SOLUÇÃO DE TELEMETRIA
PARA SANEAMENTO
Marcelo Pessoa
Engenheiro de soluções para saneamento
Introdução
● As indústrias buscam eficiência, aumento da qualidade e a redução de
custos. Para alcançar isto investem cada vez mais em gestão e em
automação, sendo que em muitos casos para ter uma gestão eficiente
é necessária a automação;
Estações de tratamento
Estações de telemetria
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Meios de comunicação
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Características interessantes
● Fibra ótica
●  Imunidade a interferência eletromagnética;
●  Alta velocidade;
●  Custo de implementação alto devido a grande quantidade de estações e a
grande distância entre elas;
● Wireless (Rádio e GPRS)
●  Menor custo de implementação que a passagem de cabos (GPRS ainda é
menor);
●  Simplicidade no planejamento (GPRS ainda é mais);
●  Taxas de transmissão inferiores;
●  Rádio com confiabilidade alta e GPRS esta sujeito a operadora;
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Rádio
Qual frequência é melhor para utilizar?
R: Depende . . .
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Atenuação
● É a perda de potência durante a transmissão (caminho do sinal)
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Rádio
●  Sensibilidade mínima do rádio utilizado - é a medida do sinal mais fraco que o
rádio receptor pode ouvir;
●  Distância do enlace de comunicação – com o aumento da distância aumenta a
atenuação do sinal, porém quanto maior for a frequência de comunicação
maior é a perda de caminho (atenuação) do sinal;
●  Potência do rádio - é a potência utilizada pelo rádio na transmissão do sinal;
●  Perdas em cabos e conectores - quanto maior for o comprimento do cabo maior
é a perda. E quanto maior for o isolamento do cabo (“mais grosso”) menor é a
perda no comprimento;
●  Ganho das antenas - a antena gera um ângulo no espectro do sinal
aumentando o ganho, assim quanto mais estreito for o ângulo do espectro
maior é o ganho;
●  Taxa de transmissão - normalmente com o aumento da frequência do rádio é
encontrada uma taxa de transmissão maior, pois a largura do canal é maior
(com a largura do canal maior a potência permitida é menor)
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Fórmula de Friis
● 
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● 
● 
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● 
● 
Pr - potência recebida
Pt - potência transmitida
Gt - ganho da antena do transmissor
Gr – ganho da antena do receptor
Lp - perda do caminho (atenuação no ar)
Ct - perda por atenuação no cabo do transmissor
Cr - perda por atenuação no cabo do receptor
●  d – Distância do enlace;
●  f – frequência do rádio;
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Exemplo
● Ganho das antena = 6dB
● Perda no cabo+conector = 3dB
● Distância de 10Km
● Sensibilidade típica de rádios 400, 900 e 2400MHz são: -110, -92 e
-85dBm (respectivamente).
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TÉCNICA DE ESPELHAMENTO
ESPECTRAL DO SINAL
● é uma técnica de ampliação da largura de banda de uma informação
usada para evitar interferências. Entre as técnicas mais conuns tem:
FHSS (do Inglês Frequency Hopping Spread Spectrum) e DSSS (Direct
Sequence Spread Spectrum):
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TÉCNICA DE ESPELHAMENTO
ESPECTRAL DO SINAL
● FHSS – as transmissões são realizadas sobre vários canais com
larguras de bandas pequenas (<500KHz) e a cada instante em um
canal diferente (criptografando a comunicação) taxa de transmissão
tipicamente de 256Kbps a 2Mbps
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TÉCNICA DE ESPELHAMENTO
ESPECTRAL DO SINAL
● DSSS - Os dados são transmitidos em uma faixa de frequência mais
larga (26MHz) com taxa de transmissão tipicamente de 11 a 54Mbps. E
distância
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PROTOCOLO DE COMUNICAÇÃO
● O protocolo de comunicação também é importante no caso das
estações de telemetria, pois dependendo do protocolo a ser utilizado,
vai utilizar uma maior ou menor banda de transmissão. E alguns
protocolos possuem a capacidade de armazenar os dados no caso da
perda de comunicação e restaurar após o seu retorno.
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PROTOCOLO DE COMUNICAÇÃO
● Modbus/RTU que é amplamente utilizado no mundo;
● DNP3 que é um protocolo dedicado para redes distribuídas que vêm do
inglês, Distributed Protocol Network;
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PROTOCOLO DE COMUNICAÇÃO
● Exemplo: As estações de telemetria em saneamento possuem uma
quantidade pequena de equipamentos (exemplo: três bombas, um
multimedidor, dois instrumentos analíticos e alguns sinais digitais).
Para estes equipamentos vão ser considerados o monitoramento 32
sinais digitais e 16 analógicos. E como normalmente o saneamento é
um processo lento com respostas na casa dos segundos, com controle
local pela a automação e com apenas monitoramento remoto.
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PROTOCOLO DE COMUNICAÇÃO
● NECESSIDADES de projeto, são elas:
●  Os sinais digitais e analógicos devem ser registrados com uma precisão de
10 segundos;
●  As mudanças dos sinais digitais precisam ser reportadas para o centro de
controle com 1 minuto de ocorrência;
●  As mudanças dos sinais analógicos precisam ser reportadas para o centro
de controle com 10 minutos de ocorrência.
●  PREMISSAS de comportamento do sistema:
●  Haverá 128 mudanças de sinais digitais a cada 1 hora;
●  Haverá 80 mudanças de sinais analógicos a cada 1 hora. As mudanças
podem ser configuradas (um limite ou setpoint ou variação);
●  Será considerado que nenhum pacote de dados será perdido (transmissão
perfeita).
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PROTOCOLO DE COMUNICAÇÃO
●  O método utilizando o DNP3 apresentou um taxa de transmissão 23% mais eficiente que
o método modbus mais eficiente.
●  O DNP3 ainda fornece outra característica importante que é a estampa de tempo dos
eventos. Isto permite que no caso de uma falha de comunicação os dados sejam
gravados no equipamento remoto.
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PROTOCOLO DE COMUNICAÇÃO
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WITS
● Water Industry Telemetry Standard;
● Em 2011, a propriedade do protocolo WITS passou para as mãos da
WITS Protocolo Standards Association para a gestão e manutenção
futura;
● Baseado no protocolo DNP3 nível 2;
● http://www.witsprotocol.org/
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Conclusão
● A automação para telemetria possui características diferentes da
automação de processo, como:
●  Tempo de resposta;
●  Taxa de transferência;
●  Topologia;
●  Meio de transporte;
● Vimos que o rádio é um meio de transmissão muito importante para
saneamento e quanto menor a frequência maior é o alcance do
sistema de rádio, maior é a confiabilidade e menor é a taxa de
comunicação;
● A taxa de comunicação em saneamento é muito pequena não sendo um fator
de limitação para os rádios de baixa frequência;
●  Os protocolos modbus e DNP3 funcionam muito bem para telemetria, porém o
protocolo DNP3 consegue uma taxa de transferência menor e evita a perda de
dados;
●  Um outro ponto que pode ser interessante ao saneamento é o protocolo WITS,
que seria um protocolo dedicado a este segmento e algumas remotas de
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mercado já possuem este protocolo.
Aproveite ao máximo a sua energia
Marcelo Wicthoff Pessoa
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