Redes IEC-61850 – Estudo de Protocolo e Exemplo de Aplicação (Parte II)

Oiii pessoal…tudo bem com vocês?

Essa semana vamos finalizar o artigo sobre Redes IEC-61850, de autoria do Tecnólogo em Automação Industrial Eduardo Leopoldo da Silva. Será mostrado um comparativo entre as tecnologias DPN-3 e IEC-61850, em seguida um exemplo prático de aplicação e, por fim, a conclusão.

Então, vamos lá!

3 DNP-3 x IEC-61850

A figura 5 visa traçar um paralelo entre a tecnologia anteriormente empregada, chamada de DNP-3, e o avanço conseguido com a IEC-61850.

Figura 5 – Comparativo IEC-61850 x DNP-3 (Fonte: Tutorial de Treinamento IEC-61850 SEL)
Figura 5 – Comparativo IEC-61850 x DNP-3 (Fonte: Tutorial de Treinamento IEC-61850 SEL)

 

4 EXEMPLO DE APLICAÇÃO

A refinaria Abreu e Lima, localizada em Ipojuca, na região metropolitana de Recife (PE), emprega nas suas subestações a norma IEC-61850 para troca de mensagens entre relés de uma mesma subestação e ainda entre relés de subestações diferentes. Nela existem 103 relés da marca SEL (Schweitzer) divididos em 3 subestações denominadas SE-920, SE-930 e SE-940. Há também uma sala de operações de onde todas as 3 subestações são controladas através de duas estações Scadas (S1 e S2) e uma estação de manutenção. De lá, o operador pode abrir e fechar qualquer disjuntor ou ter acesso às medições de qualquer um dos cubículos que compõem a refinaria. O anexo 1 ilustra a arquitetura de automação empregada na refinaria.

Em cada uma das subestações há um concentrador de dados da marca SEL, modelo SEL-3354, onde o gateway Relab encontra-se instalado e ligado a uma rede de fibra óptica do tipo anel. Como o Relab é um software licenciado e os computadores sempre são considerados susceptíveis à infecção por vírus e mesmo desgaste com o tempo, para uma maior segurança o gateway IEC fica instalado no concentrador e acessando a rede IEC através dele. Assim, há relativo ganho de processamento nas estações de supervisão uma vez que elas ficam restritas apenas a trabalharem com o supervisório Scada.

Após todas as configurações realizadas corretamente e os relés devidamente endereçados, há uma área no Relab que indica o status de cada variável de comunicação que foi configurada. Essa área (chamada “Dashboard”) traz ao programador o caminho completo da tag dentro do relé, permitindo visualizar claramente se algum relé em específico ou grupo de tags não está comunicando. A figura 7 ilustra as leituras feitas no relé denominado SWBD_1_10A1. Nela é possível perceber o status da comunicação, o valor lido em cada tag, o tipo de tag (float, boolean, dword), o tipo de acesso ao tag (se escrita ou leitura) e ainda a estampa de tempo (time stamp) da última modificação ocorrida no valor do tag. Esse detalhe permite saber exatamente o momento de atuação de uma proteção dentro do relé, o que é fundamental para identificação de um possível trip ocorrido.

Figura 7 – Área “Dashboard” do gateway IEC-61850 (Fonte: Refinaria Abreu e Lima – Ipojuca/PE)
Figura 7 – Área “Dashboard” do gateway IEC-61850 (Fonte: Refinaria Abreu e Lima – Ipojuca/PE)

 

a. Sistema Supervisório

Com relação ao sistema supervisório, após todas as configurações feitas no gateway é possível encontrar o concentrador através do nome dado ao mesmo na rede. Na refinaria Abreu e Lima foi utilizado o supervisório WinCC Siemens, versão 7.0. Nele, na área OPC, faz-se necessário indicar o nome do arquivo do driver OPC do concentrador, o qual obedece a sintaxe CV.OPC.1. No campo localizado logo abaixo do nome do OPC Server é onde fica o nome do OPC Server remoto, no caso o concentrador SEL-3354 recebeu o nome de “SEL2010014107”. Caso esse campo não seja preenchido, o supervisório irá rodar o OPC Server local encontrado no microcomputador do sistema supervisório. Porém, para o projeto em questão, isso não seria possível uma vez que toda a configuração de comunicação encontrava-se no concentrador. Através da figura abaixo é possível identificar perfeitamente essa configuração.

Figura 8 – Área de Configuração OPC do Sistema Supervisório
Figura 8 – Área de Configuração OPC do Sistema Supervisório

 

Já dentro do sistema supervisório, na área “Tag Management”, é possível encontrar  toda a base de dados linkada com os tags lidos pelo Relab. O caminho completo do  endereçamento criado no gateway IEC 61850 para OPC é facilmente visualizado no campo “Parameters”. Ali, toda a estrutura de pastas existentes dentro do relé de proteção fica disponível para animação nas telas do supervisório, conforme pode-se encontrar na figura abaixo.

Figura 9 – Área de Tags do Sistema Supervisório
Figura 9 – Área de Tags do Sistema Supervisório

 

5 CONCLUSÃO

Este artigo demonstrou os principais objetivos com a nova norma IEC-61850 para subestações. Através dela foi possível uma interoperabilidade jamais vista em tempos anteriores entre IEDs de diferentes fabricantes. Graças a ela, muitas ligações físicas puderam  ser eliminadas, uma vez que a velocidade de troca de mensagens GOOSE entre IEDs supera até a velocidade das ligações via cabos de cobre.

A norma também apresenta uma perspectiva de, ao contrário dos antigos padrões UCA e DNP-3, poder ser utilizada por muitos e muitos anos, já suas leituras se demonstram de forma intuitiva, rápida e prática, facilitando em muito a programação e troca de dados entre IEDs.

Apesar de ser uma norma com foco voltado para automação de subestações, muito em breve deve ser empregada em várias outras áreas da indústria. Isso devido a ser um protocolo livre de configuração, uma vez que permite uma fácil e rápida alocação de funções internas aos IEDs. Permite também a troca de informações entre IEDs de fabricantes distintos, algo que antigamente era praticamente inconcebível. Além disso, tende a mostrar-se sempre apta as atualizações dos padrões de comunicação e também as evoluções de todo e qualquer sistema.

Referências Bibliográficas:

Bom pessoal…é isso.

Mais uma vez, gostaria de aproveitar para agradecer ao autor deste artigo, o Tecnólogo em Automação Industrial Eduardo Leopoldo da Silva, por ter cedido seu artigo para publicação no blog Automação Industrial. Este material está ajudando a enriquecer o conteúdo de temas publicados e com certeza será de grande utilidade para nossos amigos que acompanham o blog.

Até mais!