O pátio de manobras de Funil é uma pequena parte de todo o sistema de transporte da estrada de ferro EFVM, e nele está instalado um dos pontos de carregamento de minério de ferro e outros insumos transportados para o porto em Vitória – Espírito Santo.
Em Funil existe uma estação de controle de tráfego ferroviário que atende a um trecho da ferrovia. As estações de controle têm por finalidade controlar e dar permissões aos trens de carga informando a velocidade permitida e a parada obrigatória. As unidades monitoram os trilhos e informam se existe trem naquele trecho, qual sentido de deslocamento ou se existe um objeto estranho nos trilhos. As informações oriundas de campo permitem o tráfego com segurança na ferrovia.
Dado a importância de cada estação de comando, a a Mineradora investiu em segurança na subestação para evitar a interrupção de energia elétrica, visto que diversas estações de comando ficam em pontos de difícil acesso e com energia elétrica instável.
A automação para o monitoramento e o controle tem papel fundamental para garantir a operação contínua e segura da estrada de ferro, ou seja, evitando ocorrências de desligamento da subestação ou interrupção no tráfego, atrasos e prejuízos para a companhia.
Necessidades e desafios
A subestação possui um painel de média tensão com cubículos inteligentes que atendem a entrada da concessionária, dois alimentadores que distribuem energia para subsistemas de sinalização da ferrovia e um alimentador para o gerador a diesel. Os cubículos estão equipados com IEDs da ABB, modelo REF 630, para proteções que possuem os protocolos de comunicação da norma IEC 61850.
A Companhia possui um Sistema SCADA instalado no Centro de Controle Operacional (CCO), localizado em Vitória – ES, e o sistema utiliza o protocolo de comunicação Modbus TCP/IP para aquisitar informações das subestações que atendem a ferrovia. A comunicação entre o pátio de Funil e Vitória – ES (Centro de Controle Operacional) acontece via rádio em um canal exclusivo de comunicação da Mineradora.
Visando segurança operacional, o CCO precisaria comandar e aquisitar variáveis dos painéis elétricos através de um hardware para a conversão de protocolos entre os IEDs ABB e o servidor, uma vez que os IEDs se comunicam em IEC 61850 MMS e o sistema de supervisão e controle do CCO utiliza o protocolo Modbus TCP/IP.
Solução
A ampliação do monitoramento de variáveis elétricas e o controle remoto dos IEDs ABB REF 630 foi alcançado com a integração do UTR WAGO, modelo 750-8212/025-001, para telecontrole e conversão dos protocolos IEC 61850 / Modbus TCP, viabilizando a comunicação entre o CCO a subestação de Funil.
Projetamos uma arquitetura de rede para atender a norma IEC 61850 e garantir a interoperabilidade entre os IEDs do painel de média tensão. Programamos o CLP Wago para a conversão de protocolos IEC 61850 MMS para Modbus TCP/IP e aquisição de sinais da subestação como status e comando de disjuntores, monitor de arco, status de proteções dos IEDs, medições de variáveis elétricas do painel de média tensão e status do retificador e gerador.
Parametrizamos 04 relés ABB com comunicação atendendo a norma IEC 61850, com envio e recebimento de mensagens prioritárias do tipo GOOSE.
A etapa final foi concluída com o comissionamento das funcionalidades de automação dos relés em conjunto com a equipe de proteção elétrica, confirmando a disponibilidade de informações em Modbus TCP/IP para o CCO.
Estrutura Técnica
- Softwares de Programação – E!cockpit (Wago) e PCM 600 (ABB)
- UTR WAGO – Família PFC200 Telecontrol – Modelo 750-8212/025-001
- Fonte de Alimentação 24 VDC/ 2,5 A WAGO – Modelo 787-712
- Switches Gerenciáveis – Allen-Bradley Stratix 8000
- IEDs ABB – REF 630
Benefícios
A solução adotada e a modernização da subestação permitiram a companhia operar o sistema com maior confiabilidade, monitorando em tempo real os equipamentos e as variações do sistema.
A utilização do UTR WAGO, modelo 750-8212/025-001, flexibiliza a conversão entre os protocolos e facilita a expansão de monitoramento de novos pontos como temperatura e umidade da subestação, sinalizações externas, status de proteção 49T dos transformadores e sinalização de porta aberta das selas dos transformadores ou geradores.
O hardware escolhido traz robustez ao sistema, sendo possível a expansão de E/S com cartões e capacidade de comunicação com os mais variados dispositivos que utilizam os protocolos IEC 61850 MMS, Modbus TCP/IP e até mesmo DNP3 – em uma única CPU.
Caso exista a necessidade de programação de novas funcionalidades, essa etapa pode ser feita à distância pelo CCO em Vitória.
