automaÇÃo elÉtrica com iec 61850
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AUTOMAÇÃO ELÉTRICA COM IEC 61850
O Padrão IEC 61850 na Visão da Automação Industrial para Sistemas Elétricos
DO QUE VAMOS FALAR
• Os sistemas elétricos são compostos por IED, com o uso e a evolução das redes, eles se tornaram os controladores dos sistemas elétricos, vamos entender o Padrão IEC 61850, que permite a troca de informações entre eles e com o sistema de comando, podendo efetuar qualquer operação no sistema elétrico.
IED (Intelligent ElectronicDevice), ou Dispositivo Eletrônico Inteligente.
SIEMENS
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O QUE É
É um Padrão de Comunicação entre dispositivos de um Sistema Elétrico, suporta diversos protocolos e podem ser executados em redes TCP/IP (Ethernet), trabalham com mapeamentos padrões MMS (Manufacturing Message Specification), GOOSE (Generic Object Oriented Substation Event), SV (Sampled Variables) e WebSevices.
VANTAGENS:
Interoperabilidade
Facilidade configuração
Infraestrutura padrão
Redução custos engenharia
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ESTRUTURA DE COMUNICAÇÃO
EXEMPLO DA INFORMAÇÃO PADRONIZADA NO IEC 61850
ESTRUTURA DA NORMA IEC 61850
ABB
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AUTOMAÇÃO ELÉTRICA
• Supervisão, Operação e Proteção dos circuitos elétricos de potência;
• Comando de dos despachos de carga;
• Controle de demanda;
• Operação de importação e exportação de energia elétrica;
• Análise de transiente, falhas, distúrbios e desligamentos.
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MAIS PADRÕES E NORMAS
IEC 60870-5 Telecomando
• 101 – telecomando básico -supervisão
• 103 – padrão para proteção de equipamentos
• 104 – suporta TCP/IP
• DNP 3.0 (orientado a eventos)
• IEC 61850 – padrão (orientado a objetos)
As Normas e Padrões, definem os protocolos de telecomando, tais como, interfaces entre equipamentos, padrão de camadas, entre outros.
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EVOLUÇÃO DOS PADRÕES
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PROTOCOLOS
• PROTOCOLOS
• PROPRIETÁRIOS
• MODBUS
• PROFIBUS
• TCP/IP
• PROFINET
• PADRÕES
• RS-232
• RS-485
• ETHERNET
Protocolos são as regras que governam a sintaxe, semântica e sincronização da comunicação em uma rede, este controla e possibilita uma conexão, comunicação, transferência de dados entre dois sistemas computacionais.
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BENEFÍCIOS
• Utilizando o Padrão IEC 61850, podemos ter os benefícios de:
– Usar o Padrão de Rede Ethernet em todo sistema Elétrico
– Comando, Controle e Supervisão na Própria Rede
– Análise de Alarmes e Oscilografia em Tempo Real
– Operação Remota e Integração com Processo
– Diagnósticos Avançados de Sistema e Dispositivos
– Padronização para Integração, Comissionamento e Partida
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TIPO DE MENSAGENS
• MMS – (Manufacturing Message Specification) Informações Unicast – o objetivo é somente informação, na estação supervisora;
• GOOSE - (Generic Object Oriented Substation Event) – Informações Multicast – responsável pelo comando entre IEDs;
• SV - (Sampled Variables) – responsável pelo tráfego de valores analógicos entre os IEDs, utilizado para proteção;
• XML – (eXtensible Markup Language) padrão de comunicação para WebServices, responsável pelo compartilhamento de informações entre todo o sistema conectado na rede.
CLASSES DE MENSAGENS DO PADRÃO IEC 61850
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MMS
ABB
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GOOSE
ABB
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FUNCIONALIDADES
• Supervisão do sistema e equipamentos
• Medições de grandezas em tempo real
• Alarmes e sequencia de eventos
• Operação segura por simulação
• Parametrização de IEDs
• Análise de Oscilografia
• Rejeição de Carga
• Relatórios e Histórico geralABB
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COMPONENTES DA REDE
Switches, Firewall, I/O Remoto, UTR, Computadores, alguns requisitos essenciais:
• Quality of Service (QoS): Priority Tagging
• Protocolo de Recuperação de Rede: RapidSpanning Tree (RST)
• Gerenciamento de VLAN (para GOOSE)
• Robustez de ambiente, suportar grandes faixas de temperaturas
• Não haver partes móveis
• Recuperação de anel RST (<50 a 100ms)
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PROCESSO E ELÉTRICA
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CONVERGÊNCIA
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INTEGRAÇÃO TOTAL
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ARQUITETURA
ABB
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SUPERVISÓRIO
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ELABORANDO O PROJETO E INTEGRAÇÃO
• Crie o projeto utilizando todos os dispositivos em Ethernet e IEC 61850 (use protocolo aberto);
• Faça um projeto de Infraestrutura único, faça a convergência com o sistema de automação;
• Projeto a rede Ethernet com conceito de VLAN, acesso externo com Firewall (Cibersegurança), foque no GOOSE (Multcast);
• Crie as estações de operações exclusivas e integre informações importantes para todos operadores;
• Crie as estações de engenharia separadas (automação e elétrica, mas em único ambiente e rede;
• Treine a equipe, operação e manutenção.
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FINALIZANDO
• A Norma IEC 61850 possibilitou Padronização e Facilidade de Engenharia;
• Os principais Protocolos Industriais, suportam a Norma, exemplo Profinet (facilitando Integração);
• Reformas e projetos Novos, devem suportar integração (Convergência) de Controle do Processo e Automação Elétrica;
• Integração com Cloud, uso de WebServices, complementam a solução para os Desafios da Indústria 4.0, suportadas pela Norma.
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AUTOR• Márcio Venturelli trabalha no Mercado de Automação Industrial há 25 anos, tendo
trabalhado em departamentos, tais como, Assistência Técnica, Treinamentos,Engenharia e Negócios.
• Trabalhou em diversos Projetos de Implantação de Sistemas e Automação e ControleOperacional de Plantas de Bioenergia, Transformação e Manufatura, no Brasil e noExterior.
• Atualmente trabalha em Desenvolvimento de Soluções e Tecnologias para Otimização eConvergência de Sistemas de Automação Industrial, como foco em Conectividade eRedes de Comunicação Industrial, desenhando Soluções que tenham Aderência para aIndústria 4.0.
• Professor Universitário de Pós-Graduação de Automação Industrial e Gerenciamento deProjetos.
• Membro Sênior da ISA (Sociedade Internacional de Automação), Diretor de Tecnologiada ISA Distrito 4 (Brasil), Diretor de Tecnologia Safety Bus da PI (Profibus/ProfinetInternacional) e Coordenador do Comitê de Automação Industrial do CEISE Br.
• Graduado em Ciência da Computação, com Especialização em Controle e AutomaçãoIndustrial, Pós-Graduado em Gestão Industrial, Pós-Graduado em Tecnologia doPetróleo e Gás e Possui MBA em Estratégia de Negócios. Técnico nas Áreas deEletrônica e Eletrotécnica.ATUALIZADO MAR/2017
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