Elipse Water: uma visão geral.

Modelador Hidráulico

Para configurar o Elipse Water, o primeiro passo é definir o sistema que será monitorado e controlado, procedimento feito através do cadastro do sistema hidráulico. O Elipse Water disponibiliza um ambiente CAD integrado para criação do modelo da rede. Também é possível, de acordo com as necessidades da empresa, importar o cadastro de sistemas do tipo GIS ou de outra base de modelagem hidráulica já existente, como a EPANET.

Através do modelo, as topologias dos sistemas e os parâmetros de todos os dispositivos da rede (ativos) são definidos, gerando um banco de dados local com as informações necessárias para executar os algoritmos de análise.

A modelagem cria uma estrutura hierárquica para que medidas e comandos de tempo real possam ser contextualizados nos equipamentos cadastrados, facilitando a realização de integrações com outras aplicações.

Os objetos na estruturação de dados são nativos da plataforma Elipse Water, facilitando a compreensão do projeto e reduzindo significativamente o tempo e os custos nas etapas de projeto, na implantação e manutenção do sistema SCADA.

O cadastro possui as seguintes informações:

• Todas as estações de medição e equipamentos significativos para o sistema (bombas, válvulas, chaves, reservatórios, etc);
• Modelo de conectividade entre os equipamentos, servindo como base para análises, simulações e cálculos em tempo real;
• Medidas padronizadas para interpretar estados significativos (Elevação, Pressão, Vazão, Volume, Energia, Potência, Estado de Válvula, etc);
• Parâmetros hidráulicos dos componentes.

Objetos de Tela

Uma vez criado o modelo hidráulico do sistema, o Elipse Water automaticamente cria telas SCADA (supervisão e controle), utilizando bibliotecas de objetos para representar cada componente da rede. Estas bibliotecas podem ser alteradas para atender às necessidades específicas de cada empresa. As telas também podem ser modificadas e re-importadas a qualquer momento.

Conectividade

O Elipse Water dispõe da grande variedade dos drivers já desenvolvidos pela Elipse, sendo mais de 450 protocolos disponíveis, dentre eles, o MQTT e o OPC UA. Além disso, fornece uma estrutura capaz de receber valores provenientes de outras fontes de informações, como entradas informadas pelos operadores, dados calculados, dados provenientes do sistema de faturamento, dados de outros Centros de Controle, etc.

Dados históricos

O Elipse Water incorpora as funcionalidades do historiador (Elipse Plant Manager – EPM) de modo que os dados de tempo real possam ser automaticamente armazenados de forma estruturada e hierárquica, facilitando a geração de relatórios e análises.

Módulo de Esquematizador de Redes

Historicamente, as redes de distribuição de água são operadas através de ferramentas com recursos GIS (Geographic Information Systems), que facilitam a compreensão da amplitude geográfica do sistema de distribuição e servem de suporte para o despacho das equipes de manutenção e detecção de vazamentos. Porém, o excesso de informações apresentadas pelos sistemas GIS impede que os operadores do sistema interpretem, de forma ágil, segura e eficiente, as informações provenientes do sistema de supervisão e controle. O acesso fácil e intuitivo aos equipamentos telecontrolados/supervisionados podem representar um fator importante para a tomada de decisão do operador em uma emergência.

Considerando que a tendência sinalizada pelas Cidades Inteligentes indica um crescimento significativo dos dispositivos com suporte à comunicação de dados e que um grande volume desses dados deverá passar pelo sistema SCADA, a Elipse desenvolveu uma ferramenta que permite criar diagramas esquemáticos voltados para a operação em tempo real. Esse módulo permite ler o cadastro do Water Model DB, que foi alimentado com os dados importados do GIS, e criar automaticamente os diagramas simplificados de operação, mantendo os elementos significativos (Bombas, Pontos de Medição, Tanques, etc) e respeitando a topologia hidráulica existente entre eles.

Através da integração do Elipse Water com a base de dados do sistema GIS da empresa, é possível detectar se alguma alteração cadastral afetou a veracidade dos diagramas esquemáticos vigentes, evitando o surgimento de representações que não reflitam o sistema real. Este processo garante maior segurança e eficiência na manutenção das telas de operação do sistema SCADA.

Módulo de Detecção de Vazamentos

Módulo responsável por monitorar em tempo real as medidas de vazão e pressão disponíveis e alertar para possíveis vazamentos através da correlação das medidas com o modelo físico da rede e o comportamento histórico das variáveis. Descolamentos das vazões mínimas noturnas de cada DMC também poderão ser utilizados para detecção de vazamentos de forma automática. Este módulo gera indicações na aplicação de tempo real de forma a auxiliar o operador do sistema na tomada de ações mais ágeis, eficientes e assertivas.

Módulo de Balanço Hídrico

Módulo responsável por automatizar os cálculos de indicadores em tempo real e gerar relatórios diários e mensais, tanto a nível de sistema quanto de DMCs. Este módulo também permite identificar automaticamente DMCs com base nos pontos de medição existentes na rede. Inserções de novos pontos de medidas são identificados e tratados automaticamente, gerando um novo conjunto de DMCs, conforme a topologia da rede.

Exemplo de indicadores ao nível de sistema:

• Volume produzido;
• Volume consumido;
• Meta de volume diário e mensal a ser disponibilizado;
• Índice de perdas na distribuição;
• Índice de perdas no faturamento;
• Previsão horária de consumo do sistema.

Exemplo de recursos no nível de DMC:

• Identificação dos DMCs com base nos medidores de vazão;
• Comparação de valores medidos x faturados;
• Identificação das DMCs com maiores diferenças entre os valores medidos e faturados;
• Consumo médio diário de cada DMC;
• Previsão horária do consumo de cada DMC.

Arquitetura

Benefícios

• Preserva o investimento realizado;
• Reduz o tempo de implantação, ampliação e manutenção do sistema;
• Reduz o tempo de capacitação para profissionais responsáveis pelo sistema SCADA;
• Aumento do número de variáveis observadas pelo sistema, provendo uma operação mais eficiente e um planejamento mais assertivo;
• Telas mais intuitivas para a operação do sistema, com melhoria na eficiência, segurança e tempo de resposta do operador (ISA 101);
• Redução do HH para extração de relatórios diários e mensais;
• Informações disponíveis e acessíveis para balizar decisões gerenciais e operativas;
• Melhor controle dos volumes disponibilizados ao sistema, reduzindo custos com o consumo energético e o volume de água parada em tanques/reservatórios;
• Redução de perdas, com melhor gerenciamento das pressões na rede;
• Maior rapidez na detecção de perdas de grandes proporções, tornando o Centro de Controle mais proativo no combate aos vazamentos da rede.

Pacote Elipse Water Standard

• Coleta dados de qualquer dispositivo
• Modelagem padronizada dos ativos e suas grandezas, incluindo medições, estados e comandos
• Modelagem hidráulica
• Armazenamento contextualizado e otimizado de dados, disponível para consultas, cálculos e análises para toda a empresa
• Criação de interfaces gráficas no padrão ISA 101
• Gestão básica de IoTs (cadastro, posicionamento e coleta)
• Históricos
• Relatórios e Dashboards
  • Conectividade com o Power BI
  • Histórico de ações/interações do usuário
  • Cálculo e exibição de indicadores possíveis de serem obtidos sem a modelagem hidráulica
• Possibilidade de receber dados do GIS e do Sistema Comercial
• Exibição de ativos (instrumentados ou não) e eventos geo-posicionados

Módulos

• Módulo balanço hídrico
  • Gestão de volumes medidos e faturados
• Módulo de Detecção de Vazamentos
  • Tratamento de Alarmes com base no modelo hidráulico
  • Despressurização (desabastecimento)
• Esquematizador de Redes