Transcript II SIMPOSIO INTERNACIONAL DE ENERGíA ARQUITETURA MODERNA PARA AUTOMAÇÃO E CONTROLE DE CENTROS DE OPERAÇÃO E SUBESTAÇÕES Clóvis Simões José Aurélio S.B.

II SIMPOSIO INTERNACIONAL DE ENERGíA
ARQUITETURA MODERNA PARA
AUTOMAÇÃO E CONTROLE DE
CENTROS DE OPERAÇÃO E
SUBESTAÇÕES
Clóvis Simões
José Aurélio S.B. Porto
SPIN Engenharia de Automação Ltda
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Sumário
 Motivação de Automatizar
 Objetivos da Palestra
 Arquitetura em Subestações
 Arquitetura em Centros de Operação (COS)
 Metodologia de Automação
 Conclusões
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Motivação de Automatizar
 Minimizar custos de operação e manutenção;
 Aumentar a confiabilidade do sistema;
 Aumentar a disponibilidade do sistema;
 Otimizar a operação do sistema;
 Produzir informações para análises no
planejamento do processo elétrico.
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Sumário
 Motivação de Automatizar
 Objetivos da Palestra
 Arquitetura em Subestações
 Arquitetura em Centros de Operação (COS)
 Metodologia de Automação
 Conclusões
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Objetivos da Palestra
 Apresentar um modelo de arquitetura para
automação de um Centro de Operações do
Sistema (COS) e de dezenas de subestações
ligadas a esse centro;
 Apresentar uma metodologia básica para a
implantação do modelo proposto.
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Arquitetura
 Dois ambientes: Subestações e Centros;
 Pontos supervisionados nas subestações são
disponibilizados através de diversas IEDs
(relés, medidores, CLPs, UTRs, Etc.);
 Diferentes protocolos são suportados com
possibilidade de gateway entre protocolos;
 Sistema operacional Windows XP/2000;
 Software SCADA ActionView;
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Sumário
 Motivação de Automatizar
 Objetivos da Palestra
 Arquitetura de Subestações
 Arquitetura de Centros de Operação (COS)
 Metodologia de Automação
 Conclusões
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Arquitetura de Subestações (SE’s)
Micro local (SCADA /
Concentrador / Gateway);
UTR’s ou PLC’s;
Multimedidores de
grandezas elétricas;
Relés de proteção digitais;
Câmeras de vídeo;
Infraestrutura de
comunicação (hubs, switchs,
fibra ótica, rádios, modems,
etc.)
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Arquitetura de SE’s
Ex 1: Relés GE (UR)
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Arquitetura de SE’s
Ex 2: Relés Schweitzer (2032)
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Arquitetura de SE’s
Ex 3: Relés Alstom (MiCom)
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Sumário
 Motivação de Automatizar
 Objetivos da Palestra
 Arquitetura de Subestações
 Arquitetura de Centros de Operação (COS)
 Metodologia de Automação
 Conclusões
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Arquitetura de Centros (COS)
 Maior demanda de informações;
 Concepção Cliente x Servidor (=SE’s);
 Máquinas em rede ethernet TCP/IP;
 Controle da interação com o sistema através
de usuários cadastrados em perfís de acesso.
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Arquitetura de COS (Perfil de Acesso)
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Arquitetura de COS - Componentes
Serv. BDTR & Com.
IHMs Operação
Manutenção
Telão
Telão
EMS – Tempo Real
Serv.Web/ RAS
EMS – Estudos
Serv. Histórico
IHM
Treinamento
Emulador de
campo
Clientes RAS
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Arquitetura de COS - Componentes
 Servidores de comunicação e base de dados em
tempo real (BDTR);
 Servidores de IHM (Postos de Operação);
 Servidor de Dados Históricos;
 Servidor Web / RAS (Remote Access Service);
 Servidor de dados estimados e EMS (Energy
Management System); e
 Módulo de Treinamento.
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Arquitetura de COS
Servidores de Comunicação e BDTR
 Configuração dual “hot stand-by”;
Serv. BDTR e Com.
 O servidor de comunicação
multicanal;
– Cada canal pode utilizar um
protocolo distinto para
comunicação;
Concentrador
SEs (Campo)
 Possibilidade de uso como gateway;
 Informações do campo tratadas e disponibilizadas
para as demais máquinas.
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Arquitetura de COS
Servidores de IHM
 Clientes dos servidores BDTR;
 Implementação das interfaces de
Servidores IHM
postos de operação
operação;
 Captura de imagens das SEs via
FTP;
Painéis
de vídeo
 Até 4 monitores de vídeo /
console;
 Utilização de paineis de vídeo para projeção das
telas de processo, sumário de alarmes, eventos, etc;
 Pesquisas ao banco de dados históricos;
 Controle através de senhas.
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Arquitetura de COS
Exemplos de Telas (IHM)
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Arquitetura de COS
Servidor de Dados Históricos
 Armazena eventos e alarmes
Rede corporativa
ocorridos;
 Armazena periodicamente medições;
 Máquina com maior disco rígido e alta
performance;
Cliente – Serv.
 Banco de dados SQLServer ou Oracle;
Histórico
 Dados disponibilizados na rede corporativa da
empresa;
 Acessos via IHMs, aplicativo especializado para
consultas (ActQuery), ou intranet/internet;
 Permanência dos dados no banco configurável.
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Arquitetura de COS
Servidor WEB / RAS
 Servidor web suportado através do
Serv. Web/RAS
IIS (Internet Information Service);
 Disponibiliza telas de processo,
medidas, eventos, alarmes e
Linha telefônica
pesquisas ao banco de dados
históricos;
Clientes RAS
 Acessos via browser de internet;
 Servidor de linha discada suportado através do
RAS (Remote Access Service);
 Possibilita a conexão de estações clientes remotos
via linha telefônica em dial up network.
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Arquitetura de COS
Servidor EMS (Energy Management System)
 Módulo estimador de estados
integrado ao SCADA;
EMS – Tempo real
 Conjunto de aplicativos executados
em dois ambientes:
– Tempo real
– Estudos elétricos
EMS – Estudos
 Funções modelador de rede, fluxo de potência,
estimador de estados e análise de contingência;
 Funções análise de fluxo de cargas, equivalentes
estáticos, análise de contingências.
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Arquitetura de COS
Servidor EMS (Energy Management System)
Duplo clique ativa
janela de EMS
Simular retirada de três
linhas
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Arquitetura de COS
Módulo de Treinamento
 O software de Auditoria e Treinamento permite:
 Retornar o sistema a uma situação passada (data /
hora);
 Definir a velocidade de “play back”;
 Fazer um “play back” de todos os eventos, alarmes
e medidas, na velocidade definida, como se os
eventos estivessem ocorrendo em tempo real.
 Essa ferramenta permite que se faça auditoria dos
procedimentos executados em situação de falha, bem
como se treine operadores com situações reais,
vivenciadas.
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Arquitetura de COS
Módulo de Treinamento
Após o OK, o sistema recupera os dados
históricos e informa quando concluiu a
atualização dos mesmos no ActionView
Selecione data / hora passada para
“play back”
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Arquitetura de COS - ? Cliente Externo
Serv. BDTR & Com.
IHMs Operação
Manutenção
Telão
Telão
EMS – Tempo Real
Serv.Web/ RAS
?
EMS – Estudos
Serv. Histórico
IHM
Treinamento
Emulador de
campo
Clientes RAS
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Arquitetura de COS
Outras Considerações
 Máquinas em rede TCP/IP:
– Integração de diferentes aplicações
 Protocolo cliente x servidor (ActionNet):
– Controle da comunicação tempo real
– Sincronismo de relógios
– Leituras cíclicas dos pontos monitorados
– Tratamento de eventos, alarmes e comandos
– Conexão com módulos externos (GIS)
 Base de dados replicável:
– Réplicas completas
– Réplicas parcias
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Sumário
 Motivação de Automatizar
 Objetivos da Palestra
 Arquitetura de Subestações
 Arquitetura de Centros de Operação (COS)
 Metodologia de Automação
 Conclusões
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Metodologia de Automação
 Elaboração da especificação funcional do projeto a





partir do estudo da documentação disponível e
necessidades do cliente;
Configuração da base de dados e IED’s;
Teste em ambiente de laboratório com emulador de
campo e SpinGateway;
Teste em ambiente de fábrica com cubículos
montados;
Montagem das máquinas, criação de réplicas parciais
no comissionamento de cada subestação com
sincronização de bases ao final;
Revisão após 45 dias (“as built”)
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Sumário
 Motivação de Automatizar
 Objetivos da Palestra
 Arquitetura de Subestações
 Arquitetura de Centros de Operação (COS)
 Metodologia de Automação
 Conclusões
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Conclusões




Ferramentas versáteis para SE’s e COS;
Arquitetura modular;
Outras soluções podem ser propostas;
Envolvimento de equipes: Telecomunicações, Configuração
do sistema e Operador do processo;
 Aplicações
– Mais de 20 centros e 100 subestações automatizados;
– Maior aplicação – Pernambuco – 113 subestações, 3
COR’s e 1 COS;
– Mais sofisticada: Brasília – COS, 3 COR’s, 31 SE’s e 66
Chaves de Poste (685 IED’s);
 Módulo de Qualidade da Rede Elétrica integrado a base de
dados histórica.
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