funções SCADA

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funes SCADA (Superviso, Controle e Aquisio de Dados) Fontes de Dados em SE As Unidades Terminais Remotas (UTRs) so fontes tradicionais de dados de uma subestao. A funo primria deste equipamento coletar os estados e as medidas da subestao, transferindo-as para um sistema localizado no centro de controle, o qual realiza a superviso, controle e aquisio de dados (SCADA), facilitando, desta forma, o controle remoto. [PROUDFOOT 99] Para realizar esta tarefa, os fornecedores de UTRs e suprimentos para o centro de controle criaram protocolos de comunicao para transportar os dados e as mensagens. Eles eram planejados para trabalhar em tempo-real. Por este motivo, precisavam efetuar a sua misso de maneira rpida e eficaz. As mensagens necessitavam trafegar com muita otimizao j que as linhas de comunicao trabalhavam com uma largura de banda entre 1,2 e 9,6 BPS. [PROUDFOOT 99] Com o surgimento dos equipamentos secundrios de base-microprocessada, tais como: rels de proteo, Rels Universais (UR), Medidores de gases dissolvidos em transformadores, reguladores de voltagem, Oscilgrafos, medidores de energia, introduziram-se equipamentos com capacidade de comunicao dentro da subestao. Comerciantes destes Dispositivos Eletrnicos Inteligentes (IEDs) adicionaram capacidade de comunicao para permitir a sua conexo com o controlador programvel. Com esta conexo, pode-se configurar, recuperar dados e efetuar diagnsticos. Equipes de manuteno podem examinar logs contendo a seqncia de eventos, extraindo informaes para diagnosticar a ocorrncia de falhas. SCADA A integrao desses equipamentos digitais comumente denominada de sistema para Superviso, Controle e Aquisio de Dados - SCADA. A principal funo de um sistema SCADA a monitorao e o controle dos equipamentos em vrios nveis a qual montada atravs do levantamento dos requisitos das funes a serem automatizadas, seguidas pela definio da arquitetura de hardware e software a ser utilizada.

Funes Bsicas - Sistema de Automao

1) Comando remoto: A manobra dos equipamentos dever ser conduzida pelo operador a partir da sala de comando, atravs da interface grfica onde apresentado o diagrama unifilar da subestao. A sala de comando pode estar na prpria subestao ou em casos de subestaes desassistidas em um local remoto denominado Centro de Operao Regional. 2) Funo de monitorao: Apresenta ao operador, sob forma grfica ou atravs de desenhos esquemticos, os valores provenientes das medies realizadas, alm das indicaes de estado dos disjuntores, chaves seccionadoras e demais equipamentos de interesse. As medies podem ser obtidas por meio de transdutores conectados s entradas analgicas das UTRs ou controladores programveis, ou ainda atravs de equipamentos dedicados que promovam a transferncia entre analgico/digital. A figura 1 exemplifica uma tela do IHM com o unifilar de uma SE, construda pelo Sistema Aberto de Gerenciamento de Energia. 3) Alarmes: uma notificao para o operador sobre a ocorrncia de alteraes espontneas da configurao da malha eltrica, ou uma irregularidade funcional de algum equipamento, ou ocorrncias no sistema digital, ou ainda, a ocorrncia de violaes de limites operativos de medies. Quando ocorre uma situao de alarme, o operador deve adotar um procedimento para reconhecer o mesmo. A figura 2 mostra um exemplo de alarmes com mensagens reconhecidas. 4) Registro seqencial de eventos: dever registrar a atuao de rels de proteo, abertura e fechamento de disjuntores e chaves seccionadoras e outras indicaes de estado de interesse, com preciso de at um milissegundo, possibilitando o encadeamento histrico das ocorrncias. Devido elevada preciso, a aquisio desses dados efetuada normalmente por equipamentos autnomos, que se comunicam com o centro de controle e demandam um dispositivo de sincronizao de tempo. 5) Funo proteo: uma funo realizada por equipamentos autnomos e redundantes, em face da sua importncia e velocidade com que devem atuar. composta por rels de proteo que podem ser digitais ou convencionais, sendo que esses ltimos podem ser eletromecnicos ou de estado slido. O sistema de automao responsvel apenas pela monitorao da atuao dos rels, que, no caso de rels convencionais, efetuada por meio de contatos auxiliares. J os rels numricos apresentam a possibilidade de transferncia dessa informao via canal de comunicao de dados, alm de poderem transferir, adicionalmente, o estado operativo do rel, por meio de rotinas de autodiagnstico. 6) Armazenamento de dados histricos: Todas as medies, indicaes de estado, alarmes e aes executados pelo operador devem ser armazenados, a fim de permitir a anlise ou auditoria posterior. A figura 3 mostra um exemplo de alarmes e aes executadas. 7) Grficos de tendncias: Devem possibilitar ao operador observar a evoluo das grandezas analgicas no tempo em que durar a monitorao. Tambm deve ser possvel observar tendncias analgicas extradas a partir de dados histricos. 8) Intertravamento: Devem efetuar o bloqueio ou liberao de aes de comando em chaves, disjuntores ou seccionadoras em funo da topologia da subestao, visando segurana operativa desses equipamentos. 9) Religamento automtico: um algoritmo de controle que tenta restabelecer automaticamente a topologia da subestao no caso de abertura espontnea de disjuntor. Esta

uma funo que introduz automatismos no sistema. Estes automatismos so elaborados com tcnicas de inteligncia artificial, descritas em Automao de Subestaes. 10) Controle de tenso e reativos: uma lgica de controle que visa manter o nvel de tenso e o fluxo de reativos nos barramentos, dentro de limites preestabelecidos, atravs da alterao automtica de "tapes" de transformadores e a insero ou retirada parcial ou total de banco de capacitores. Esta funo tambm introduz automatismos no sistema. 11) Recomposio: Entende-se por recomposio o restabelecimento de uma SE em caso de pane ou perturbao. A perturbao [RODRIGUES 97] um distrbio ocorrido na rede eltrica que altera os parmetros de tenso ou corrente. Uma falta uma perturbao caracterizada pela interrupo do fluxo de energia. Aps uma perturbao geral [MARTINO 97] em uma subestao, pode ser necessrio restabelecer o processo de carga, fazendo-o de forma rpida e segura. Para o restabelecimento do sistema existem duas fases: fluente e coordenada. Define-se por fluente a primeira fase da recomposio que inicia com a sincronizao de unidades geradoras ou recebimento de tenso em circuitos, a partir dos quais se sucedero a energizao de transformadores e outras linhas de transmisso, conforme a sua prioridade. Este procedimento realizado nas subestaes pelos operadores sob coordenao de um Centro de Operaes Regionais (COR) ou Centro de Operaes do Sistema (COS). Aps o trmino da fase fluente, o operador comunica o Centro de Operao, iniciando ento a fase coordenada. Nesta fase, dar-se-o a energizao dos demais equipamentos, as liberaes de tomada de carga adicionais e, conforme o caso, o fechamento paralelo e/ou em anel das reas que no foram interligadas durante a fase fluente. 12) Sincronizao: O sincronismo usado para sincronizar duas fontes. Ele executado com um sincronoscpio no qual o operador visualiza a Tenso, a Freqncia e o ngulo. Quando os valores da fonte A estiverem prximos da fonte B, o operador efetua o sincronismo. Outros requisitos funcionais de um sistema digital de automao devero oferecer, ainda as seguintes facilidades: 1) Subestaes desassistidas: Devem permitir que a subestao opere sem a presena do operador, sendo que nesse caso, sua operao passar a ser efetuada remotamente por outro centro de operao. Assim, o sistema dever redirecionar as informaes locais para um console remoto, atravs de um canal de comunicao de dados. 2) Interface homem-mquina: A IHM dever oferecer recursos grficos de animao que permitam ao operador, via de regra, pouco familiarizado com informtica, reconhecer de imediato os estados dos equipamentos, as medies realizadas e as sinalizaes de alarmes. A interface deve ser projetada com requisitos de ergonomia de software para que esta seja amigvel ao operador. A figura 4 exemplifica uma tela do IHM com a estrutura de rels de uma SE, construda pelo sistema Cimplicity da General Electric. 3) Diversidade de equipamentos: O sistema deve ser flexvel para permitir a integrao com equipamentos de aquisio de dados e controle, como Unidades de Terminais Remotas (UTR), Controladores Programveis (CP), equipamentos de medio digital e rels digitais, provenientes de diferentes fornecedores. A figura 5 mostra o fluxo de dados entre os dispositivos e demais funes. 4) Biblioteca de protocolos: O sistema deve ser capaz de operar com os diversos tipos de protocolos disponveis no

mercado. Este um requisito necessrio para integrar os diversos sistemas e equipamentos que operam com protocolos diferentes. Por exemplo, o sistema utilizado na SE de Santo ngelo possui um geteway para conversar com o protocolo DNP utilizado pela ELETROSUL e a subestao de It, Conitel usado pelo Operador Nacional do Sistema e IEC usado pelo Cimplicity. 5) Interligao em rede: O sistema dever apresentar facilidades de utilizao de rede de forma a permitir a integrao futura com outros mdulos. Benefcios da Automao Os benefcios incluem aumento de produtividade, eficincia nos processos, reduo de erros operacionais, melhoria nas condies de segurana, qualidade do produto, reduo de custos e mo-de-obra. Os sistemas SCADA que atualmente so os preferidos na maioria das aplicaes, baseadas preferencialmente em Unix. Os Sistemas Digitais de Controle Distribudo, sendo um concorrente do primeiro, mais flexveis e construdos tambm em Windows e Linux. Sistema de Base de Conhecimento (SBC - Inteligncia Artificial)

Linguagem de Programao para Processos:

No passado, no existia um padro internacional em que um fabricante pudesse se basear para definir sua linguagem de programao para PLC (Programmable Logic Controller). Cada fabricante usava uma, e elas no tinham nenhum compromisso com portabilidade e compat