Telemetria e Saneamento_Edu

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Automação, Telecomando e Telesupervisão de Elevatórias, Reservatórios e Estações de Tratamento de Água e Esgoto Eduardo Grachten - Eng. Eletricista Sistemas de Telemetria Case do SIMAE de Joaçaba Produtos Desde 1992 Eduardo Grachten

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O que é Sistema de Telemetria O sistema de Telemetria é normalmente composto de um CCO (Centro de Controle e Operação) e Unidades Remotas e permite visualizar e controlar a operação de estações elevatórias, reservatórios, VRPs, macromedidores, estações de tratamento de água e esgoto.

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Arquitetura Típica - Algumas estações funcionam como repetidoras.

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Benefícios de um Sistema de Telemetria Garantia do abastecimento; Controle de perdas e redução de custos; Eficiência na operação; Instrumento de gestão e qualidade.

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Garantia de Abastecimento Na ausência de informações sobre o o funcionamento das estações elevatórias e reservatórios, é a população que avisa da interrupção de abastecimento. Sistemas de Telemetria alertam quase que imediatamente sobre situações anormais de operação. Carlos Roma Chefe da ETA SIMAE de Joaçaba - SC

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Controle de Perdas O sistema de telemetria implantado no SIMAE de Joaçaba foi de fundamental importância na redução em 20% das perdas que giram em torno de 25% atualmente. São indicadores de perdas: Variações inesperadas de pressão na rede; Tendo-se a rede de distribuição de água setorizada, o sistema permite comparar os valores registrados pelos macro medidores com os obtidos dos hidrômetros; O registro histórico de vazões instantâneas e acumuladas indicam variações que podem ser devidas a vazamentos; Na análise gráfica dos níveis de enchimento e esvaziamento de reservatórios, mudanças das curvas podem indicar rupturas de adutoras.

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Redução de Custos A utilização de um sistema de telemetria e a implantação de um programa de controle de perdas permitem: Reduzir o consumo de produtos químicos; Reduzir o consumo de energia elétrica devido ao menor de volume de água a ser tratado e distribuído; Reduzir o consumo de energia elétrica pela tarifa horo-sazonal. O SIMAE contabilizou uma redução de 30% no consumo de energia elétrica; Diminuição do desgaste dos equipamentos; Antes da implantação do sistema de telemetria, a duplicação da ETA para 2002 era tida como imprescindível. A ETA continua dando conta do abastecimento.

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Eficiência na Operação O sistema permite o controle remoto das estações e o diagnóstico prévio das situações anormais; Os operadores podem equilibrar a distribuição de água habilitando e desabilitando elevatórias seletivamente quando a produção de água está comprometida; Para atravessar o horário de ponta com os reservatórios mais abastecidos, os bombeamentos são ligados conforme a avaliação do operador.

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Instrumento de Gestão e Qualidade O sistema permite o registro de dados e a geração de relatórios operacionais, essenciais na implantação de programas de qualidade; O planejamento de programas de manutenção preventiva dependem dos dados fornecidos pelo sistema de telemetria; Elisabet Sartori – Diretora do SIMAE

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Telemetria é necessário? Desejamos garantir a continuidade de abastecimento? Desejamos melhorar o programa de controle de perdas? Desejamos melhorar os índices de eficiência hidro energética? Desejamos aprimorar a gestão geral do sistema e implantar programas de qualidade ? O primeiro passo é a implantação do sistema de telemetria?

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Solução Alfacomp de Telemetria Utilização de CLPs nacionais com protocolos abertos de comunicação. Utilização de software de supervisão nacional com amplo suporte e cursos regulares de treinamento. Fabricação de módulos eletrônicos que complementam e conferem competitividade à solução Alfacomp de Telemetria.

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Solução Alfacomp Utilização de CLPs de fornecimento nacional com protocolos abertos de comunicação (MODBUS) e cursos regulares para treinamento sobre o produto. O fonte dos programas são fornecidos abertos.

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Solução Alfacomp Utilização de software de supervisão nacional com amplo suporte e cursos regulares de treinamento. O software é fornecido aberto, sem proteções por senha.

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SISTEMA INTERMUNICIPAL DE ÁGUA E ESGOTO DOS MUNICÍPOS DE JOAÇABA, HERVAL D’OESTE E LUZERNA   - Localizadas no centro-oeste catarinense, as cidades de Joaçaba, Herval D’oeste e Luzerna totalizam 52.000 habitantes. De topografia acidentada, as cidades se desenvolveram às margens do Rio do Peixe e têm a economia baseada no comércio e indústria metal-mecânica. Em 1968, as prefeituras criaram a Autarquia que posteriormente receberia o nome de SIMAE — Sistema Intermunicipal de Água e Esgoto — para atender os serviços de saneamento dos municípios. Hoje com 62 funcionários, o SIMAE atende 16.600 economias contabilizando um volume micromedido de 196.000 m3 de água tratada. Em 1997, o SIMAE iniciou um programa para redução de perdas que resultou em 20% de diminuição de perdas e 30% de economia de energia elétrica. A implantação do sistema de telemetria desempenhou papel fundamental na melhoria do desempenho.

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Painéis de Telemetria Padronizados - As remotas de reservatório e três novas elevatórias receberam painéis de telemetria padronizados, totalizando 20 quadros. O painel de telemetria possui as seguintes especificações básicas: CLP dotado de IHM, relógio de tempo real, uma porta serial RS232 e uma RS485; Fonte de alimentação com bateria; Rádio Modem Spread Spectrum de 1W; 8 entradas analógicas 4 a 20mA protegidas contra surtos; 11 entradas digitais livres em 24VDC; 7 saídas digitais livres a relé; Proteção contra surtos na alimentação CA; Tomada e lâmpada; Chave fim de curso indicadora da painel aberto; Indicação de falta de energia CA.

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Elevatória – As elevatórias de água tratada possuem normalmente dois grupos de moto bombas. O acionamento dos grupos se dá pelo CCM (centro de controle de motores) constituido de painel elétrico com inversores, soft-starters ou chaves de partida. O painel de automação controla o CCM e executa as demais funções associadas, como leitura de grandezas elétricas e hidráulicas.

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Reservatórios – As remotas de reservatório são dotadas de painel de automação que tem a função de adquirir grandezas hidraúlicas, tais como nível e vazão de água, assim como registrar invasão, painel aberto e falta de energia.

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Descrição do Sistema - O sistema de automação funciona em protocolo mestre-escravo. A centralização de todas as comunicações se dá no microcomputador do CCO (Centro de Controle e Operação) localizado na ETA. A água tratada na ETA é bombeada para os reservatórios por uma rede de estações elevatórias. Os níveis e parâmetros remotos necessários para o funcionamento de cada estação são lidos e repassados pelo computador do CCO a cada UR (Unidade Remota), ou seja, a informação de nível do reservatório para o qual uma determinada elevatória recalca água é lida do reservatório e enviada para a elevatória. Todas as comunicações partem do CCO, que é dotado de uma antena omni direcional. A repetidora principal constitui a unidade remota do reservatório RAP 012. Também funcionam como repetidoras as estações remotas dos reservatórios RAP 003, RAP 004, RAP 014, RAP 015 e RAP 010 de Maio.

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Tela das Comunicações – Permite habilitar, desabilitar e monitorar os rádios.

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Facilidade de Operação - Desenvolvido em Elipse E3, o software supervisório tem interface de fácil operação e permite a operação tanto a partir do CCO quanto de outros computadores pertencentes à rede corporativa e até mesmo via Internet, utilizando o Internet Explorer. As telas principais possuem uma janela de fundo preto localizada na base onde são apresentadas as mensagens de alarmes presentes. Quando uma situação de alarme acontecer e enquanto ela estiver ativa ou não reconhecida, uma mensagem relativa à este alarme estará sendo mostrada.

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Telas de Elevatória - As telas das elevatórias apresentam o reservatório para o qual a elevatória bombeia a água. O grupo selecionado mostra como está posicionada a chave que seleciona bombas no quadro da elevatória. No quadro laranja com o nome da estação são apresentados: O indicador de comunicações na forma de um rádio com o tempo em segundos desde a última comunicação com a estação; Ao lado do rádio está um display do relógio interno do clp da estação; Indicador de motivo de parada; Indicador de grupo selecionado pela chave local; Indicadores de tensão e fator de potência no QGBT; Botão de ajustes e comandos que permite bloquear ou liberar o funcionamento automático e acessar a janela de parâmetros ajustáveis.

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Telas de Reservatório - As telas mostram nível de água, set-points de liga e desliga da elevatória associada, medidores de vazão de água e alarmes de porta aberta e invasão da estação.

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Tela dos Reservatórios – Permite visualizar todos os reservatórios da cidade.

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Relatórios na Forma de Tabelas

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Visualização Gráfica das Leituras

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Registro de Alarmes

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Registro de Eventos

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Produtos Alfacomp Rádio Modem 900 MHz Seccionador e protetor Fonte com bateria Antena omni Painéis de telemetria A fabricação de módulos eletrônicos complementam e conferem competitividade à solução Alfacomp de Telemetria.

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Rádios Modem – Algumas Faixas de Operação e Padrões Típicos

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Solução Alfacomp em 400 MHz – Rádio SD225U1 e Modem 2050 Transceptor desenvolvido para comunicação de dados na faixa de 400 a 440 MHz quando conectado à modem externo . Potência: 5W Freqüências programáveis 16 canais selecionáveis por microchave Alimentação: 12 Vcc Modem padrão Bell 202 projetado para operar em conjunto com rádios como o SD225U1, é ideal para comunicações utilizando o protocolo Modbus. Alimentação: 12V Velocidade serial: 1200 bps Interface RS232 e RS485

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Solução de alto desempenho e baixo custo para comunicação wireless utilizando tecnologia Spread Spectrum na faixa dos 900 MHz. Potência de saída: 1000mW Alcance: até 32 km com visada Baud rate serial: 1200 a 115.2 Kbps Baud rate de RF: 76.8 kbps Sensibilidade do receptor: -110 dBm típico Software de configuração Baseado em Windows Faixa de operação: 915-928 MHz Tecnologia: Frequency Hopping Spread Spectrum Topologia de rede Ponto a ponto e ponto-multiponto Número de canais: 50 Conexão RF: SMA fêmea serial Conexão RS232: RJ12 macho serial Conexão RS485: Borne destacável modelo STL(Z) Alimentação: 10 a 30 VCC Consumo em 24V: 400 mA transmitindo e 25 mA recebendo Temperatura de operação: -40° a +80°C Umidade: 10% a 90% (não condensante) Dimensões: Altura 80 x Largura 25 x Profundidade 98 mm Solução Alfacomp em 900 MHz – Rádio Modem RM2060

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Solução Alfacomp em 2.4 GHz – Rádio Modem RM2070 - ZigBee Opera na faixa ISM 2.4 GHz; Compatível com o protocolo ZigBee e o padrão IEEE 802.15.4; Alcance de 100 metros em ambiente fechado e 1.600 metros com antenas direcionais; Excelente relação custo-benefício; Baixo consumo de energia; Baixo tempo de latência (15ms entre o rádio energizar e passar a comunicar); Alimentação de 10 a 30V; Interfaces seriais RS232 e RS485 simultâneas; Velocidade serial de 1200 a 115.200 bps; Velocidade de dados em RF de 250 kbps; Sensibilidade de -100 dBm; Comunicação ponto a ponto, ponto multiponto, peer-to-peer e redes Mesh; DSSS – Direct Sequence Spread Spectrum (Espalhamento Espectral por Saltos de Freqüência em Seqüência Direta); Configuração on-line através de comandos AT; Potência ajustável.

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Solução Alfacomp em GSM/GPRS – Marthe GPRS A820 • Funcionamento em modo transparente Serial - GSM/GPRS • Pode ser customizado para diversas aplicações • Compatível com qualquer operadora celular GSM • Interface de rede: GSM/GPRS: Quad Band • Interface serial: RS232 • Configuração: Através de comando serial ou SMS • Armazenamento: Memória E2PROM de 64 kbytes • Protocolos disponíveis: IP Versão 4, TCP, UDP • Buffer de Recepção Serial de até 1000 bytes • Suporta duas conexões TCP

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KIT RPE1 – Rádio em ponto elevado KIT RPE1 foi concebido para permitir a instalação do rádio RM2060 próximo à antena. Com esta solução, as perdas no cabo de RF são minimizadas e podemos instalar o rádio afastado do clp e interligado por cabo de rede CAT5. A alimentação do rádio e a comunicação em RS485 são transportadas pelo cabo em distâncias de até 1200 metros. O gabinete utilizado tem IP67 e pode ficar ao tempo.

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Painéis de Telemetria Série PT5400 Os painéis são baseados no clp FBS-14MATJ de marca ALTUS. Os equipamentos destinam-se ao uso em instalações de saneamento tais como elevatórias de água e esgoto, pontos de macromedição e reservatórios. Cada modelo de painel foi projetado para uma aplicação específica e possui características dedicadas.

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Painéis de Telemetria Série PT5400 PT5401 - Transmissor do sinal de um relé de nível. PT5403 - Recebe o sinal de um relé de nível e comanda uma bomba.

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PT5410 – Monitoração de reservatório, comando de elevatória, ponto de macro medição. 8 entradas analógicas 5 entradas digital 3 saídas digital

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Painel de Telemetria PT5430 Remota de poste – Medição de nível, vazão e pressão. Comunicação GSM/GPRS. 8 EAN, 5 ED.

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Painel de Telemetria PT5431 Remota de poste com alimentação por célula solar – Medição de nível, vazão e pressão. Comunicação GSM/GPRS. 8 EAN, 5 ED.

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Painel de Telemetria PT5205 - CCO O painel abriga uma fonte de alimentação e um conversor serial RS232/RS485. Interliga o microcomputador a um rádio modem. Normalmente, o rádio modem estará instalado próximo à antena, utilizando-se o KIT RPE, e será alimentado pela fonte de alimentação do painel PT5205.

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Próximo Anterior Painel de Telemetria PT5501 - Baseada no clp DUO350, o PT5501 alia desempenho e economia de espaço. Os quadros apresentam alto índice de integração, modularidade, facilidade de manutenção e clp de mercado com protocolo MODBUS RTU mestre e escravo, resultando em montagens de alto desempenho e baixo custo.

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Fonte de Alimentação com Bateria 2061 - Módulo de alimentação chaveado desenvolvida para alimentar um CLP e um rádio modem. Dotado de bateria interna de 12V/7Ah, fornece em suas saídas as tensões de 24V para o CLP e 12V para o rádio. Enquanto a alimentação está presente na entrada CA, o módulo mantém a carga na bateria. Quando acontece a interrupção da energia da rede, a bateria sustenta o fornecimento nas saídas de 24V e 12V.

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SW3300 – Seccionador e Protetor com Tomada O módulo integra as seguintes funções: Seccionamento Proteção contra sobre corrente por meio de fusíveis Proteção contra sobre tensões por meio de varistores Tomada bipolar com terra Sinalização luminosa de energização

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SW3301 – Iluminador de Painel e Indicador de Porta Aberta De dimensões compactas, o SW3301 pode ser alimentado por 24VCC, 110VCA ou 220VCA. A chave fim de curso é do tipo NF. Quando a porta do painel é aberta, a chave é liberada, acionando a iluminação e acionando o relé que fecha o contato NA do conector. O contato NA pode ser ligado à uma entrada digital de clp, alarmando que a porta esta aberta.

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IA2820 – Conversor Multiplexado – 8 entradas Analógicas A interface analógica IA2820 possui a capacidade de converter até 8 sinais analógicos de corrente de 4 a 20mA gerando uma saída em pulsos, de freqüência proporcional a entrada selecionada. Destina-se às configurações de clp que possuem entrada de contagem rápida, viabilizando aquisição de até 8 sinais analógicos por módulo IA2820. Para cada entrada analógica, o módulo é dotado de conexão destacável para: 24V, Sinal e GND. Cada entrada é protegida por fusível rearmável e diodo Transorb.

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IA2801 – Conversor Pulsos / Saída Analógica O módulo ALFACOMP IA2801 consiste em uma solução de alto desempenho e baixo custo para conversão de pulsos de uma saída digital de clp para sinal analógico de tensão e corrente. De formato adequado para montagem em painéis elétricos de automação industrial, é alojado em gabinete metálico para encaixe em trilho DIN.

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ID2908 – Isolador a Relé para 8 Saídas Digitais de 24V As bobinas dos relés possuem uma ligação em comum no borne 0V. O módulo possui 8 saídas independentes e isoladas; S0 até S7. Ocupando apenas 23 mm no trilho DIN, o módulo funciona como borneira, simplificando a montagem de quadros de comando e economizando espaço.8 LEDs indicam o estado dos relés. As conexões são por bornes destacáveis, facilitando a troca rápida de módulos.

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CS485V – Conversor Serial RS232 / RS485 Solução de alto desempenho e baixo custo para conversão do padrão serial RS232 em RS485. De formato adequado para montagem em painéis elétricos de automação industrial, é alojado em gabinete metálico para encaixe em trilho DIN e pode ser alimentado por tensão CC de 10 a 30V. O conversor suporta taxas de comunicação de 1200 a 57600 bps sem necessidade de ajustes. O padrão RS485 permite a comunicação de até 32 dispositivos em distâncias de até 1200 metros.

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MUITO OBRIGADO A TODOS ALFACOMP AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL LTDA. Rua Visconde do Herval, 1309/202 – Azenha – Porto Alegre Fone: +55 51 3029-7161 e-mail: alfacomp@alfacomp.ind.br www.alfacomp.ind.br