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Adaptação das comunicações por satélite a aplicações de SCADA baseadas em eventos

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Com o crescimento  da popularidade dos dispositivos de comunicação M2M via satélite para rastreamento, monitoramento e controle remotos, os integradores do sistema SCADA vêm empreendendo pesquisas para encontrar novas aplicações para essas alternativas de custo acessível para terminais de banda larga via satélite. Na ORBCOMM, nossos integradores de sistema já utilizaram os dispositivos que fornecemos para diversas finalidades, desde o monitoramento e controle de fluxímetros de petróleo e gás até a contagem de água. Agora, seguimos uma nova tendência, que é usar os dispositivos de Máquina-a-Máquina (M2M) para satélite IsatData Pro para monitoramento com SCADA com base em eventos.

A nossa motivação é simples. Para a maioria das empresas e serviços públicos com infraestruturas em áreas remotas, o serviço celular não existe ou não é confiável, e a solução de banda larga via satélite é custosa e exagerada para a aplicação. A comunicação M2M via satélite é uma opção atraente para esses tipos de aplicação de SCADA devido ao seu consumo reduzido de energia, área útil de cobertura e investimento de capital, assim como seus custos permanentes mensais.

Implantar a comunicação M2M via satélite para o monitoramento com SCADA com base em eventos demanda um pouco mais de trabalho no começo, mas a maioria dos usuários e integradores de sistema tem julgado que o investimento inicial em tempo e esforço compensa em longo prazo.

Integração da comunicação Máquina-a-Máquina (M2M) via satélite em campo
A adoção da tecnologia de comunicação M2M via satélite em redes de SCADA existentes pode acarretar em uma transformação na maneira como enxergamos a integração de modems para comunicação em campo e como os dados são recebidos no centro de controle.

A maioria dos modems de comunicação em banda larga via celular e satélite constitui simplesmente um gateway entre os equipamentos de campo e a rede de comunicação. Eles oferecem recursos limitados com relação à capacidade de programar uma lógica inteligente para controlar a quantidade de dados que está sendo enviada sem fio. Em muitas arquiteturas de SCADA, o envio de eventos e informações de status para o centro de controle é contínuo (mesmo quando não há qualquer alteração).

SCADA, Religador

Controlar a quantidade de dados sendo enviada por redes celulares não é crítico tendo em vista o custo dos pacotes de dados de comunicação M2M hoje em dia. Entretanto, para áreas remotas nas quais um modem celular de $ 100 a $ 200 não é mais uma opção, e fatores como o consumo de eletricidade e o risco de roubo de equipamentos são relevantes, prestar mais atenção à quantidade de dados sendo enviada sem fio pode reduzir o custo total da solução.

Nossos integradores entendem que soluções de banda larga com grande fluxo de dados nem sempre são viáveis para diversas aplicações, e estão usando os nossos terminais de comunicação M2M via satélite IsatData Pro para conexão direta com Unidades Terminais Remotas (UTRs) ou Dispositivos Eletrônicos Inteligentes (IEDs). A funcionalidade de Modbus ou DNP 3.0 integrado aos terminais satelitais pode ser utilizada para extrair dados ou enviar comandos para equipamentos remotos. Em áreas nas quais não há UTR ou IED, os sensores analógicos, digitais ou seriais podem se conectar diretamente com os terminais satelitais de comunicação M2M inteligentes. A capacidade de integrar a lógica no sistema do dispositivo não apenas permite que o terminal satelital extraia dados de dispositivos locais ou aja como um UTR/IED simples localmente — ele também permite ao usuário determinar quando os dados estão sendo enviados sem fio (por exemplo, quando os valores tiverem mudado num percentual específico ou durante eventos especiais).

Para algumas aplicações, observamos que os clientes adotam a filosofia de apenas enviar atualizações de status periodicamente ou no caso de um valor estar fora do intervalo preestabelecido, o que os permite substituir os planos de dados de satélites em megabytes por planos de dados reduzidos em kilobytes.

Adaptação dos centros de controle de SCADA para a comunicação Máquina-a-Máquina (M2M) via satélite
Muitos sistemas de softwares de SCADA de legado são projetados para a apuração de dispositivos em campo em qualquer ocasião, possibilitando verificar o seu status. O conceito da “necessidade de atualização contínua para verificação de status”, no qual os dispositivos de campo enviam atualizações periódicas e notificações com base em eventos, não funciona para diversas arquiteturas de SCADA. Por esse motivo, testemunhamos o desenvolvimento por nossos integradores de um middleware adaptativo que possa atender às necessidades dos sistemas com software SCADA.

O middleware é instalado no centro de controle e assume a interface entre os dispositivos de campo e o software SCADA. Ele armazena as atualizações periódicas de status dos dispositivos em campo e, quando o software SCADA “apura” os dispositivos em campo, o middleware envia o valor do status armazenado. Isso reduz a quantidade de dados enviados sem fio para apurar o dispositivo e enviar a resposta. Quando uma notificação de evento é enviada para os dispositivos em campo, o software middleware envia imediatamente a notificação para o centro de controle do SCADA para análise e para que as medidas associadas sejam tomadas.

O middleware é um componente-chave da solução. Ele deve ser capaz de articular as milhares de conexões com os dispositivos em campo, assim como a conexão com o software SCADA.

Outra carta na manga
A comunicação M2M via satélite não é uma tecnologia que substituirá imediatamente os sistemas celular e satelital. Em vez disso, constitui uma alternativa de comunicação complementar para redes de SCADA. Para muitos de nossos projetos de automação, os clientes estão adaptando a tecnologia para ser o modo de comunicação principal no gerenciamento de religadores automáticos em serviços públicos.

Vimos outras aplicações nas quais a comunicação M2M via satélite está sendo adaptada como a comunicação secundária ou reserva para dispositivos celulares em subestações ou sistemas de banda larga para satélite em locais remotos com atividade de petróleo e gás.  Isso permite ao usuário final manter a visibilidade dos parâmetros-chave quando o serviço de banda larga de celular ou satélite estiver indisponível devido à carga da rede ou condições climáticas.

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Mark Kuiack

Mark Kuiack is Director of Digital Marketing for ORBCOMM. He is responsible for the strategic direction of ORBCOMM's web and social media presence, and has over 15 years of experience in marketing and writing about various technology applications.

Posted in 4. Oil & Gas / Utilities Tagged with:

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