Título:
Monitorização e manutenção de estações de tratamento de águas residuais
Resumo:
1. Objectivos Nos últimos dez anos, o desenvolvimento dos sistemas distribuidos inteligentes e da telemática tornou possível – técnica e economicamente – a extensão dos objectivos e dos métodos de automação industrial ao domínio da gestão das infraestruturas de serviços públicos. Deste modo se torna possível aprofundar a organização da infraestrutura, garantindo o adequado nível de qualidade no serviço prestado, em condições óptimas do ponto de vista do rigor da sua exploração. Nesta comunicação apresenta-se um sistema de supervisão do funcionamento de ETAR, compreendendo equipamento e software de controlo, que permite manter, num posto central de comando, um conhecimento actualizado de determinados parâmetros de funcionamento de um número indeterminado de instalações. Com base num processo de diagnóstico automático, o sistema permite reduzir o número de intervenções ao mínimo indispensável, assegurando, por outro lado, que qualquer deficiência de funcionamento seja prontamente comunicado aos responsáveis. Assim, as visitas de manutenção poderão ser sempre previamente preparadas, quer decorram num quadro de normal manutenção preventiva ou de manutenção curativa. Também, para além dos aspectos relativos à condução técnica do equipamento, outra oportunidade surge em resultado da sua informatização: a gestão integrada do negócio, ou da função, i.e., a promoção das funcionalidades típicas da automatização a um patamar de verdadeira automação. Esta opção permite, facilmente, vir a integrar as restantes componentes de gestão de pessoal, de stocks, financeira e de qualidade. 2. Arquitectura do sistema Para a realização dos objectivos atrás descritos foi desenvolvido um sistema SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition), com uma estrutura fortemente distribuida segundo regras que decorrem e acompanham as necessidades específicas de cada tipo de ETAR aqui considerada: (i) as estações municipais clássicas, de dimensões consideráveis, com órgãos construídos em betão de acordo com o projecto específico, e (ii) as estações compactas construídas de acordo com o esquema desenvolvido em SEABRA SANTOS(1996). Em qualquer dos casos, por uma questão de sistematização, apenas aqui se consideram as ETAR baseadas num esquema clássico, constituídas por um decantador primário com digestor de lamas, leito percolador, decantador secundário e recirculação. Baseado em processadores de 16 bit de tecnologia Motorola, o sistema foi concebido em termos de modularidade tal que permite um perfeito dimorfismo de arquitectura por forma a acompanhar os diferentes requisitos funcionais e de disposição no terreno dos dois tipos de ETAR acima referidos. 2.1 Controlo e supervisão de estações clássicas O sistema informático encontra-se configurado como uma rede local interligando uma estação de trabalho para supervisão centralizada da ETAR e três computadores de processo e/ou autómatos programáveis, cada um deles assegurando as funções de monitorização e controlo automático na entrada da ETAR, na respectiva saída, e ainda no canal de recirculação entre o decantador secundário e os leitos percolados. A rede local que suporta a organização do sistema é do tipo token-bus, baseada físicamente num cabo simples (par entrançado), eventualmente enterrado, com sinalização RS485, e, logicamente no protocolo HDLC. Complementarmente, poderá dispôr-se de um centro de supervisão remoto, porventura sito nos serviços técnico da Câmara Municipal ou SMAS, que comunique com a unidade central de supervisão instalada na ETAR através da rede telefónica (fixa ou móvel). Esta unidade, para além dos atributos cometidos ao supervisor local, tem como missão a gestão integrada e optimizada da exploração da estação. 2.2 Controlo e supervisão de estações compactas Em cada uma destas ETAR, um equipamento de monitorização e controlo automático complementado por um equipamento de concentração, armazenamento e comunicação de dados sobre a rede telefónica (convencional ou celular), regularmente interrogado a partir do centro de supervisão, permite obter, com a periodicidade desejada, dados relevantes sobre o estado actual de funcionamento da ETAR. Assim, junto de cada ETAR situa-se uma unidade concentradora de dados actuando como front-end para a necessária interacção humana que, normalmente, se processará remotamente. Alternativamente, esta unidade constitui o ponto de ligação de um computador portátil em acções presenciais de manutenção, para o que é dotada de capacidades de armazenamento de dados, de diagnóstico automático da instalação e de gestão das comunicações, quer locais (com as unidades de controlo), quer com o exterior. Também, junto de cada módulo de ETAR se situa a respectiva unidade de monitorização e controlo automático. Trata-se, aqui, de uma unidade monolítica que, com total autonomia, governa o funcionamento do módulo respectivo. Finalmente a unidade de supervisão é um computador do tipo PC/Windows, onde se situa o software de gestão das comunicações, manutenção da base de dados coma informação histórica acumulada das ETAR e, ainda, de tratamento destes dados e sua visualização através de uma moderna interface gráfica interactiva, com janelas múltiplas, barras de ferramentas, ementas de funções e caixas de diálogo. 3. Conclusão Foram apresentadas as linhas mestras da motivação e fundamentação de uma solução-tipo para o controlo e supervisão da ETAR, organizada por forma que (i( as funções de decisão e actuação estejam fortemente localizadas e (ii) a informação se encontre centralizada e integrada, de modo que possa ser fácil e rapidamente perceptível, conduzindo a uma gestão eficaz, económica e ambientalmente.
Autores:
F. Seabra Santos, Francisco J.A. Cardoso