Projeto de automação e telemetria de um reservatório de água tratada

Este artigo contendo o Projeto de automação e telemetria de um reservatório de água tratada é o décimo 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 um reservatório de água tratada.

Descrição geral do funcionamento do reservatório de água tratada

Normalmente, um reservatório tem por finalidade abastecer por gravidade um bairro ou região do município. 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 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.
As unidades remotas de reservatório têm por objetivo ler os sinais de nível e vazão e reportá-los ao CCO. 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 a seguir apresenta a topologia simplificada de uma estação de reservatório.

Painel de telemetria PT5420

Baseado no CLP Haiwell modelo C16SOP, 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 quadro está programado para controlar e monitorar:

• Vazões de saída de água;
• Nível de reservatório;
• Invasão;
• Falta de energia;
• Painel aberto;

Características técnicas do painel de telemetria

Componentes do painel de telemetria

Materiais diversos utilizados na instalação da remota de telemetria

Esquema elétrico do quadro de automação – Remota de reservatório

Software de controle do reservatório

A programação do CLP que controla e monitora o reservatório 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

Entradas digitais

Saídas digitais

Mapa de memórias do CLP

ICOM – Interface de comunicação

O mapeamento de memória utilizado para leitura e escrita do mestre de comunicação Modbus RTU chamamos de ICOM. A tabela abaixo referência quais são os endereços de memória utilizados.

• Bloco de Memória de Monitoração (V0 a V6)
• Bloco de Memória de Setpoints (V100 a V104)

Bloco de memória de monitoração (V0 a V6)

Este é o bloco de dados lidos pelo CCO.

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 0 =0(bateria), =1(rede CA)
• Bit 1 =0(porta fechada), =1(porta aberta)
• Bit 2 =0(invasão sim), =1(invasão não)
• Bit 3 =0(alarme sonoro desligado), =1(alarme sonoro ligado)
• Bit 4 =0(nível normal), =1(nível baixo)
• Bit 5 =0(nível normal), =1(nível alto)

Bloco de memória de setpoints (V100 a V105)

Este é o bloco de parâmetros enviados pelo CCO.

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 = zera totalizador de vazão parte alta e parte baixa do registrador (V5 e V6)
• 02 = cala alarme sonoro