
  • 24 = zera falha da MB01
  • 25 = zera falha da MB02

Operação da IHM

O IHM (Interface Homem Máquina) TP300 é composto de:

  • Monocromático de 4 linhas por 24 caracteres;
  • Display de 4,3”;
  • Resolução de 192 x 64 pixels;
  • Backlight;
  • Ajuste de contraste;
  • Portas de comunicação RS232 e RS485;
  • Possui 19 teclas que podem ser definidas como teclas de função;
  • Protocolos de comunicação para SIEMENS, Mitsubishi, OMRON, Schneider, Facon, entre outros fabricantes;
  • Possui protocolo Modbus RTU;

Teclas de Edição e Navegação

  • Para navegar entre as telas da IHM, pressione a seta para cima ou seta para baixo.
  • Nas telas que permitem edição, pressione SET para selecionar o campo de edição, quando selecionado ficará com o fundo branco.
  • Quando estiver em um campo de edição e precisar apagar o seu valor, pressionar CLR.
  • Para acessar um campo de edição ou confirmar o novo valor digitado, pressionar a tecla ENT.
  • Para sair de um campo de edição sem alterar o seu valor, pressione a tecla ESC.

Telas configuradas

Este item descreve as telas configuradas no projeto. Para navegar pelas telas, utilize as teclas de seta para cima e seta para baixo.

Tela 01 – Tela de apresentação

Tela de apresentação com nome da empresa contratante do sistema e com o nome da empresa que desenvolveu o software.

Tela 02 – Nível remoto

Apresenta o valor do nível do reservatório em percentual para o qual a elevatória bombeia a água tratada e o nível de liga e o nível de desliga.

Tela 03 – Pressão

Apresenta a pressão de recalque e sucção da elevatória.

Tela 04 – Rede CA

Apresenta o valor da tensão e corrente das fases R, S, T e o fator de potência da elevatória.

Tela 05 – Grupo selecionado

Apresenta o grupo selecionado na chave seletora do painel de acionamento do CCM da elevatória.

Tela 06 – Status da elevatória

Apresenta status da motobombas, motivo de parada do grupo e horímetros.

Tela 07 – Escala dos transmissores

Ajuste da escala dos transmissores de pressão de recalque e sucção da elevatória.

Multimedidor – ST9250R

As grandezas elétricas como corrente, tensão e fator de potência, são adquiridas pelo multimedidor de grandezas elétricas modelo ST9250R que se comunica com o CLP pela porta RS485 do CLP em protocolo MODBUS. Nesta porta, o CLP está configurado como endereço 1, 19200 bps, 8 bits, 1 stop bits e sem paridade. O multimedidor assume o endereço 1.

O manual do multimedidor pode ser baixado diretamente do site da Alfacomp no link: https://www.alfacomp.ind.br/medidores-e-indicadores/multimedidor-de-grandezas-eletricas.

Os registradores de grandezas elétricas ST9250R atuam como poderosos sistemas de monitoramento de energia elétrica, avaliando de forma contínua e em tempo real a tensão e a corrente nas três fases pelo método True RMS, permitindo o cálculo preciso de todos os itens de interesse.

Os parâmetros do registrador podem ser ajustados no próprio equipamento, através de uma interface amigável ou via interface serial padrão elétrico RS-485, pelo protocolo MODBUS-RTU.

Cálculo I

Para o cálculo do fator de potência.

  • Se valor entre 65536 e 64511, sinal indutivo (-) Fp = (65536 – VALOR) / 1024
  • Se valor entre 1024 e 0, sinal capacitivo (+) Fp = valor / 1024

Cálculo II

Para o cálculo de corrente, potência ativa, aparente, reativa, falta de Kvar e excesso de Kvar.

  • Variável = valor lido * (valor do TC / 5) / 1000

A resposta é uma variável quantizada (Qx) de acordo com a tabela de variáveis.

Definição do tamanho das variáveis

  • Int = Inteiros de 2 Bytes
  • Long = Inteiros de 4 Bytes
  • Variáveis em Q1, dividir por 2 para obter a parte inteira e a decimal
  • Variáveis em Q2, dividir por 4 para obter a parte inteira e a decimal
  • Variáveis em Q3, dividir por 8 para obter a parte inteira e a decimal
  • Variáveis em Q5, dividir por 32 para obter a parte inteira e a decimal
  • Variáveis em Q6, dividir por 64 para obter a parte inteira e a decimal
  • Variáveis em Q10, dividir por 1024 para obter a parte inteira e a decimal

Esquemas elétricos de ligações

As figuras a seguir mostram os esquemas de ligação para a instalação dos registradores ST9250R.

Observações importantes na instalação do equipamento

  • O transformador de corrente (TC) deve medir a corrente total a ser monitorada.
  • Deve-se colocar um TC específico para a medição de corrente (sempre na relação de transformação XXXX/5A). Caso já exista um instrumento de medição, a medição de corrente pode aproveitar o TC do instrumento, desde que a corrente do secundário do TC seja sempre ligada em série com a do medidor.
  • Deve-se colocar um TC específico para a medição de corrente (sempre na relação de transformação XXXX/5A). Caso já exista um instrumento de medição, a medição de corrente pode aproveitar o TC do instrumento, desde que a corrente do secundário do TC seja sempre ligada em série com a do medidor.

Endereços de memória do multimedidor

São os seguintes os parâmetros básicos de leitura Modbus do multimedidor, utilizando a função 0x04 (read input registers).

Endereço Variável Tipo Descrição
01 Vr Int Tensão da fase R (Q6)
02 Vs Int Tensão da fase S (Q6)
03 Vt Int Tensão da fase T (Q6)
04 Cr Int Corrente da fase R (Q3) – ver cálculo II
05 Cs Int Corrente da fase S (Q3) – ver cálculo II
06 Ct Int Corrente da fase T (Q3) – ver cálculo II
07 FPr Int Fator de potência da fase R – ver cálculo I
08 FPs Int Fator de potência da fase S – ver cálculo I
09 FPt Int Fator de potência da fase T – ver cálculo I
10 FPtt Int Fator de potência total – ver cálculo I
11 Pr Int Potência ativa da fase R (Q5) – ver cálculo II
12 Ps Int Potência ativa da fase S (Q5) – ver cálculo II
13 Pt Int Potência ativa da fase T (Q5) – ver cálculo II
14 HPtt High-Long Potência ativa total – ver cálculo II
15 LPtt Low-Long Potência ativa total – ver cálculo II
16 Qr Int Potência reativa da fase R (Q5) – ver cálculo II
17 Qs Int Potência reativa da fase S (Q5) – ver cálculo II
18 Qt Int Potência reativa da fase T (Q5) – ver cálculo II
19 HQtt High-Long Potência reativa total – ver cálculo II
20 LQtt Low-Long Potência reativa total – ver cálculo II
21 Sr Int Potência aparente da fase R (Q5) – ver cálculo II
22 Ss Int Potência aparente da fase S (Q5) – ver cálculo II
23 St Int Potência aparente da fase T (Q5) – ver cálculo II
24 HStt High-Long Potência aparente total – ver cálculo II
25 LStt Low-Long Potência aparente total – ver cálculo II
26 Freq Int Frequência (Q2)
27 HEat High-Long Energia ativa – ver cálculo II
28 LEat Low-Long Energia ativa – ver cálculo II
29 Demat Int Demanda ativa – ver cálculo II
30 H-Ereat High-Long Energia reativa – ver cálculo II
31 L-Ereat Low-Long Energia reativa – ver cálculo II
32 Demreat Int Demanda reativa – ver cálculo II
33 Dematm Int Demanda ativa média – ver cálculo II
34 Dematac Int Demanda ativa acumulada – ver cálculo II
35 Demapm Int Demanda aparente média – ver cálculo II
36 Demapac Int Demanda aparente acumulada – ver cálculo II
37 Kvaflt Int Valor de Kvars faltando – ver cálculo II
38 Kvaexce Int Valor de Kvars excedentes – ver cálculo II
39 Dematant Int Demanda ativa máxima do mês anterior – ver cálculo II
40 Demapant Int Demanda aparente máxima do mês anterior – ver cálculo II
41 Tensao rs Int Tensão entre fase R e S (Q6)
42 Tensao st Int Tensão entre fase T e S (Q6)
43 Tensao rt Int Tensão entre fase R e T (Q6)
44 TP rs Int Tensão no primário entre fase R e S (Q6)
45 TP st Int Tensão no primário entre fase T e S (Q6)
46 TP rt Int Tensão no primário entre fase R e T (Q6)
47 Ttri Int Tensão trifásica (Q6)
48 Ctri Int Corrente trifásica (Q3)

Download do projeto completo

  • Projeto de automação da elevatória
    Projeto de automação da elevatória

    Projeto completo de automação e telemetria de uma elevatória de água tratada contendo esquemático, software Ladder e o Manual de Projeto e Utilização.

Suporte para a implantação

Para mais informações ou ajuda técnica, conte com nosso suporte.

suporte@alfacomp.ind.br   –  Whatsapp (51)99380.2956

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No mercado desde 1992, a Alfacomp fabrica produtos e equipamentos de telemetria que viabilizam sistemas SCADA de Telesupervisão e Telecomando. Nossos rádios modem e unidades remotas de telemetria auxiliam empresas de saneamento e energia na melhoria da rastreabilidade, controle de qualidade, eficiência energética e controle de perdas. Aliados a clps de mercado e operando em protocolos abertos, nossos produtos compõem soluções de alto desempenho e baixo custo. Since 1992, Alfacomp designs and manufactures telemetry devices and solutions for SCADA systems. Our data radios and RTUs help water, oil and energy companies to improve their programs of quality control, traceability, energy efficiency and loss control. Connected to plcs and communicating through open protocols, our solutions compose high performance low cost systems.

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