Conexão sem fio confiável de estações de abastecimento de água distantes à central de controle

Visão geral

Depósito elevado de Ober-Mörlen  

Os poços profundos são controlados a partir do depósito elevado de Ober-Mörlen

  • O município de Ober-Mörlen, que faz fronteira com o distrito de Hochtaunuskreis, fornece os consumidores conectados essencialmente a partir de lençóis freáticos próprios.
  • O controle das subestações é realizado em grande parte através de uma rede de interação remota, cujos cabos se têm vindo a deteriorar ao longo dos anos.
  • Por isso, agora o sistema sem fio Radioline liga confiavelmente as construções exteriores distantes ao controlador central.
  • A ligação radioelétrica está trabalhando de modo estável desde o primeiro dia, por isso o integrador de sistemas Radioline também será aplicado em outros projetos.

Perfil do cliente

Vista do município de Ober-Mörlen  

O município de Ober-Mörlen faz fronteira com Hochtaunuskreis

O município de Ober-Mörlen, situado a aproximadamente 35 quilômetros a norte de Frankfurt/Main, geralmente abastece seus cerca de 5800 habitantes a partir de lençóis freáticos próprios.

A rede de abastecimento abrange cerca de 60 quilômetros e foi concebida para fornecer um volume anual de 250.000 metros cúbicos.

Aplicação

Visão geral da rede sem fio  

A rede sem fio abrange dois depósitos elevados e três instalações de poços profundos

No passado, os poços, os depósitos elevados e as estações de bombeamento eram acoplados à central que se encontra na prefeitura através de linhas fixas e monitorados a partir desse local. Com o passar dos anos, as linhas fixas deterioradas foram sucessivamente substituídas por modems GSM/GPRS.

Porém, se a rede de telefonia móvel falhasse, as estações deixariam de estar acessíveis. Nesse caso, o abastecimento de água seria interrompido, pois os controladores do depósito elevado não conseguiriam mais controlar as bombas dos poços profundos. Por isso, o município decidiu instalar uma rede sem fio paralela que funcione independentemente de uma operadora.

A decisão resulta do fato de haver limitações para as possibilidades de conexão das subestações. O orçamento existente não permite a reparação ou a instalação de novos cabos subterrâneos, pois normalmente os custos chegam a atingir 100 euros por metro. Por isso, as construções exteriores individuais deveriam ser conectadas ao respectivo depósito elevado através de uma ligação de rede sem fio.

Solução

Módulos Radioline no quadro de comando  

Para a instalação da rede sem fio são usados equipamentos de 2,4 GHz e 868 MHz

Em primeiro lugar, a equipe Wireless da Phoenix Contact realizou uma transmissão de rádio em um computador do escritório. Dessa forma foi possível ficar com uma primeira impressão sobre a possibilidade de implementação de uma ligação radioelétrica. Em seguida foi realizado um teste no local para verificar o funcionamento confiável das ligações radioelétricas consideradas críticas. Para o acoplamento de dois poços profundos ao depósito elevado mais próximo, o município usa módulos de 2,4 GHz. Em linha de vista, a distância entre as estações é de 700 metros. Além do mais, existe uma outra rede sem fio que foi implementada com equipamentos de 868 MHz, pois entre as estações exteriores existem vários obstáculos que a faixa de frequências mais baixa atravessa melhor. Assim, o terceiro poço profundo, localizado a cerca de 700 metros de distância e atrás de uma colina, é ligado diretamente ao outro depósito elevado.

Não foi possível conectar diretamente ao depósito elevado uma estação de bombeamento a uma distância superior a 2,7 quilômetros, uma vez que a diferença de altura entre as duas estações é de cerca de 100 metros. Para além disso, a atenuação provocada pela colina e pelas árvores se revelou demasiado elevada até mesmo para os módulos de 868 MHz. Por isso, uma estação de transmissão posicionada no topo da colina é usada como repetidor. A partir daqui é possível estabelecer uma ligação sem fio ideal tanto com o depósito elevado como com a estação de bombeamento.

Os componentes Wireless transmitem os sinais predominantemente digitais das subestações para os controladores do depósito elevado, que depois os processam. Entre outras tarefas, são registradas e analisadas mensagens de falha e de alarme, bem como taxas de fluxo e níveis de enchimento. Com base nas informações, em caso de necessidade, as bombas são ativadas para bombear água para assim encher o depósito elevado. Os computadores na central acessam os controladores do depósito elevado através de modems GSM/GPRS e apresentam o respectivo estado operacional. Além do mais, eles documentam fluxos de entrada e de saída e avaliam estatisticamente o bombeamento de água. Caso ocorra uma falha nas subestações, o sistema notifica a equipe de serviço permanente.

Resumo

Equipe de projeto para a implementação da solução sem fio  

Steffen Rehde, Karlheinz König e Thomas Pfeiffer (da esquerda para a direita) ficaram convencidos com o sistema sem fio Radioline

"Graças às experiências positivas com o sistema Radioline e ao bom serviço, no futuro aplicaremos com mais frequência os sistemas sem fio da Phoenix Contact", resume Thomas Pfeiffer, diretor da Pfeiffer Electronic GmbH, responsável pela automação.

Karlheinz König, responsável pelo sistema de abastecimento de água do município de Ober-Mörlen, acrescenta: "As ligações radioelétricas trabalham de modo estável e ainda não falharam uma única vez desde o primeiro dia". Com Radioline fica assim disponível uma solução simples, flexível e robusta. Para além da distribuição dos sinais de até 250 estações com a simples rotação de uma roda serrilhada, isso se consegue graças a uma colocação em funcionamento e expansão e à substituição dos módulos na rede sem fio sem necessidade de software.

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