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
Deixe uma resposta
Want to join the discussion?Feel free to contribute!
Você precisa fazer log in para comentar.