0
MAR/09
EMISSÃO INICIAL
GC
MRC
MRC
REV.
DATA
NATUREZA DA REVISÃO
ELAB.
VERIF.
APROV.
BCM ENGENHARIA LTDA
Nº DO FABRICANTE:
REV.
EMPREENDIMENTO:
ÁREA:
ELÉTRICA
TÍTULO:
UNIDADE TERMINAL REMOTA UTR- IE1034
DESCRITIVO TÉCNICO
ELAB.
VERIF.
APROV.
MRC
MRC
MRC
CÓDIGO DOS DESCRITORES
| | | | -- | | | | | -- | | | |
R. TEC.:
CREA N°
DATA
Folha:
De
MAR/09
1
17
Nº DO DOCUMENTO:
REVISÃO
0
Índice
1 Descrição dos elementos básicos:..........................................................................3
2 Apresentação:.........................................................................................................6
3 Arquitetura:..............................................................................................................8
4 Estrutura lógica:.......................................................................................................9
5 Estrutura de software:...........................................................................................11
6 Composição:..........................................................................................................13
7 UTR IE1034:..........................................................................................................13
8 Tabela de Características UTR IE1034.................................................................15
9 Composição da UTR BCM IE1034:.......................................................................16
UTR-BCM IE1034
1 Descrição dos elementos básicos:
UTR: Unidade Terminal Remota. Equipamento eletrônico que executa as funções de
monitoração, controle e supervisão de uma subestação de energia.
UCC: Unidade Central de Processamento. Parte integrante da UTR, composta por
hardware e software, responsável pela comunicação com os Centros de Operação,
IHM, IEDs e UMCs. Possui a base de dados da UTR e permite lógicas de
automatismo.
UMC: Unidade de Monitoração e Controle. Parte integrante da UTR, composta por
hardware e software, responsável pela aquisição do estado dos pontos (entradas
digitais), valores de medidas (entradas analógicas) e pelos acionamentos (saídas
digitais). Permite lógicas de automatismo.
UAC: Unidade de Aquisição e Controle. Posssui as mesmas características da
UMC.
Automatismo: Algoritmos lógicos implementados na UTR para a execução de
funções de controle de forma automática. São implementados em forma de
programação na UTR, utilizando as linguagens ferramentas de programação
disponibilizadas pela BCM Automação. A UTR possui lógicas de automatismo já
incorporadas e permite o desenvolvimento de novas lógicas pelo usuário.
COS: Centro de Operação do Sistema. Programas SCADA (Supervisory Control and
Data Aquisition) instalados em computadores com a função de supervisionar
(monitorar e comandar) a subestação de energia à distância através de
comunicação com UTRs.
IHM: Interface Humano Máquina. Programas SCADA (Supervisory Control and Data
Aquisition) instalados em computadores ou displays com a função de supervisionar
(monitorar e comandar) a subestação de energia localmente através de
comunicação com UTRs.
Nível 0: Nível de comandos e controles dos equipamentos de campo, como
disjuntores, seccionadoras, bombas, reguladores de tensão e velocidade, entre
outros, localizados nos próprios equipamentos ou próximos deles.
Nível 1: Composto pelos equipamentos locais de aquisição e controle, como UTRs e
IEDs em geral.
Nível 2: Composto por IHM (Interface Humano Máquina) e Estações de Operação,
localizados na mesma estrutura (prédio) da UTR
Nível 3: Nível para operação remota, composto por Centros de Operação e
Estações de Operação localizados à distância da(s) UTR(s), interligados a ela(s) por
links de comunicação através de fibras óticas, modems, rádios, satélites, etc...
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UTR-BCM IE1034
IED: Intelligent Eletronic Device. Equipamentos eletrônicos que capturam sinais de
campo através de sensores e atuam em comandos, interligados à UTR por canais
de comunicação serial.
ED: Entradas Digitais. Sinais elétricos que informam o estado de um elemento
através de um contato aberto/fechado, indicando se um equipamento está ligado ou
desligado, se uma seccionadora está aberta ou fechada, etc...
EA: Entradas Analógicas. Sinais elétricos que informam o valor da medida de uma
grandeza física em uma escala pré-definida. Usualmente são utilizados sinais de
corrente na faixa 4 a 20mA, de tensão na faixa 0 a 10V, de variação resistiva, etc...
Através das entradas analógicas são percebidas as informações coms temperatura
de núcleo de transformador, corrente de exitatriz, tensão de linha, entre muitas
outras.
SD: Saídas Digitais. Sinais elétricos que enviam uma tensão aos elementos de
campo com o objetivo de forçar a atuação destes. Através das saídas digitais são
comandados fechamento de chaves e seccionadoras, atuação de proteções,
alteração de tape de transformador, entre muitos outros.
BD: Base de dados. Conjunto de todas as informações da UTR. A UCC possui uma
base de dados centralizada, onde são integrados todos os dados de monitoração
(entradas digitais e analógicas) obtidos dos IEDs e das UMCs, bem como os os
comandos (saídas digitais) que devem ser enviados a eles. A estrutura da Base de
Dados é proprietária da BCM Automação.
GC: Gerenciador de Comunicação. Executa a aquisição dos dados para UCC, tanto
de IEDs e UMCs quanto de IHM Local e Centros de Operação. Os dados adquiridos
são conformados para o formato do Banco de Dados.
CLP: Controlador Lógico Programável. Equipamento eletrônico micro-processado
programável. Na UTR BCM representa um bloco de programa que atua no GO ( )
para efetivação das operações de lógicas de automatismo a serem realizadas pela
UTR. Esta função somente é utilizada quando são estabelecidas funções de controle
automática, como controle de tensão, duplicação de contatos, etc...
GO: Gerenciador de Operações. A configuração da UCC necessita estar adequada
ao ambiente em que ela é aplicada. A operação dos canais seriais para UMCs e
IEDs, definições de quantidades, tipos, endereçamento de pontos, são
adequadamente configurados na UCC. Da mesma forma, também são configurados
os parâmentros de operação com os níveis 2 e 3. O GO é um bloco de software
responsável por adequar estas configurações às operaçoes à estrutura da Base de
Dados.
TPO: Tabela de Parâmetros de operação. Estruturada em forma de tabela,
apresenta de maneira amigável ao usuário uma interface para a configuração dos
parâmetros de operação necessários para a operação da UTR em determinada
aplicação. Abrange as tarefas de comunicação, determinação de endereços,
quantidade e tipos de pontos, quantidade de tipos de equipamentos IED, etc...
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UTR-BCM IE1034
PLC: Programa de Lógicas de Controle. Trata-se de área específica para a
implementação de lógicas de automatismo da UTR. Permite a utilização de
linguagens normatizadas pela IEC1131 para elaboração de funções automáticas
como controle de tensão, duplicação de contatos, etc...
PPA: Programa de Parametrização da Aplicação. Trata-se da camada de interface
dos parâmetros com o programa da UTR. Em alguns casos, a alteração de
parâmetros da UTR exige modificações neste programa, além da tabela de
Parâmetros (TPAR).
SCL: Software de Configuração das Lógicas. Bloco de programa responsável pela
execução das lógicas de operação específicas para a aplicação da UTR
PCAP: Programa de Configuração da Aplicação. Executa as tarefas de configuração
da UTR para a aplicação específica, determinando os drivers de protocolos de
comunicação a serem utilizados, a estrutura de parâmetros de configuração que é
disponibilizada, o tamanho dos diversos buffers de dados, entre muitas outras
tarefas.
PAUTR: Programa Aplicativo da UTR. Composto por diversos arquivos e tem a
finalidade de implementar, a partir do Sistema Operacional, as funcionalidades
necessárias para que o equipamento opere como uma UTR. Neste módulo são
implementadas as bases de dados, os buffers de armazenamento dos registros de
eventos (SOE), a estrutura de acionamento de saídas para comandos, entre muitas
outras tarefas.
SO: Sistema Operacional. Responsável pela integração do hardware (módulos da
UTR) com o software. Executa as tarefas de inicialização de todos os módulos
instalados, verificação de funcionalidade, integração com os Sistemas Operacionais
Locais dos módulos.
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UTR-BCM IE1034
2 Apresentação:
As UTRs BCM são unidades de controle programável, projetadas para operar em
ambientes agressivos em termos ambientais e eletromagnéticos tais como na
automação, telecomando e telemedição em subestações, usinas geradoras e
sistemas de distribuição de energia elétrica.
Centro de
Operação
Remoto
Centro de
Operação
Remoto
Centro de
Operação
Remoto
SE/USINA
IHM
Local
Canais
Redundantes
IHM
Local
Canais
Não Redundantes
IED
Entradas
e
Saídas
IED
A UTRs BCM efetuam as seguintes tarefas:
Aquisição de informações a partir de entradas digitais e analógicas
Aquisição de informações de outros equipamentos através de comunicação
serial
Execução de comandos em saídas digitais
Envio de comandos para outros equipamentos através de comunicação serial
Execução de lógicas de automatismo programáveis
A UTRs BCM possuem as seguintes funcionalidades:
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UTR-BCM IE1034
Canais de comunicação para supervisão (nível 2 e 3):
Canais duais (duas portas por canal) e canais não-duais (uma porta
por canal).
Diversos protocolos de comunicação: IEC870-5-101, IEC870-5-104,
DNP3.0, RP570, B2P, etc...
A quantidade de canais disponíveis varia de acordo com o modelo da
UTR.
Canais de comunicação com outros equipamentos (IEDs):
Diversos protocolos de comunicação: IEC8705-103, DNP3.0, Modbus,
GE-LINK, etc...
A quantidade de canais e protocoos disponíveis varia de acordo com
o modelo da UTR.
Leitura de variáveis digitais e analógicas e envio de comandos.
Canal de manutenção:
1 canal em RS232 para monitoração e carga de programa.
Canal de sincronismo:
1 canal em RS232 parametrizavel em NMEA ou MEINBERG para
comunicação com sincronizador GPS.
Entradas e saídas:
Entradas Digitais e Analógicas.
Saídas Digitais
Entradas e Saídas virutais
A quantidade varia de acordo com o modelo da UTR.
Registro SOE:
- Autonomia para armazenamento de registros de eventos
independentes para cada canal de comunicação para supervisão.
A quantidade de registros armazenados depende do modelo de UTR.
Resolução de 1 ms
SOE
Lógica de automatismo:
Possibilidade de lógicas de automatismo já incorporadas em fábrica
(customização).
Possibilidade de inclusão de novas lógicas de automatismo em
Linguagem Descritiva, Ladder, ST, C
Configuração modular:
Estruturada na configuração UCC + UMC (UAC).
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UTR-BCM IE1034
3 Arquitetura:
As UTRs BCM possuem arquitetura funcionalmente distribuída, formada por:
UCC: Unidade Central de Comunicação: Responsável pela
comunicação com os IEDs e também com os níveis 2 e 3. Possui a
base de dados completa da UTR, montada a partir das informações
obtidas através dos canais seriais. Possui também bases de dados
individuais para cada canal ou porta de comunicação. Permite lógicas
de automatismo.
UMC/UAC: Unidade de Monitoração e Controle. Parte integrante da
UTR, composta por hardware e software, responsável pela aquisição
do estado dos pontos (entradas digitais), valores de medidas
(entradas analógicas) e pelos acionamentos (saídas digitais). Permite
lógicas de automatismo.
Nível 3
CENTROS
DE
OPERAÇÃO
COS
Nível 2
OPERAÇÃO
LOCAL
IHM
UTR BCM
Nível 1
Nível 0
UCC
DRIVER
DRIVER
UM
C
Entradas/
Saídas
DRIVER
DRIVER
UMC
IED
IED
IED
IED
Entradas/
Saídas
Entradas/
Saídas
Entradas/
Saídas
Entradas/
Saídas
Entradas/
Saídas
DRIVER
DRIVER
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UTR-BCM IE1034
4 Estrutura lógica:
As UTRs BCM estão estruturadas da seguinte forma:
IHM
LOCAL
COS
COS
1
n
GC – Gerenciador de Comunicação
CLP
Cont. Lóg. Prog.
BD
Base de Dados
GO
Gerenciador
de
Operações
UMC
UMC
IED
Entradas
& Saídas
Entradas
& Saídas
Entradas
& Saídas
UCC
UTR
IED
Entradas
& Saídas
BD – Base de dados: A UCC possui uma base de dados centralizada,
onde são integrados todos os dados de monitoração (entradas digitais e
analógicas) obtidos dos IEDs e das UMCs, bem como os os comandos
(saídas digitais) que devem ser enviados a eles. A estrutura da Base de
Dados é proprietária da BCM Automação.
GC – Gerenciador de Comunicação: Executa a aquisição dos dados
para UCC, tanto de IEDs e UMCs quanto de IHM Local e Centros de
Operação. Os dados adquiridos são conformados para o formato do
Banco de Dados.
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GC
BD
GC
SD
ED
Nível 2 e 3
SD
UMC
1
Pontos
Virtuais
EA
SD
SD
ED
SD
UMC
2
SD
ED
SOE
SD
ED
SD
IED
1
Pontos
Virtuais
EA
Registro de Eventos
SD
Pontos
Virtuais
EA
COS 1
Saídas
Digitais
SD
ED
Pontos
Virtuais
EA
Entradas
Analógicas
Pontos
Virtuais
EA
Entradas
Digitais
SD
ED
IHM
Local
SD
SD
ED
Pontos
Virtuais
Pontos
Virtuais
EA
COS n
SD
IED
n
Pontos
Virtuais
EA
UTR-BCM IE1034
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UTR-BCM IE1034
GO – Gerenciador de Operações: A configuração da UCC necessita estar
adequada ao ambiente em que ela é aplicada. A operação dos canais seriais para
UMCs e IEDs, definições de quantidades, tipos, endereçamento de pontos, são
adequadamente configurados na UCC. Da mesma forma, também são configurados
os parâmentros de operação com os níveis 2 e 3. O GO é responsável por adequar
estas configurações às operaçoes à estrutura da Base de Dados.
CLP – Controlador Lógico Programável: Atua no GO para efetivação das
operações de lógicas de automatismo a serem realizadas pela UTR. Esta função
somente é utilizada quando são estabelecidas funções de controle automática, como
controle de tensão, duplicação de contatos, etc...
5 Estrutura de software:
As UTRs BCM possuem estrutura de software distribuída em 3 grupos:
3
2
1
TPO
PLC
PPA
SCL
PCAP
PAUTR
SO
Grupo 1 – Produto UTR: Camada de software composta pelo Sistema
Operacional e pelo Programa Aplicativo da UTR. Consiste na camada
básica que implementa a integração com o hardware da UTR e o
programa com as funcionalidades básicas da UTR.
OS programas que compõem este grupo não estão disponíveis para
nenhum tipo de alteração, tanto para o usuário da UTR, quanto para a
equipe da BCM responsável pela configuração da mesma. O
desenvolvimento e atualizações destes programas são responsabilidade
da equipe de desenvolvimento de produto da BCM.
O grupo 1 é composto por:
SO - Sistema Operacional: Responsável pela integração do
hardware (módulos da UTR) com o software. Executa as
tarefas de inicialização de todos os módulos instalados,
verificação de funcionalidade, integração com os Sistemas
Operacionais Locais dos módulos.
PAUTR – Programa Aplicativo da UTR: Composto por diversos
arquivos e tem a finalidade de implementar, a partir do Sistema
Operacional, as funcionalidades necessárias para que o
equipamento opere como uma UTR. Neste módulo são
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UTR-BCM IE1034
implementadas as bases de dados, os buffers de
armazenamento dos registros de eventos (SOE), a estrutura de
acionamento de saídas para comandos, entre muitas outras
tarefas.
Grupo 2 – Versão da UTR: É composto pela camada de software da
UTR responsável pela implementação de funcionalidades dedicadas para
a aplicação específica. É composta pelo Programa de Configuração da
Aplicação e pelo Software de Configuração de Lógicas. Da mesma forma
do Grupo 1, somente a equipe de desenvolvimento de produto da BCM
possui liberação de acesso para modificações.
PCAP – Programa de Configuração da Aplicação: Executa as
tarefas de configuração da UTR para a aplicação específica,
determinando os drivers de protocolos de comunicação a
serem utilizados, a estrutura de parâmetros de configuração
que é disponibilizada, o tamanho dos diversos buffers de
dados, entre muitas outras tarefas.
SCL – Software de Configuração das Lógicas: Responsável
pela execução das lógicas de operação específicas para a
aplicação da UTR.
Grupo 3 – Configuração da UTR: Esta camada de software é
responsável por configurar a UTR com os parâmetros de operação
específicos da aplicação, tal como número de pontos, endereços,
velocidade de comunicação, fatores de escala, e muitos outros. Também
é nesta camada que os automatismos de operação são implementados.
Os programas deste grupo estão abertos e disponíveis para os usuários.
TPO – Tabela de Parâmetros de operação: Estruturada em
forma de tabela, apresenta de maneira amigável ao usuário
uma interface para a configuração dos parâmetros de operação
necessários para a operação da UTR em determinada
aplicação. Abrange as tarefas de comunicação, determinação
de endereços, quantidade e tipos de pontos, quantidade de
tipos de equipamentos IED, etc...
PPA – Programa de Parametrização da Aplicação: Trata-se da
camada de interface dos parâmetros com o programa da UTR.
Em alguns casos, a alteração de parâmetros da UTR exige
modificações neste programa, além da tabela de Parâmetros
(TPAR).
PLC – Programa de Lógicas de Controle: Trata-se de área
específica para a implementação de lógicas de automatismo da
UTR. Permite a utilização de linguagens normatizadas pela
IEC1131 para elaboração de funções automáticas como
controle de tensão, duplicação de contatos, etc...
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UTR-BCM IE1034
6 Composição:
As UTRs BCM possuem estrutura modular, composta por um ou mais bastidores,
onde são conectados os módulos eletrônicos.
Níveis 2, 3
UCC
Fonte
Alimentação
Principal
CPU
Processador
Principal
Módulos
de
Comunicação
Níveis 2 e 3
Módulos
de
Comunicação
IEDs
Fonte
Alimentação
Redundante
(opcional)
Módulos
E/S
(*)
IED
IED
UAC
Fonte
CPU
Alimentação Processador
Principal
Principal
UAC
Fonte
Módulos
Redundante
E/S
(opcional)
CPU
Fonte
Processador
Alimentação
Principal
Principal
E/S
Fonte
Módulos
Redundante
E/S
(opcional)
E/S
7 UTR IE1034:
A UTR IE1034 possui a seguinte composição:
Canais de comunicação para supervisão (nível 2 e 3):
Até 3 canais não-duais (uma porta por canal) no protocolo
IEC870-5-101.
Canais de comunicação com outros equipamentos (IEDs):
Até 2 canais no protocolo DNP3.0.
Até 4 IEDs no total
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UTR-BCM IE1034
Até 2 canais no protocolo IEC870-5-103
Até 4 IEDs no total
Um canal Modbus
Até 3 IEDs no total
Canal de manutenção:
1 canal em RS232 para monitoração e carga de programa.
Canal de sincronismo:
1 canal em RS232 parametrizavel em NMEA ou MEINBERG para
comunicação com sincronizador GPS.
Entradas e saídas:
Entradas Digitais e Analógicas.
Saídas Digitais
Entradas e Saídas virutais
Registro SOE:
- Autonomia para armazenamento de até 400 registros de eventos SOE
independentes para cada canal de comunicação para supervisão.
Resolução de 1 ms
Lógica de automatismo:
Possibilidade de lógicas de automatismo já incorporadas em fábrica
(customização).
Possibilidade de inclusão de novas lógicas de automatismo em
Linguagem Descritiva, Ladder, ST, C
Configuração modular:
Estruturada na configuração UCC + UMC (UAC).
O padrão elétrico de todas as portas de comunicação pode ser configurado RS232,
RS485 ou Ethernet.
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UTR-BCM IE1034
Tabela de Características UTR IE1034
Referência
Modelo UTR
UTR BCM
IE1034
Simples
(1 porta por canal)
Canais para supervisão (escravos)
Dual
(2 portas por canal)
DNP3.0
IEC103
Canais para IEDs
Modbus
GE-MLINK
Módulos
da UTR
Entradas
Digitais
Saídas
Digitais
Entradas
Analógicas
DNP3.0
IEC103
IED
(por equipamento)
Entradas/Saídas
Modbus
GE-Link
IEC101
3
DNP3.0
X
DNP3.0
TCP/IP
X
RP570
X
IEC104
TCP/IP
X
B2P
X
IEC101
X
DNP3.0
X
DNP3.0
TCP/IP
X
RP570
X
IEC104
TCP/IP
Canais
IEDs
Canais
IEDs
Canais
IEDs
Canais
IEDs
Pontos
Módulos
Pontos
Módulos
Pontos
Módulos
Entradas
Digitais
Entradas
Analógicas
Saídas
Digitais
Entradas
Digitais
Entradas
Analógicas
Saídas
Digitais
Entradas
Digitais
Entradas
Analógicas
Saídas
Digitais
Entradas
Digitais
Entradas
Analógicas
Saídas
Digitais
Simples
Dupla
Simples
Dupla
Entradas
Digitais
Total de pontos
Saídas
(módulos + IEDs)
Digitais
Entradas
Simples
Analógicas
Entradas Digitais
Saídas Digitais
Entradas
Virtuais
Livres
Analógicas
Diagnóstico
Saídas Analógicas
Meinberg
NMEA
Sincronismo
Supervisão
Retirada a quente dos Módulos I/O
Fonte Redundante
Linguagem descritiva
Ladder
Lógica Automatismo
ST
Autonomia Registros SOE
Canal Manutenção
Bastidores UCC + UMC
UCC
UCC Redundante
Módulos E/S na UCC
UMC (UAC)
Comunicação UCC – UMC
X
2
4
2
4
1
3
X
X
192
6
96
4
48
3
40
20
20
62
43
8
X
22
X
X
X
X
400
100
124
100
310
25
20
20
X
X
Sim
Sim
Sim
Sim
Opcional
Sim
Sim
Sim
400
Sim
2
Sim
Não
Não
1
DNP3.0
15/17
UTR-BCM IE1034
9 Composição da UTR BCM IE1034:
Canais seriais para supervisão:
Canais seriais para monitoração:
16/17
UTR-BCM IE1034
Canal de serviço:
Aquisição de pontos de campo:
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