1.ª Prática Componentes Físicos de um sistema de Supervisão

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1 1 1.ª Prática Componentes Físicos de um sistema de Supervisão OBJETIVO: 1. Conhecer os componentes físicos do sistema de supervisão da bancada de bombas do laboratório de Eficiência Energética. DATA: / /. Nome dos alunos: São Paulo Prof. Dr. Cesar da Costa

2 2 INTRODUÇÃO A planta didática Bancada da Bomba Centrífuga forma um sistema de supervisão completo, composto por sensores, atuadores, medição; sistema de automação e medição integrados, capazes de controlar automaticamente a execução, coleta de dados e a emissão de relatórios. Trata-se de um sistema completo de supervisão, que traz consigo uma proposta didática contendo a teoria e sequências de experimentos práticos necessários para o estudo do controle das variáveis de Vazão, Pressão e Temperatura. CARACTERÍSTICAS GERAIS DA PLANTA DIDÁTICA A Planta Didática forma um sistema de acionamento completo, composto por proteção e medição; sistemas de automação e medição integrados, capazes de controlar automaticamente a execução, a coleta de dados e emissão de relatórios. O acionamento é composto por dois motores (convencional e alto rendimento) e três modos de partida distintos (contator, inversor de frequência e partida suave), permitindo a visualização de diversas formas de controle e operação de equipamentos industriais similares e de maior porte, com uma variação controlada entre 0 a 120% da carga nominal do motor elétrico. A Planta Didática é composta por duas bancadas, sendo que a primeira contém um microcomputador (CPU, monitor, teclado, nobreak e mouse) e a segunda bancada abrigará o sistema de comando tais como inversor de frequência, partida suave, controlador programável (CLP) e os elementos de acionamento e proteção como contatores e disjuntores. Adicionalmente, esta bancada também será responsável pela medição dos parâmetros elétricos de entrada dos motores, bem como acondicionamento do sistema de aquisição dos dados.

3 3 Nesta bancada ainda estão instalados os motores de alto rendimento e convencional. Na primeira bancada está instalado o software do sistema supervisório Indusoft Web Studio 6.1 SP2. O sistema supervisório contem uma tela principal com o desenho esquemático referente à bancada (fluxograma), contendo atalho para abertura das telas de monitoração correspondentes, apresentado em tempo real todas as informações advindas dos sensores de sinais elétricos e mecânicos. Na segunda bancada os motores são fixados de modo que permite a troca de posição, ou seja, a carga pode ser acoplada tanto ao motor de alto rendimento quanto ao convencional. Esta troca de posição (parte mecânica e elétrica) é de fácil e de rápida realização, sem a necessidade de ferramentas ou conexões com plugs elétricos, etc. O painel elétrico é composto externamente por uma chave geral liga/desliga, botoeira de emergência e um sistema de medição dos parâmetros elétricos é constituído por um multimedidor digital de grandezas elétricas, modelo PM 850, fabricação Schneider, contemplando valores de tensão fase-fase e fase-neutro; corrente; potências ativa, reativa, aparente e fator de potência trifásicas e monofásicas; frequência e energia ativa e reativa. A comunicação deste instrumento, assim como o acionamento dos motores (partida direta, partida suave e inversor de frequência) é feito através da rede de comunicação Modbus com o módulo de controle (CLP Controlador Lógico Programável). Todos os parâmetros mencionados são mostrados e monitorados (histórico, curva no tempo, etc.) no sistema supervisório em tela própria. O multimedidor possui ainda medição de harmônicos até a 50ª ordem de tensão e corrente que também estão disponíveis em telas específicas no software do multimedidor SMS SE, onde se pode analisar com mais detalhes. O acionamento dos motores (alto rendimento ou convencional) é executado através do sistema supervisório. Quando o usuário escolher o acionamento desejável (partida suave ou inversor) pela tela do sistema supervisório, o controlador lógico

4 4 programável acionará dois contatores, de acordo com o acionamento escolhido, sendo que os demais acionamentos do sistema ficarão desconectados. Quando for escolhida a partida direta somente o contator correspondente a esta partida será acionada. Os motores convencionais de alto rendimento de uso industrial de fabricação WEG, possui 4 sensores de temperatura termo resistência tipo PT1 00, sendo um instalado na carcaça e um em cada enrolamento do estator, permitindo assim a monitoração deste parâmetro via supervisório. O Controlador Lógico Programável foi configurado em lógica ladder e está conectado a um switch configurando uma rede de comunicação em padrão Ethernet TCP IP. INFRA-ESTRUTURA BÁSICA A Infra - estrutura básica para a adequada instalação da Planta Didática da Bomba é a seguinte: Alimentação Elétrica: Trifásico, 220 Vca, 60 Hz; Suprimento de ar: 6 kgf/cm2; Ligação para entrada de água; Ligação para entrada de ar (6 kgf/cm2); Ligação para saída de água para escoamento; SISTEMA SUPERVISÓRIO O software utilizado para implementar as estratégias de supervisão e controle é o software Indusoft Web Studio 6.1 SP2. A tela principal do sistema de supervisão da bomba é a seguinte:

5 5 MOTORES Existem dois motores, trifásico, 220 Vac, 1,5 CV, 2 polos, rpm, sendo um de alto rendimento (cor verde) e outro convencional (cor azul). Somente um poderá ser acoplado ao eixo da bomba. Quando o usuário selecionar um motor e acoplá-lo ao eixo da bomba, automaticamente será indicado na tela qual o motor foi selecionado (alto rendimento ou convencional). FLUXOGRAMA SIMPLIFICADO LEVANTAMENTO E LOCALIZAÇÃO DA INSTRUMENTAÇÃO Conforme indicação no fluxograma de processo e localizando fisicamente na planta, identifique os instrumentos existentes e preencha a tabela 1. (Pesquisar na Internet) Tabela 1 Especificação dos componentes da planta didática. Tag Função End. do CLP Fabricante Modelo LIT-01 LI -01 LSH - 01

6 6 LAH -01 LSL - 01 LAL - 01 LSH - 02 LAH - 02 LSL - 02 LAL - 02 XV - 01 XV - 2 PI - 01 PIT - 01 PIC - 01 XV - 3 FV - 01 FIC - 01 FE - 01 FIT - 01 MV01 MA01 SS01 IF01 3. QUESTÕES TEÓRICAS E PRÁTICAS SOBRE O SISTEMA DE SUPERVISAO a) Quais os sensores e atuadores utilizados na planta; b) Quais as Estações remotas ou CLPs utilizadas na planta; c) Quais as Rede de comunicação existentes na planta. Pesquise as principais características dessas redes como: velocidade, cabo e endereçamento; d) Qual o sistema de monitoração central (sistema SCADA). Data da entrega do relatório: 27/80