Abril 21, 2021

Centro de controlo unificado para o ciclo integral da água

 


David Camacho


Real Time Solutions Technical Engineer. Engenheiro de Telecomunicações, especializado em Sistemas de Automatização e Controlo, com mais de 15 anos de experiência nas engenharias mais importantes do setor industrial, com vastos conhecimentos de engenharia, programação de software de controlo com PLC, SCADA e comunicações industriais.


A gestão do ciclo de águas é composta por vários sistemas que exigem um tratamento de informação em tempo real. Todos estes sistemas pertencem ao ciclo integral da água e podem classificar-se de forma geral em diferentes fases, sendo a sua gestão diferente para cada grupo de especialização:

I Sistemas para a captação e geração de energia.

Recolhe-se a água acumulada em barragens, poços ou nascentes, sendo a energia do processo aproveitada para transformá-la em energia elétrica. Estes sistemas costumam estar localizados longe das cidades de destino e necessitam de inúmeros sensores, recolhendo informação de locais que são muitas vezes de difícil acesso.

I Sistemas para o tratamento.

Várias ETA separadas geograficamente controlam os elementos de ação através da informação recebida pelos instrumentos de cada uma das estações. Estes sistemas requerem uma exploração local e acesso remoto a partir de um centro de controlo unificado. Nas zonas costeiras, é comum instalar estações de dessalinização, que são altamente complexas e requerem uma análise exaustiva por parte dos engenheiros de controlo e qualidade.

I Sistemas de transporte, armazenamento e distribuição.

Muitas instalações distribuídas necessitam de um controlo local, como é o caso das estações elevatórias, e de monitorização de sensores que garantem a qualidade do fornecimento.

I Sistemas de saneamento.

Antes de devolver a água aos rios, existem instalações de processamento, ETAR, que asseguram que as condições ambientais permanecem estáveis, conforme estipulado pelos organismos governamentais.

 

 

Portanto, a complexidade no sector da água reside na variedade de sistemas a controlar no local e na sua gestão a partir de um centro unificado, de onde é necessário interagir com outras ferramentas empresariais que assegurem o cumprimento dos regulamentos em vigor.

Representados graficamente no diagrama abaixo, todos estes sistemas em Tempo Real (ETA, ETAR, Elevadoras, Instalações de dessalinização, Leitura de contadores, etc.) são operados a partir de várias áreas de especialização, tais como operações, engenharia, controlo ou manutenção. Além disso, um dos requisitos mais solicitados é a possibilidade de interagir com soluções empresariais para o tratamento de informação, geolocalização, geração de relatórios ou geração de pedidos para ações específicas (ERP, faturação, compras, segurança ou marketing). A realização de todas as funcionalidades necessárias por qualquer uma das áreas de especialização requer uma interface com comunicação nativa entre aplicações ou partes de sistemas, que esta interface seja robusta e, por último, que seja eficiente.

 

 

Em soluções desenvolvidas em clientes do setor das águas, encontramos uma vasta gama de tecnologias PLC a interagir com os instrumentos da estação e a comandar os elementos de ação, tais como válvulas, bombas ou misturadores, entre outros, que trabalham de forma transparente. No entanto, em cada estação, o desenvolvimento da solução SCADA difere graficamente. Por exemplo, uma válvula de controlo é representada de forma diferente numa instalação em relação a outra, ou os alarmes são gerados e tratados de forma diferente.

É nesta fase da integração, onde a representação visual e a parte operacional das instalações faz sentido e em que é necessária uma padronização, que é possível unificar o funcionamento de centenas de instalações. Imaginemos um engenheiro de processos que tem de realizar alguns ajustes num processo para a ETA de uma das estações do gestor da água numa comunidade e que, depois de aprender a interagir com a estação, tem de realizar a mesma operação noutra estação com uma interface totalmente diferente, tendo novamente de aprender a localizar noutro SCADA a «faceplate” de um circuito de controlo ou como ajustar os parâmetros de alarmes, perdendo tempo desnecessário e gerando alguma insegurança nas manobras.

Por este motivo, e principalmente devido à possibilidade de interagir com várias estações remotamente, justifica-se um Centro de Controlo Unificado (UOC) capaz de englobar as operações realizadas nos diferentes sistemas do setor das águas, aumentando a eficiência operacional e tornando possível a padronização.

 

Compreender o conceito de UOC…

De que forma uma UOC nos vai ajudar na gestão do ciclo da água?

1. Ter uma arquitetura distribuída.

A arquitetura bem definida e fisicamente segregada permitirá que uma estação funcione de forma independente sem a interferência de outras estações que podem estar na fase de desenvolvimento ou numa manutenção evolutiva. Dependendo da criticidade do processo, a arquitetura pode ser concebida para poder ser redundante, cumprindo a característica de alta disponibilidade.

2. Integração de um elevado número de sinais.

Muitas vezes, a informação recolhida de uma estação é excessiva, repetitiva e desnecessária, especialmente se não for gerida corretamente, pelo que se deve prestar atenção nesse sentido. O UOC deve ser capaz de gerir toda a informação recolhida no terreno e em tempo real para ser capaz de processar e historiar. Atualmente, há experiências bem-sucedidas de tratamento de centenas de milhares de sinais.

3. Interligação entre sistemas.

O UOC permitir-nos-á de forma nativa recolher informações de outra instalação. Por exemplo, uma lógica de abertura de uma comporta a partir do controlo remoto de uma estação pode utilizar as condições de variáveis de outro controlo remoto.

4. Versatilidade de visualização.

 Uma característica muito importante é como visualizar os sistemas, através de painéis de controlo e KPI em formato videowall. Na estação de operações ou no telemóvel, cada utilizador pode personalizar o seu próprio ambiente. Alguns utilizadores mais centrados em ações de campo, podem requerer a visualização a partir de um Tablet ou HMI na máquina. Como na imagem abaixo, um primeiro nível de visualização, permitir-nos-á localizar uma falha numa integração com GIS.

 

Como podemos ver, partindo de uma boa base e de um UOC bem estruturado, podemos ir alimentando-o com novas funcionalidades para uma gestão mais eficiente do ciclo integral da água.

Se quiser saber mais ou se tiver alguma dúvida sobre o Centro de Controlo Unificado Wonderware, não hesite em contactar os nossos especialistas.