Projeto de automação e telemetria de uma elevatória de água

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.

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 da elevatória

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 da elevatória

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 da elevatória

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 para a elevatória

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://alfacomp.net/sdm_downloads/download-st925r-multimedidor-de-grandezas-eletricas-manual/

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)

Suporte para a implantação

Para mais informações ou ajuda técnica, conte com nosso suporte. Solicite o projeto completo.
https://alfacomp.net/suporte/ –  Whatsapp (51)3029.7161

Leia também