AUTOMAÇÃO ELÉTRICA COM IEC 61850

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

MAR/17 AUTOMAÇÃO ELÉTRICA COM IEC 61850 - Márcio Venturelli 2

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


ESTRUTURA DE COMUNICAÇÃO

EXEMPLO DA INFORMAÇÃO PADRONIZADA NO IEC 61850

ESTRUTURA DA NORMA IEC 61850

ABB


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.


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.


EVOLUÇÃO DOS PADRÕES


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.


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


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


MMS

ABB


GOOSE

ABB


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


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)


PROCESSO E ELÉTRICA


CONVERGÊNCIA


INTEGRAÇÃO TOTAL


ARQUITETURA

ABB


SUPERVISÓRIO


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.


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.


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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