rodrigo l guedes

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO ESCOLA DE MINAS COLEGIADO DO CURSO DE ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO - CECAU RODRIGO LUIZ GUEDES SISTEMA DE CONTROLE, UTILIZANDO CLP E SUPERVISÓRIO, PARA CORREÇÃO DE FATOR DE POTÊNCIA E BALANCEAMENTO DE FASES NO SECUNDÁRIO DE UM TRANSFORMADOR DE UMA SUBESTAÇÃO. MONOGRAFIA DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO Ouro Preto, 2009

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  • UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO

    ESCOLA DE MINAS

    COLEGIADO DO CURSO DE ENGENHARIA DE

    CONTROLE E AUTOMAO - CECAU

    RODRIGO LUIZ GUEDES

    SISTEMA DE CONTROLE, UTILIZANDO CLP E

    SUPERVISRIO, PARA CORREO DE FATOR DE

    POTNCIA E BALANCEAMENTO DE FASES NO

    SECUNDRIO DE UM TRANSFORMADOR DE UMA

    SUBESTAO.

    MONOGRAFIA DE GRADUAO EM ENGENHARIA DE CONTROLE E

    AUTOMAO

    Ouro Preto, 2009

  • 2

    RODRIGO LUIZ GUEDES

    SISTEMA DE CONTROLE, UTILIZANDO CLP E

    SUPERVISRIO, PARA CORREO DE FATOR DE

    POTNCIA E BALANCEAMENTO DE FASES NO

    SECUNDRIO DE UM TRANSFORMADOR DE UMA

    SUBESTAO.

    Monografia apresentada ao Curso de

    Engenharia de Controle e Automao

    da Universidade Federal de Ouro Preto

    como parte dos requisitos para a

    obteno do Grau de Engenheiro de

    Controle e Automao.

    Orientador:

    Dr. Paulo Marcos de Barros Monteiro

    Co-orientador:

    Dr. Agnaldo Jos de Rocha Reis

    Ouro Preto

    Escola de Minas UFOP Dezembro / 2009

  • 3

    Fonte de catalogao: [email protected]

    G924s Guedes, Rodrigo Luiz.

    Sistema de controle, utilizando CLP e supervisrio,

    para correo

    de fator de potncia e balanceamento de fases no

    secundrio de um

    transformador de uma subestao [manuscrito] / Rodrigo

    Luiz

    Guedes. 2009.

    43 f. : il., color. ; graf. ; tab.

    Orientador: Prof. Agnaldo Jos da Rocha Reis,

    Marcos de Barros Monteiro.

    D Monografia (Graduao) - Universidade Federal de Ouro

    Preto. Escola de Minas. Colegiado do Curso de Engenharia

    Controle e Automao.

    rea de concentrao: Automao industrial.

    1. Sistemas de controle. 2. CLP (controle lgico programvel).

    3. Fator de potncia Correo. I. Universidade Federal de Ouro Preto. II. Ttulo.

    CDU: 681.5

  • 4

  • 5

    AGRADECIMENTOS

    Em primeiro lugar agradeo a Deus, por ter permitido mais este importante passo na

    caminhada de minha vida, alcanado o objetivo de concluir o curso de engenharia.

    Agradeo a meus pais, minhas irms, minha sobrinha, enfim a minha amada famlia da qual

    recebi, apesar da distncia, todo a apoio necessrio durante esta importante fase de minha

    vida.

    Agradeo s verdadeiras amizades aqui seladas, com certeza as levarei comigo. Davi,

    Fabiano, Gilberto, Lantiel Jr, Maicon, Marlos Brum, Rafael Koeler, Robson Lage, Shimith,

    muito obrigado!

    Agradeo a meus orientadores Agnaldo Reis e Paulo Monteiro pelo apoio, dedicao e acima

    de tudo pela amizade e confiana. A professora Karla e ao laboratrio de Tecnologias

    industriais.

  • 6

    RESUMO

    Sistemas de controle que tem em sua base controladores lgicos programveis e sistema

    supervisrio so usados de forma abrangente na indstria. Aqui estas ferramentas so

    aplicadas para tratar dois problemas em sistemas eltricos de potncia: a correo dinmica de

    fator de potncia, e o complexo problema do balanceamento de cargas em um sistema

    trifsico. Neste texto so descritos os procedimentos e conceitos utilizados na construo de

    um sistema de controle utilizando controlador lgico programvel e sistema supervisrio,

    aplicados ao secundrio de um transformador, cuja funes so monitorar e corrigir o

    desbalancemento de cargas e o fator de potncia. A correo do fator de potncia feita

    utilizando-se bancos de capacitores previamente calculados em paralelo com as cargas, e para

    o problema do desbalanceamento de cargas aplicado uma implementao do algoritmo

    baseado baseado em otimizao combinatria denominado algoritimo de trs fases.

    Palavras chave: Sistemas de controle, controlador lgico programvel, correo de fator de

    potncia, balanceamento de cargas.

  • 7

    ABSTRACT

    Control systems which have on his base programmable logic controller and supervisory

    systems are very much used in industry. On this text this tools are apply to solve two

    problems in electrical systems: the dynamic potency factor correction, and the complex

    problem of swaying load in a three phase systems. Its describe the behaviors and concepts

    used to build a control system based in programmable logic controller and supervisory

    systems applied on transform secondary hows function are monitoring and correct swaying

    load, and the potency factor. The potency factor correction is done by introducing capacitors

    previously calculate in parallel with loads, and to solve the swaying load problem is applied

    an implementation an algorithm which have on his base optimization named three phase

    algorithm.

    Key words: Control systems, programmable logic controller, the potency facto correction,

    swaying load.

  • 8

    LISTA DE FIGURAS

    Figura 1.1 PIB x Consumo de energia eltrica no Brasil ................ 11

    Figura 2.1 Dispositivo Eletrnico Inteligente (IED) ....................... 16

    Figura 2.2 Aplicao Ladder ..... 19

    Figura 2.3 Tenso em fase com Corrente ....................................... 21

    Figura 2.4 Tenso e Corrente, defasadas ........................................ 21

    Figura 2.5 Potncia Reativa ............................................................ 22

    Figura 4.1 Pirmide de automao .................................................. 25

    Figura 6.1 Montagem da maquete no Painel ................................. 32

    Figura 6.2 Diagrama Eltrico do circuito para uma fase ................ 33

    Figura 6.3 Circuito Montado na Matriz de contatos ....................... 33

    Figura 7.1 CLP Ge Fanuc VersaMax .............................................. 34

    Figura 8.1 Tela Transformadores ................................................. 36

    Figura 8.2 Detalhes - Transformador A .......................................... 37

    Figura 8.3 Tela Relatrios ............................................................ 37

    Figura 8.4 Tela Histrico ............................................................. 38

    Figura 8.5 Tela Balanceamento de Cargas ..................................... 38

  • 9

    LISTA DE QUADROS

    Quadro 1.1 Capacidade instalada do SIN em 2007 .......................... 12

    Quadro 9.1 Cargas Tempo defasagem............................................ 39

  • 10

    LISTA DE ABREVIAES

    CLP Controlador Lgico Programvel

    PIB Produto Interno Bruto

    LIGTH Companhia de Energia

    FURNAS Furnas Centrais Eltricas

    CPFL Companhia Paulista de Fora e Luz

    CEMIG Companhia Energtica de Minas Gerais

    CHESF Companhia Hidro Eltrica do So Francisco

    ELETROBRAS Centrais Eltricas Brasileiras

    SEP Sistemas Eltricos de Potncia

    FP Fator de Potncia

    ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas

    SIN Sistema Interligado Nacional

    ONS Operador do Sistema Eltrico

    IED Dispositivo Eletrnico Inteligente

    SCADA Supervisory Control And Data Acquisition

    CPU Unidade Central De Processamento

    IEC Internacional Electrotechnical Commission

    UNIFEI Universidade Federal de Itajub

    Mbs Mega bits por segundo

    EPS Enterprise Production Systems

    ERP Entreprise Resource Planning

    MES Manufacturing Execution System

    PIMS Plant Information Management System

    SCDC Sistema Digital de Controle Distribudo

    UFOP Universidade Federal de Ouro Preto

    IHM Interface Homem Mquina

    LCD Liquid Crystal Display

    PWM Pulse width Modulation

  • 11

    SUMRIO

    1 INTRODUO .................................................................................................... 13

    1.1 Relevncias do Trabalho ........................................................................................................ 14

    1.2 Histrico do Sistema Eltrico Brasileiro ................................................................................ 15

    1.3 Objetivos ................................................................................................................................. 16

    1.4 Objetivos Gerais ..................................................................................................................... 17

    1.5 Objetivos Especficos .............................................................................................................. 17

    2 CONCEITOS FUNDAMENTAIS....................................................................... 18

    2.1 Sistema Eltrico De Potncia .................................................................................................. 18

    2.2 Principais dispositivos utilizados em SEP .............................................................................. 18

    2.3 Sistema Supervisrio .............................................................................................................. 20

    2.4 O Controlado Lgico Programvel ........................................................................................ 21

    2.5 Linguagem De Programao De Clps ................................................................................... 21

    2.6 Desequilbrio De Tenso ......................................................................................................... 23

    2.7 Fator de potncia .................................................................................................................... 23

    3 PRINCIPAIS TRABALHOS DESENVOLVIDOS ........................................... 26

    3.1 Paredes .................................................................................................................................... 26

    3.2 Souto e Fonseca ....................................................................................................................... 27

    4 HIERARQUIA DA AUTOMAO INDUSTRIAL ......................................... 28

    4.1 Sensores e atuadores - Nvel 1 ................................................................................................ 28

    4.2 CLP / SCADA Nvel 2 .......................................................................................................... 29

    4.3 Gerncia de Informao Nvel 3 .......................................................................................... 29

    4.4 MES Manufacturing Execution System .............................................................................. 30

    4.5 PIMS - Plant Information Management System ................................................................... 30

    4.6 Sistemas Integrados de Gesto - Nvel 4 ................................................................................ 31

    5 METODOLOGIA ................................................................................................ 32

    5.1 Embasamento terico ............................................................................................................. 32

    5.2 Desenvolvimento prtico ........................................................................................................ 32

  • 12

    5.3 Testes de conformidade .......................................................................................................... 33

    6 A MAQUETE ........................................................................................................ 34

    7 A PROGRAMAO DO CLP ........................................................................... 37

    7.1 Correo FP ............................................................................................................................ 37

    7.2 Balanceamento de Cargas ...................................................................................................... 38

    8 O SUPERVISRIO .............................................................................................. 40

    9 ANLISE E RESULTADOS ............................................................................... 43

    10 CONCLUSES E SUGESTES PARA TRABALHOS FUTUROS .............. 45

  • 13

    1 INTRODUO

    Devido importncia do uso da energia eltrica no parque industrial brasileiro, bem como a

    dependncia desta fonte de energia e o alto custo a ela vinculado, faz-se necessrio a

    utilizao deste recurso de forma eficiente. Assim pode-se garantir a economia de recursos,

    segurana de operao, melhoria no uso de equipamentos e melhor aproveitamento de

    recursos naturais.

    A conscientizao para este assunto e consequentemente a mudana de atitude, tanto por parte

    das indstrias quanto por parte da populao ganhou fora em 2001, momento em que

    diversos fatores dirigiram o Brasil a uma situao de crise no setor eltrico.

    Diante deste contexto o processo de automao e digitalizao de subestaes eltricas,

    apresenta-se como proposta de soluo e, devido aos bons resultados j alcanados vem

    recebendo crescentes incentivos.

    Em uma subestao existem diversas variveis a serem controladas e monitoradas. No

    presente trabalho sero tratados os problemas da correo dinmica do fator de potncia e da

    incluso de cargas em um sistema de forma a promover o balanceamento de cargas entre

    fases.

    Este trabalho tem como objetivo desenvolver um sistema de controle baseado em Software

    Supervisrio e Controlador Lgico Programvel (CLP), com os seguintes requisitos

    funcionais:

    Comunicao com os equipamentos de uma subestao;

    Aquisio dos dados do fator de potncia e grau de desbalanceamento das

    cargas nas linhas de alimentao;

    Apresentao do estado destas variveis na tela do software;

    Anlise o e correo das variveis em tempo real.

  • 14

    Para atender a estes requisitos ser utilizado como ferramenta o Elipse Scada, um software

    supervisrio de mercado, de propriedade da Elipse Software, um CLP GeFanuc VersaMax e o

    software Proficy Machine, da General Eletric para a programao do CLP.

    1.1 Relevncias do Trabalho

    Conforme exposto por Bueno (2006) o consumo de energia eltrica apresenta uma alta

    correlao com o desempenho da economia de um pas como um todo. Praticamente todos os

    setores econmicos, que no somatrio anual de sua produo definem a magnitude do Produto

    Interno Bruto (PIB), tm um componente de consumo de energia eltrica.

    Figura 1.1 - PIB X Consumo de Energia Eltrica no Brasil.

    FONTE: Anurio Estatstico Furnas, 2008.

    Pelo grfico apresentado na figura 1.1 pode-se verificar a observao feita por Bueno.

    Tambm possvel identificar uma tendncia de aumento de demanda de energia, e levando

    em considerao o fato de que a maior parte da energia consumida no Brasil atualmente tem

    sua origem em usinas hidreltricas (vide quadro 1.1), considerando tambm o alto

    investimento necessrio para a construo destas usinas, todo o impacto ambiental e social

    envolvido no processo de sua instalao, pode-se concluir que de extrema importncia uma

    utilizao mas eficiente dos recursos j existentes.

    Com um baixo fator de potncia, faz-se necessrio que se produza mais energia do que a que

    realmente ser transformada em trabalho nas indstrias e residncias. Por outro lado,

    estabelecer um ndice mnimo para o fator de potncia contribui significativamente para

    aumentar a eficincia do consumo da energia j disponvel.

  • 15

    Quadro 1.1 Capacidade instalada do SIN em 2007.

    FONTE: BUENO, 2009.

    Fonte MW (%)

    Hidreltrica 81.190 85,50

    Gs 8.694 9,15

    Nuclear 2.007 2,10

    leo Combustvel 1.234 1,30

    Carvo Mineral 1.410 1,50

    Outras 462 0,50

    Potncia Instalada 94.997 100,00

    A implantao de um sistema de superviso se justifica no apenas pelos fatores globais

    apresentados acima, mas tambm por benefcios internos e especficos de cada sistema de

    transmisso.

    Com a operao do sistema de superviso da subestao possvel fazer a monitorao de

    cada varivel e sua correo em tempo real. Tambm beneficio do sistema de superviso a

    monitorao de alarmes, facilitando a identificao do local especfico onde ocorreu algum

    problema.

    O sistema supervisrio tem ainda a possibilidade de fazer o registro de eventos e histrico das

    grandezas eltricas (tenso, corrente, potncia) por meio de grficos, viabilizando uma

    posterior anlise de modo a facilitar as tomadas de deciso por parte dos responsveis.

    1.2 Histrico do Sistema Eltrico Brasileiro

    Segundo Andrade (1993 apud BRANCO 1975) o setor eltrico braseiro teve suas atividades

    iniciadas no final do sculo passado, apoiado em uma tendncia desenvolvimentista pioneira

    dos estados de Minas Gerais e de So Paulo, que por iniciativa privada teve inicio em Juiz de

    Fora.

    Ainda seguindo Andrade (1993 apud CALABI 1983) o processo de desenvolvimento deste

    setor ganhou impulso com as atividades de multinacionais como a LIGHT e a AMFOPR, que

  • 16

    depois de estabelecidas em regies de maior demanda como o eixo Rio - So Paulo e tambm

    no interior do estado de So Paulo, estendendo-se posteriormente para outras capitais do pas.

    Como a maior parte dos investimentos tinha origem externa, as empresas de distribuio

    elegiam estas regies por possuir maior circulao de renda e concentrao de pessoas, o que

    provocava a excluso das demais reas do pas e inflacionavam o preo do servio. Estas

    reas mais isoladas eram ento obrigadas a utilizar a produo prpria de energia. (SANTOS,

    2008).

    Sobre conexes no sistema, existiam apenas algumas em pontos isolados entre empresas

    como LIGHT, FURNAS, CPFL E CEMIG, que visavam atender os maiores centros de

    consumo do pas (ANDRADE, 1993).

    A partir dos anos 30, por clara incompatibilidade entre os interesses da iniciativa privada e as

    necessidades do pas, a responsabilidade em investimentos e principalmente do

    desenvolvimento do sistema eltrico brasileiro transferida ao poder pblico.

    Diante deste problema o pas foi obrigado a conviver com uma situao de racionamento de

    energia entre 1940 e o incio dos anos 60.

    A partir de ento so iniciados grandes feitos do governo como a construo da Companhia

    Hidro Eltrica do So Francisco (CHESF) em 1945, Furnas Centrais Eltricas em 1958 e a

    criao das Centrais Eltricas Brasileiras (ELETROBRAS) em 1962 que receberia as

    atribuies de promover estudos, projetos de construo e operao de usinas geradoras,

    linhas de transmisso e subestaes destinadas ao suprimento de energia eltrica do pas.

    (SANTOS, 2008).

    1.3 Objetivos

    Como o presente trabalho apresenta conceitos multidisciplinares seus objetivos so divididos

    em gerais e especficos, e so apresentados abaixo.

  • 17

    1.4 Objetivos Gerais

    O presente texto retrata uma das partes de um trabalho mais amplo, envolvendo o

    desenvolvimento de um sistema supervisrio para correo do fator de potncia e

    balanceamento de cargas de um sistema trifsico realizado simultaneamente pelos alunos

    Davi Leite, Rodrigo Guedes e Robson Lage. Todos estes alunos do curso de Engenharia de

    Controle e Automao, da Escola de Minas de Ouro Preto.

    1.5 Objetivos Especficos

    Desenvolver um Sistema Supervisrio para monitorao e controle do fator de potncia e

    balanceamento de cargas de uma Subestao Eltrica.

  • 18

    2 CONCEITOS FUNDAMENTAIS

    No inteno de neste tpico explorar exaustivamente o contedo que compem cada um

    dos subitens, mas de apresentar uma breve reviso sobre os principais conceitos que se fazem

    necessrios para auxiliar na compreenso deste trabalho.

    Sero aqui apresentadas informaes importantes sobre Sistema Eltrico de Potncia,

    Controladores Lgicos Programveis, Software Supervisrio, Fator de Potncia (FP) e

    Desequilbrio de fases.

    2.1 Sistema Eltrico De Potncia

    Segundo a Associao Brasileira de Normas Tcnicas (ABNT), um Sistema Eltrico de

    Potncia um conjunto das instalaes e equipamentos destinados gerao, transmisso e

    distribuio de energia eltrica at a medio, inclusive.

    No Brasil existe o Sistema Interligado Nacional (SIN) que de responsabilidade do Operador

    do Sistema Eltrico (ONS), sistema hidrotrmico de grande porte, com forte predominncia

    de usinas hidreltricas e com mltiplos proprietrios. O Sistema Interligado Nacional

    formado pelas empresas das regies Sul, Sudeste, Centro-Oeste, Nordeste e parte da regio

    Norte e conta com aproximadamente 96% da capacidade de produo de energia do Brasil.

    2.2 Principais dispositivos utilizados em SEP

    A partir do final da dcada de 90 observa-se a tecnologia da eletrnica digital conquistando

    espao em sistemas integrados de proteo e controle de subestaes. Surge ento o conceito

    de Dispositivo Eletrnico Inteligente (IED), o qual incorpora funes de execuo de lgicas

    e automatismos. Na figura 2.1 apresenta-se um esquema das funes incorporadas por este

    dispositivo (PEREIRA, 2008).

  • 19

    Alem dos dispositivos digitais descritos temos tambm os dispositivos tradicionais

    Disjuntores dispositivos eletromecnicos de manobra, ou seja, ele pode abrir ou fechar

    parte do sistema eltrico. Tem funo de proteo na instalao, proteo contra curto

    circuito ou sobre carga.

    Para uma correta especificao devem ser obtidas suas caractersticas junto ao fornecedor.

    Transformadores de Fora o transformador usado quando se faz necessrio uma

    elevao da tenso para fins de transmisso e sub-transmisso, ou tambm reduzir o nvel

    de tenso para efeito de distribuio e conseguir atingir as cargas menores.

    Figura 2.1 - Dispositivo Eletrnico Inteligente (IED).

    FONTE: PEREIRA, 2008.

    Para - Raios - Equipamentos que tem a funo de proteo contra descargas atmosfricas,

    resultantes do acumulo de cargas eltricas em uma nuvem e a conseqente descarga sobre

    o solo ou qualquer estrutura que oferea condies favorveis a esta descarga (CREDER,

    2002, p. 288)

  • 20

    2.3 Sistema Supervisrio

    Um sistema Supervisory Control And Data Acquisition (SCADA) formado por terminais

    remotos que coletam dados de campo e transmitem esses dados a uma estao principal por

    meio de um sistema de comunicao. A estao principal exibe os dados adquiridos e tambm

    permite que o operador execute tarefas de controle remoto (BAILEY, 2003, p 12).

    No incio de sua utilizao (e ainda encontrados hoje em algumas indstrias), os primeiros

    sistemas SCADA eram formados por painis nos quais as informaes eram apresentadas por

    um conjunto de lmpadas e levadas at o referido painel por uma enorme quantidade de cabos

    de dados. Todo este aparato no tinha um bom nvel de confiabilidade, pois eram

    frequentemente encontrados vrios problemas no sistema de comunicao e pequena vida

    til das lmpadas que queimavam e podiam gerar alarmes falsos.

    Hoje, os sistemas SCADA utilizam modernas tcnicas computacionais que permitiram a

    correo destes problemas.

    Juntamente com os sistemas supervisrios os sistemas de comunicao acompanharam esta

    evoluo de forma que, hoje, facilmente so encontrados sistemas com altssimos graus de

    confiana.

    Este resultado pode ser atribudo em primeiro lugar a toda pesquisa no que se diz respeito a

    novas tcnicas de hardware e software, e a juno destes dois.

    Na presena deste contexto acompanha-se a difuso dos sistemas supervisrios no ambiente

    industrial, onde devido ao bom desempenho apresentado e crescente queda nos custos destes

    equipamentos pode-se acompanhar a sua utilizao em larga escala.

  • 21

    2.4 O Controlado Lgico Programvel

    O controlado Lgico Programvel, ou simplesmente CLP, do ingls Programmble Logic

    Controller, definido por Georgini (2006, p 48, traduzido) como um dispositivo de estado

    slido, um computador industrial capaz de armazenar instrues para aplicao de funes de

    controle, alm de realizar lgicas, clculos, manipulao de dados e comunicao em rede,

    utilizado no controle de sistemas automatizados.

    Um CLP assim como um computador pessoal composto pelos seguintes componentes:

    Unidade Central De Processamento(CPU) que responsvel pelas operaes matemticas,

    mdulos de entrada e sada, mdulos de comunicao com outros equipamentos e por ltimo

    o sistema de alimentao.

    Para a programao dos CLPs sentiu-se a necessidade da construo de um padro que fosse

    seguido pelos fabricantes. Esta padronizao comeou em 1979 quando o Internacional

    Electrotechnical Commission, (IEC) iniciou seus trabalhos com este propsito e como

    resultado e temos hoje a IEC 61131 onde se encontra com divida em 5 partes sendo que

    algumas ainda no finalizadas.

    2.5 Linguagem De Programao De Clps

    Em 1992 o IEC publica um conjunto de normas o qual estabelece padres para os

    controladores programveis. Esta norma dividida em cinco partes, sendo a IEC 61131-3 a

    parte que trata das linguagens de programao dos CLPs.

    Entre as linguagens adotadas pela IEC 61131-3 esto: a Linguagem Ladder, Blocos de

    Funo, texto estruturado, lista de instruo e a Linguagem Grafcet. Neste texto apenas ser

    apresentado a Linguagem Ladder, por esta ser a linguagem de programao adotada neste

    trabalho.

    Linguagem Ladder

    Os motivos que fazem a linguagem ladder ser uma das mais usada pela indstria so:

  • 22

    Apresentar grande facilidade de programao,

    Ser uma linguagem grfica, baseada em desenhos,

    Ser tradicionalmente conhecidos em projetos de comando de quadros eltricos.

    Segundo MORAES (2007), a linguagem ladder uma linguagem grfica de alto nvel que se

    assemelha ao esquema eltrico de um circuito de comando ou diagrama de contatos. Ainda

    segundo MORAES (2007) nesta linguagem todos os tipos de instrues pertencem a dois

    grandes grupos: as instrues de entrada e as de sada. As instrues de entradas so

    responsveis por formular questionamentos, os quais so tratados com respostas pelas

    instrues de sada, essas por sinal so ainda responsveis por executar algum tipo de ao.

    A CPU do controlador executa todas as funes descritas pelas linhas de comando de forma

    cclica, ou seja, comeando pela primeira passando por todas as intermediarias at a ltima

    linha, para ento recomear o ciclo.

    Para exemplificar os princpios de funcionamento desta linguagem vamos fazer o

    acionamento de um motor por meio da linguagem grfica.

    Figura 2.2 Aplicao Ladder.

    Na figura 2.2, vemos logo a representao de um contato normalmente aberto (LIGA) e um

    contato normalmente fechado (DESLIGA). Na pratica so os botes tipo push button,

    largamente utilizados em circuitos de controles eltricos.

  • 23

    As instrues de entrada so os contatos normalmente aberto e normalmente fechado, a

    instruo de sada, representado pelo smbolo abaixo da palavra LIGA_MOTOR da figura 2.2

    o estado do motor acionado ou parado.

    2.6 Desequilbrio De Tenso

    O desequilbrio de tenso por definio a diferena entre a magnitude das tenses de fase de

    circuitos polifsicos.

    Em uma rede de distribuio podem ocorrer desequilbrios de naturezas distintas: como

    assimetria da rede gerada pelos tipos de transformadores de distribuio utilizados, e tambm

    na formar como esto conectadas as cargas nas fases e neutros da rede.

    2.7 Fator de potncia

    Fator de potncia definido como a relao entre a potncia ativa e a potncia aparente

    consumidas por um dispositivo ou equipamento, independentemente das formas que as ondas

    de tenso e corrente apresentem.

    Ao alimentarmos uma carga resistiva ideal em corrente alternada verifica-se a que variao de

    tenso e corrente se desenvolve da mesma maneira, quando essa situao ocorre podemos

    dizer que a tenso est em fase com corrente (figura 2.3). Essa uma situao tpica onde

    esto instaladas cargas resistivas idias.

  • 24

    Figura 2.3 Tenso em fase com Corrente.

    No entanto, uma carga real pode ter componentes reativas capacitivas e ou indutivas. Quando

    essas componentes se fazem presente observamos uma defasagem entre a corrente e a tenso,

    (figura 2.4).

    Conforme a componente que se apresenta de forma predominante duas situaes podem

    ocorrer: a primeira a corrente estar adiantada em relao a tenso, a segunda a corrente

    atrasada em relao a tenso.

    Figura 2.4 Tenso e Corrente, defasadas.

  • 25

    Figura 2.5 Potncia Reativa.

    O resultado da componente reativa da carga o aparecimento de uma potncia reativa no

    circuito conforme mostrado pela figura 2.5. Diante desta situao o circuito passa a

    consumir tambm essa potncia aparente que maior do que a que ele realmente necessita

    para transformar em trabalho.

  • 26

    3 PRINCIPAIS TRABALHOS DESENVOLVIDOS

    Devido importncia da energia eltrica na vida das pessoas e da indstria, muitos estudos

    esto em desenvolvimento e consequentemente muitas publicaes nesta rea.

    Muitos destes estudos enfatizam a economia de recursos, sendo esta economia obtida atravs

    de operaes desassistidas em subestaes, ou pelo melhor aproveitamento dos equipamentos

    j instalados.

    Existe grande incentivo por parte de concessionrias de energia como a ELETROSUL

    Centrais Eltricas, Compania Paulista de Fora e Luiz e Companhia Energtica de Minas

    Gerais.

    Observa-se o fornecimento por estas empresas de recursos como histricos de informaes,

    recursos humanos e financeiros, fundamentais ao desenvolvimento de trabalhos de pesquisa.

    Porm este mesmo fato no verificado em subestaes de mdia tenso. No sendo

    facilmente encontrados trabalhos publicados com a finalidade de estudos em controle em

    subestaes de media tenso na literatura.

    Sero aqui apresentados dois exemplos destes trabalhos desenvolvidos, o primeiro no ano de

    2002, onde o autor desenvolve um sistema de superviso para uma maquete com objetivos

    didticos para os cursos de Engenharia de Controle e Automao e Eltrica. Em seguida outro

    trabalho desenvolvido por dois engenheiros em uma indstria.

    3.1 Paredes

    Paredes em 2002, desenvolve um trabalho em uma subestao eltrica prottipo chamada

    PowerNet1 instalada na Universidade Federal de Itajub (Unifei). Seu trabalho envolve o

    desenvolvimento de um Software Supervisrio para a PowerNet1.

    So utilizados por ele um Controlado Lgico Programvel GE-FANUC 9070, e o software de

    superviso Citect.

  • 27

    O autor tem como objetivo implementar protees eltricas via software, que permitam a

    visualizao de manobras, praticadas normalmente em subestaes de energia eltrica, e

    tambm a parametrizao dos equipamentos usados para suporte ao ensino nas aulas prticas

    nos cursos de Engenharia de Controle e Automao e Eltrica na Universidade Federal de

    Itajub.

    Neste trabalho ele aponta algumas das principais vantagens e desvantagens observadas depois

    de concluda a implementao.

    Vantagens:

    Fcil manuseio do programa de superviso, o qual fornece uma ampla variedade de comandos

    que permitem aos usurios a visualizao e melhor compreenso dos acontecimentos para

    rpida anlise e tomada de decises e a possibilidade de implementar comandos automticos

    de acordo com cada evento conhecido.

    Desvantagens:

    Devido a sua comunicao serial do controlado usado, a rapidez no envio de um comando

    pode ter seu efeito de proteo atrasado, comprometendo desta forma o sistema, isto , pode-

    se evitar um prejuzo menor se pudesse obter um tempo de resposta menor. Todos os eventos

    devem ser bem conhecidos, pois o sistema responde automaticamente queles que foram

    programados.

    O autor ainda classifica como razovel, o resultado de seu trabalho para os fins didticos

    desejados.

    3.2 Souto e Fonseca

    Fonseca e Souto (2007) escreveram sobre um trabalho realizado em uma indstria. Neste

    trabalho eles descrevem a arquitetura do sistema implantado, falam sobre os dispositivos

    utilizados, a importncia do sistema de sincronismo e superviso.

    No trabalho desenvolvido pelos engenheiros feita uma abordagem superficial sobre os itens

    descritos acima, no sendo mencionados maiores detalhes como as caractersticas dos

    dispositivos e softwares usados e tambm no so citados os resultados obtidos aps a

    concluso do trabalho.

  • 28

    4 HIERARQUIA DA AUTOMAO INDUSTRIAL

    Segundo Souza (2005) os sistemas de controle existentes at 1990 eram formadores de ilhas

    de automao, onde se tratava separadamente cada setor, o qual possua o seu sistema de

    controle independente e no integrado aos demais.

    Um bom projeto de automao deve prever esta situao e evitar a formao destas ilhas,

    favorecendo a integrao das informaes provenientes dos diversos nveis da empresa, desde

    o cho de fabrica at os nveis gerenciais. Procedendo desta maneira os projetistas estaro

    desempenhando de forma eficiente sua tarefa, realizando a automao dos negcios da

    empresa como um todo e no apenas fornecendo uma soluo isolada de automao de alguns

    processos ou equipamentos.

    Para representar os nveis citados acima na figura 5.1 apresentada uma pirmide, onde

    podemos escalonar os diversos nveis de automao encontrados em uma empresa. Estes

    nveis so descritos de forma resumida nas prximas linhas.

    Figura 4.1 - Pirmide de automao.

    FONTE: People.

    4.1 Sensores e atuadores - Nvel 1

    Na base da pirmide encontramos o nvel 1, o mais baixo nvel de automao. Aqui os dados

    so transmitidos em bits, nas chamadas redes de campo. A velocidade dessa transmisso, a

  • 29

    freqncia e a reao da ordem de milissegundos. So bons exemplos dos componentes

    deste degrau os sensores de nvel, sensores de temperatura, sensores de velocidade, vlvulas,

    inversores de freqncias entre outros.

    4.2 CLP / SCADA Nvel 2

    Elevando um degrau na pirmide apresentada, estaremos no nvel 2 o nvel dos CLPs e os

    sistemas SCADA, onde so localizados os procedimentos de controle, objeto deste trabalho.

    A partir daqui esto instaladas as redes ethernet, com velocidade de transmisso na ordem de

    mega bits por segundo (Mbs) e com a funo de coleta dos dados gerados em campo. Estes

    dados so tratados e armazenados em servidores.

    Neste momento falamos em gerencia da planta. Todo acompanhamento do processo produtivo

    pode ser realizado baseado nas informaes organizadas nesta camada. Informaes

    tipicamente fornecidas neste nvel so os estados das variveis do processo e gerao de

    alertas quando algum parmetro est fora do especificado. Desta maneira so facilmente

    detectadas as origens de problemas, fazendo com que a resposta a esse problema seja rpida e

    eficiente.

    4.3 Gerncia de Informao Nvel 3

    Avanando mais um degrau na nossa pirmide, chegamos ao nvel de gerencia de informao

    onde esto instalados os Sistemas de Gerncia de Informao de Processos da empresa. Estes

    sistemas so normalmente englobados pelo termo geral: Enterprise Production Systems (EPS)

    e consistem em solues tecnolgicas com o objetivo de gerenciar todas as etapas de

    produo.

    Sua principal funo cobrir a deficincia de comunicao existente entre o cho de fbrica,

    nvel 2, e os sistemas corporativos Enterprise Resource Planning (ERP) nvel 4. Sua

    definio exposta no item 4.4.

  • 30

    4.4 MES Manufacturing Execution System

    Termo com origem na lngua inglesa e que podemos traduzir como Sistema de Execuo da

    Produo, um dos principais sistemas de gerencia de informao.

    So algumas das funes que os sistemas MES costumam ter:

    Importao de dados do sistema ERP: itens, estaes de trabalho, armazenagem, estoque,

    planos da qualidade, dados de funcionrios, etc.

    Importao de parmetros para a produo, como pedidos e prioridades de manufatura.

    Emisso automatizada de instrues para que o armazm entregue o material nas clulas

    de trabalho.

    Exibio da fila de trabalho, instrues e documentao especfica para a clula de

    trabalho, em funo das prioridades definidas anteriormente.

    Armazenamento das informaes de atividades da produo: tempos de operao (por

    operador), tempos de mquinas, componentes usados, material desperdiado, etc.

    Instrues para reposio de material na linha de produo.

    Armazenamento e divulgao dos dados de qualidade.

    Instrues para que a continuidade do fluxo de materiais pela linha.

    Monitoramento da produo em tempo real, e ajustes em todas as etapas conforme seja

    necessrio.

    Anlise de mtricas e desempenho da produo.

    4.5 PIMS - Plant Information Management System

    Basicamente, PIMS um software que contm um repositrio, onde so concentradas todas

    as informaes relevantes das clulas de produo, diretamente ligadas aos sistemas de

    superviso e controle. O PIMS coleta informaes dos sistemas de superviso, CLPs, Sistema

    Digital de Controle Distribudo (SDCDs), sistemas legados e os armazena em uma base de

    dados real time. Tal base tem caractersticas no encontradas nos bancos de dados

  • 31

    convencionais, como: grande capacidade de compactao (tipicamente de 10:1) e alta

    velocidade de resposta a consulta em sua base histrica. Devido a isto, capaz de armazenar

    um grande volume de dados com recursos mnimos, se comparado s solues convencionais.

    4.6 Sistemas Integrados de Gesto - Nvel 4

    Nos ltimos anos, os sistemas integrados de gesto, ou ERP, passaram a ser largamente

    utilizados pelas empresas. So sistemas genricos capazes de integrar todas as informaes

    que fluem pela empresa por intermdio de uma base de dados nica (MENDES 2002).

    Dentre as informaes integradas por estes sistemas esto as de aspecto funcional da empresa

    como finanas, contabilidade, recursos humanos, fabricao, marketing, vendas, compras,

    manuteno etc. e tambm os aspectos estruturais e administrao da empresa como o sistema

    de processamento de transaes, sistemas de informaes gerenciais, sistemas de apoio a

    deciso entre outros.

    Vantagens do uso de Sistemas Integrados de Gesto

    Eliminar o uso de interfaces manuais,

    Reduzir custos,

    Otimizar o fluxo da informao e a qualidade da mesma dentro da organizao

    (eficincia),

    Otimizar o processo de tomada de deciso,

    Eliminar a redundncia de atividades,

    Reduzir os limites de tempo de resposta ao mercado.

  • 32

    5 METODOLOGIA

    5.1 Embasamento terico

    Para iniciar este trabalho, foi feita uma pesquisa na literatura com a inteno de reunir

    informaes e conceitos necessrios para dar suporte ao embasamento terico do trabalho.

    Foram consultados livros, artigos publicados em revistas especializados, dissertaes de

    mestrado e doutorado e sites da internet.

    Este trabalho de pesquisa e reviso bibliogrfica foi de extrema importncia, visto que os

    resultados obtidos se baseiam nas informaes reunidas nesta etapa do trabalho.

    5.2 Desenvolvimento prtico

    Em um segundo momento para desenvolvimento prtico do trabalho, o software supervisrio

    e a programao do CLP, foram buscadas informaes junto a seus respectivos fabricantes.

    Sendo estas informaes disponveis em manuais, tutoriais, apostilas de cursos das

    ferramentas e no servio de atendimento disponibilizado pelo fabricante.

    Foi escolhido o sistema supervisrio Elipse Scada para desenvolvimento do supervisrio. Esta

    escolha se deu pela universidade dispor de uma licena desta ferramenta e pelo material de

    apoio disponvel.

    Foi escolhido o CLP da GE Fanuc srie Versamax, em primeiro lugar por este dispositivo ser

    bem conceituado pelo mercado, e em segundo lugar pela disponibilidade deste controlador no

    laboratrio de Controle e Automao da Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP).

    Para a programao do Versamax, foi usado o Proficy Machine Edition 5.9, pela universidade

    dispor de uma licena deste software e tambm por ele ser disponibilizado pelo laboratrio.

  • 33

    5.3 Testes de conformidade

    Para a realizao de testes de conformidade com os requisitos foram utilizadas simulaes

    computacionais disponibilizados pelos prprios softwares de desenvolvimento e um

    simulador de circuitos eletrnicos para o sensor desenvolvido.

    Tambm foi construda uma maquete com o objetivo de confrontar os resultados obtidos pela

    fase de simulao e implementao prtica com os resultados tericos.

    Nesta maquete foram conectados o CLP e o software supervisrio, e a partir dos resultados

    obtidos com este acoplamento do ser apresentada uma avaliao que ser feita levando em

    considerao requisitos funcionais expostos no item 1.5 do capitulo 1.

  • 34

    6 A MAQUETE

    O desenvolvimento de um sistema de controle para ser aplicado no secundrio de um

    transformador em sua etapa de projeto tem a necessidade de realizao de uma srie de testes

    para que sua eficincia seja certificada.

    Considerando os altos custos associados aquisio de equipamentos de alta e mdia

    potncia, considerando tambm o fator segurana de operao e principalmente a necessidade

    de suspenso temporria das atividades nos setores por ele abastecidos foi feita a opo de

    construir de uma maquete o que possibilita verificar situaes de baixo fator de potncia e

    desbalanceamento entre fases em escala normal de tenso.

    Esta maquete foi construda em media tenso, 127 V e baixa potncia 80 W (valores nominais

    dos equipamentos).

    Os materiais e equipamentos utilizados na construo da maquete foram:

    Um sensor, para deteco de defasagem entre tenso e corrente,

    Cargas indutivas (03 Ventiladores),

    Cargas resistivas (02 Banco de lmpadas),

    04 bancos de capacitores,

    Uma prancha de madeira, (suporte para o painel),

    08 Botes tipo Push Button ( com reteno),

    Bornes para conexes,

    Reles de bobinas (acionamento em12 V),

    Microcomputador (rodando o Sistema Supervisrio),

    CLP GE Fanuc,

    01 Disjuntor trifsico.

    Os materiais citados acima foram fixados em um painel de madeira como mostrado na

    figura 6.1.

  • 35

    As cargas indutivas (trs ventiladores) foram alocadas na parte superior do painel para evitar

    acidentes e foram alinhadas horizontalmente. As lmpadas verde e azul, observadas a direita

    formam o primeiro banco de lmpadas, o segundo formado pelas lmpadas vermelha e a

    verde localizadas a esquerda.

    Na parte inferior a esquerda pode ser visto o sistema de alimentao e proteo composto

    pelos disjuntores.

    Na parte central inferior encontram-se os botes, cada boto responsvel pelo acionamento

    de uma carga, sendo utilizados cinco dos oito disponveis. Para efeito de expanses foram

    previstos e reservados trs botes adicionais.

    E por ultimo, visto na parte inferior direita encontram-se os bornes, responsveis pelas

    conexes eltricas. A eles so levados os sinais dos botes para seguir at o CLP, e nele

    chegam os comandos vindos do CLP para o acionamento dos reles que esto na parte traseira

    do painel.

    Figura 6.1 - Montagem da maquete no Painel.

  • 36

    O diagrama eltrico mostrado na figura 6.2 a representao no sensor reduzido a uma fase e

    a figura 6.3 mostra o circuito, montado em uma matriz de contatos.

    Figura 6.2 Diagrama Eltrico do circuito para uma fase.

    Figura 6.3 - Circuito Montado na Matriz de Contatos

  • 37

    7 A PROGRAMAO DO CLP

    Todo o trabalho de programao foi desenvolvido para o controlador VersaMax, o qual

    mostrado pela figura 7.1, nele foram inseridas a programao referente a correo do Fator de

    Potncia e Balanceamento de Cargas.

    Figura 7.1 CLP GeFanuc VersaMax.

    7.1 Correo FP

    A tcnica usada para realizar a correo do fator de potncia tem como base uma anlise

    prvia das cargas instaladas. Desta maneira foi feito o clculo dos bancos de capacitores e

    feita tambm uma diviso em quatro faixas, sendo elas: 0

  • 38

    Tambm determinado um tempo para estabilidade do sistema, no permitindo que a

    verificao seja feita a todo ciclo de clock do CLP, evitando que o sistema entre em um loop

    infinito.

    Aps o processamento destas informaes o CLP envia ao sistema supervisrio valores

    instantneos de fator de potncia, os quais so apresentados no capitulo 8.

    7.2 Balanceamento de Cargas

    A tcnica utilizada para desenvolvimento do programa no CLP foi baseada no algoritmo de

    trs fases, desenvolvido por Deus (2007).

    O balanceamento garantido pelo conhecimento prvio da corrente de cada carga e a deciso

    alocar a carga na fase A, B ou C tomada antecipadamente, ou seja, antes da carga ter sido

    acionada.

    Podemos dividir o algoritmo em alguns passos:

    Passo 01 feito a verificao da quantidade de corrente que circula por cada uma das

    trs fases, o clculo da corrente mdia ideal, e calculado o grau de desbalanceamento em

    cada fase medido em porcentagem.

    Passo 02 feito a verificao de qual das fases possui a menor quantidade de corrente,

    isso definir onde ser alocada a prxima carga que faa uma requisio de entrada.

    Passo 03 feito a monitorar as solicitaes de acionamento de novas cargas, verificado

    uma solicitao o sistema procede enviando o comando para que a carga possa ser

    efetivamente acionada.

    Passo 04 feito o monitoramento das solicitaes de desligamento das cargas,

    verificado esta solicitao procede enviando o comando para que a carga possa ser

    efetivamente desligada.

    Passo 05 depois de verificado o desligamento de uma fase, fazer a realocao das cargas

    que esto em funcionamento de forma a promover um estado de balanceamento mais

    prximo da corrente ideal.

  • 39

    Para os passos de nmero 01, 02 e 03 foram desenvolvidos alguns procedimentos baseado

    no algoritmo de trs fases, e foi inserida na programao do CLP. Os passos 04,05 no

    foram efetivamente implantados no controlador.

  • 40

    8 O SUPERVISRIO

    O supervisrio incorpora a funcionalidade de IHM (Interface Homem Mquina), o software

    esta em constante comunicao com o CLP, lendo suas variveis, armazenando-as em uma

    base de dados simples e apresentando seus valores instantneos em uma tela de uma forma

    bastante intuitiva conforme visto na figura 8.1.

    Nesta figura podemos ver as informaes resumidas de corrente, tenso, potncia e fator de

    potncia no secundrio dos trs transformadores de uma subestao.

    possvel tambm aos usurios do software a navegao entre as diversas telas, tendo acesso

    a todas as informaes em tempo real.

    Foi desenvolvida tambm uma tela especfica para cada transformador, onde cada varivel

    exibida com mais detalhes, figura 8.2.

    Figura 8.1 Tela transformadores.

  • 41

    Figura 8.2 - Detalhes do Transformador A.

    Nesta tela temos acesso ao histrico de cada varivel, com seus valores plotados em um

    grfico. Temos tambm acesso a uma tela para gerao de relatrios (figura 8.3) histrico

    (figura 8.4), podendo especificar dia e hora de incio e fim.

    Dados monitorados: corrente na fase, corrente mdia ideal, diferena entre a corrente que

    circula na fase e a ideal e tambm o grau de desbalanceamento em porcentagem.

    Figura 8.3 Tela Relatrio.

  • 42

    Figura 8.4 - Tela Histrico.

    Figura 8.5 - Tela Balanceamento de Cargas.

    Para os dados referentes ao desbalanceamento de cargas foi feita tambm uma tela especifica,

    mostrada na figura 8.5.

    Nela mostrada a corrente em cada fase, a corrente media ideal e o grau de

    desbalanceamento.

  • 43

    9 ANLISE E RESULTADOS

    Para compor a anlise dos resultados e simplificar a apresentao, feita uma diviso entre

    dados e resultados de fator de potncia e balanceamento de cargas.

    Inicia-se esta anlise e so feitos alguns comentrios no que se refere aos dados de correo

    do o fator de potncia e posteriormente o mesmo procedimento repetido ao trabalho feito

    com o balanceamento de cargas.

    Foram realizados testes com o sistema de controle desenvolvido em duas configuraes

    diferentes, sendo elas alimentao do circuito de cargas com 12 V e 127 V.

    Na primeira com as cargas foram alimentadas com 12 V, observa-se o funcionamento estvel

    do sensor desenvolvido como pode ser comprovado pelo quadro 9.1.

    Quadro 9.1 - Cargas Tempo defasagem. CARGAS TEMPO (ms)

    Indutiva Capacitiva Osciloscpio Sensor

    0 0 0 0

    01 Ventilador 0 2,000 1,98

    02 Ventilador 0 2,240 2,23

    03 Ventilador 0 2,400 2,65

    01 Ventilador 2,2 F 1,200 1,1

    01 Ventilador 2 x (2,2 F) 0,006 0,0048

    Como no estava disponvel o sistema de comunicao entre o sensor e o CLP, o

    funcionamento do sistema de controle no pode ser verificado em conjunto com a maquete.

    Na segunda configurao foi feita uma alterao no circuito do sensor de forma que se

    consiga realizar leituras na tenso de rede (127 V). Em funo desta alterao foi observada a

    interferncia de uma grande quantidade de rudos, o que tornou impossvel realizar as

    medidas tanto no osciloscpio quanto no sensor.

  • 44

    O resultado obtido para a questo do balanceamento de cargas est diretamente vinculado

    com a descrio feita no item 7.2.

    Para as funes que o CLP estava programado, que foram leitura da quantidade de corrente

    em cada fase, calculo do desbalanceamento efetivo e a alocao de novas cargas ao sistema. A

    resposta obtida alcanou as expectativas, pois todas as requisies de entrada de novas cargas

    foram alocadas na fase que se apresentava com a menor quantidade de corrente, e aps a

    alocao da nova carga o calculo do grau de desbalanceamento foi refeito.

    Da mesma forma que o controlador, o supervisrio se comportou de maneira estvel,

    informando em tempo real todas as modificaes introduzidas tanto na fase de simulao

    quanto nos testes realizados na maquete.

  • 45

    10 CONCLUSES E SUGESTES PARA TRABALHOS FUTUROS

    Sendo este trabalho uma das partes de um trabalho mais amplo que envolveu o

    monitoramento e correo dinmica do Fator de Potncia e tambm o complexo problema do

    monitoramento e balanceamento de cargas, foi dado um maior enfoque na construo de um

    Sistema Supervisrio, deforma a contribuir com o objetivo global que segue na linha do uso

    eficiente de energia eltrica.

    Atualmente muitas discusses so levantadas no que se refere a questes ambientais,

    qualidade e eficincia de energia.

    Quanto a conscincia ambiental, o sistema supervisrio para monitoramento e controle de

    fator de potncia e balanceamento de cargas, desenvolvido neste trabalho, quando bem

    aplicado pode contribuir de uma forma significativa para o uso eficiente da energia

    disponvel, evitando que seja necessrio um constante aumento na gerao de energia eltrica,

    principalmente a hidro eltrica que representa grande parte da energia produzida no brasil.

    Atualmente o balanceamento de cargas em um sistema eltrico realizado apenas no

    momento da utilizao do sistema eltrico. Ele no foi incorporado na concepo do projeto.

    Quando falamos em qualidade e eficincia da energia eltrica provenientes de um

    balanceamento de cargas, muitos so os trabalhos desenvolvidos de forma terica,

    principalmente com estudos de algoritmos, porm no foi encontrado nenhum trabalho que

    tenha como objetivo realizar uma implementao de um destes algoritmos. Desta maneira

    podemos dizer que este trabalho se representa um passo inicial do que pode ser entendido

    como o futuro dos projetos de sistemas eltricos, com resultados tmidos, no entanto muito

    promissores.

    De posse do enorme potencial dos resultados obtidos com a concluso deste trabalho e

    visando os benefcios que sero alcanados com a incluso de alguns refinamentos, neste

    momento so identificadas e propostas alguns linhas de pesquisas para novos trabalhos.

  • 46

    Estas linhas de pesquisas so apresentadas com o objetivo de acrescentar melhorias que viro

    contribuir, de forma bastante expressiva para viabilizar o projeto e desenvolvimento de novas

    solues industriais estveis, de baixo custo e com uma grande relevncia ambiental.

    Implementao da comunicao: Sistema de medio desenvolvido - CLP.

    De posse do sistema de mediao desenvolvido, necessrio que seja feita a implementao

    da transferncia das informaes do sensor para o CLP, isto conseguido substituindo o

    micro controlador usado no prottipo por outro que oferea um modulo adicional de sada

    analgica.

    Estudo de algoritmos baseados em otimizao combinatria.

    bem vindo o uso de algoritmos faam uso de otimizao combinatria para realizar a troca

    de cargas entre fases e a rotatividade dos bancos de capacitores. Isto contribui para o aumento

    da vida til do sistema.

    Estudo do comportamento de banco de capacitores de elevada potncia.

    A introduo de banco de capacitores para a correo do fator de potncia em sistemas de

    elevada potncia traz alguns inconvenientes para o sistema eltrico, portanto necessrio que

    se faam estudos para minimizar estes efeitos.

    Este aprimoramento torna o sistema mais flexvel, possibilitando sua utilizao tanto em

    sistemas de baixa quanto em altas potncias.

    Certificao do sensor em protocolos de rede de comunicao estabelecidos.

    O requisito comunicao sem duvida um dos mais importantes em termos de projeto.

    Portanto uma linha de pesquisa proposta que talvez seja a mais ambiciosa realizar estudos e

    implantar as alteraes necessrias ao sensor desenvolvido, para que ele seja compatvel com

    os padres de comunicao estabelecidos internacionalmente tais como Fieldbus, Devicenet

    entre outros.

    Esta certificao traria flexibilidade programao de controladores de vrios fabricantes, e

    tornaria possvel a sua implantao em locais onde j exista algum tipo de sistema de

    controle.

  • 47

    REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS.

    ANDRADE, M. O. A influncia da energia eltrica reativa no planejamento do setor

    eltrico e a necessidade de consolidao do perodo horrio para avaliao do fator de

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    BRANCO, C. S. A energia e a Econmica Brasileira. So Paulo: Editora Pioneira, 1983.

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    Seqenciais com CLPs. 6. ed. So Paulo: Editora Erica 2006.

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    um confronto entre o referencial terico e a prtica empresarial. 2002.

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