Ligação sem fios fiável de estações de abastecimento de água à central de controlo

Resumo

Reservatório elevado de Ober-Mörlen  

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

  • O município de Ober-Mörlen na fronteira do distrito de Hochtaunuskreis abastece os utentes principalmente a partir de aquíferos subterrâneos próprios.
  • O controlo das subestações é realizado maioritariamente através de uma rede de controlo remoto cujos cabos ficaram danificados ao longo dos anos.
  • Por esse motivo, o sistema sem fios Radioline liga agora fiavelmente as estruturas exteriores distantes ao sistema de controlo.
  • O percurso hertziano funciona de forma estável desde o primeiro dia, de forma a que o integrador de sistemas também possa aplicar o Radioline noutros projetos.

Perfil do cliente

Um olhar sobre o município de Ober-Mörlen  

O município de Ober-Mörlen faz fronteira com o Hochtaunuskreis

O município de Ober-Mörlen a cerca de 35 km a norte de Frankfurt/Main abastece aproximadamente 5800 habitantes geralmente a partir de aquíferos subterrâneos próprios.

A rede de alimentação abrange cerca de 60 quilómetros e está concebida para um volume de abastecimento anual de 250.000 metros cúbicos.

Aplicação

Vista geral da rede sem fios  

A rede sem fios é composta por dois reservatórios elevados e três sistemas de poços profundos

No passado, os poços, reservatórios elevados e estações de elevação estavam ligados à sala de comando na câmara municipal através de cabos fixos, a partir de onde são monitorizados. Ao longo dos anos, os cabos fixos danificados foram sucessivamente substituídos por modems GSM/GPRS.

No entanto, se houver uma falha na rede móvel, todas as estações ficam inacessíveis. Nestes casos, o abastecimento de água seria interrompido, uma vez que os controladores dos reservatórios elevados deixariam de conseguir controlar autonomamente as bombas dos poços profundos. Foi este o motivo que levou o município a construir uma rede sem fios paralela que funciona independentemente da operadora de telecomunicações.

A decisão resulta do facto de que as possibilidades de ligação de subestações são limitadas. A reparação ou instalação de novos cabos subterrâneos não é exequível por motivos relacionados com o orçamento disponível, pois implica, de modo geral, custos de 100 Euros por metro. Por esse motivo, as diversas estruturas exteriores deverão ser ligadas aos respetivos reservatórios elevados através de uma ligação sem fios.

Solução

Módulos Radioline no quadro de distribuição  

Para o estabelecimento da rede sem fios são utilizados dispositivos de 2,4 GHz e 868 MHz

Em primeiro lugar, a equipa de tecnologia sem fios da Phoenix Contact realizou uma transmissão sem fios no computador do escritório. Isto permitiu obter uma primeira impressão acerca da exequibilidade de um percurso hertziano. Em seguida, o funcionamento fiável dos percursos hertzianos considerados críticos foi comprovado através de um teste no local. Para a ligação de dois poços profundos aos reservatórios elevados nas proximidades, o município utiliza módulos de 2,4 GHz. Com uma linha de visão sem obstáculos, a distância da ligação entre as estações é 700 metros. Além disso, existe outra rede sem fios composta por dispositivos de 868 MHz, uma vez que existem vários obstáculos entre as estações exteriores, que penetra melhor numa gama de frequência mais baixa. Isto permite, assim, a ligação direta aos outros reservatórios elevados de um terceiro poço profundo que se encontra a aproximadamente 700 metros de distância e atrás de uma colina.

Não foi possível ligar diretamente ao reservatório elevado uma estação elevatória a mais de 2,7 quilómetros de distância, uma vez que a diferença de altura entre ambas as estações é de aproximadamente 100 metros. Além disso, a atenuação provocada pela colina e as árvores é demasiado elevada até mesmo para os módulos de 868 MHz. Por esse motivo, uma estação de transmissão no cimo da colina é utilizada como repetidor. Esta permite estabelecer uma excelente ligação sem fios ao reservatório elevado e à estação elevatória.

Os componentes sem fios transmitem os sinais maioritariamente digitais das subestações para os controladores dos reservatórios elevados que os processam. Entre outros, são captados e analisados dados de falha e de alarme, bem como caudais e níveis de enchimento. Estas informações permitem, caso necessário, ativar as bombas de abastecimento de água e assim encher os reservatórios elevados. O computador da sala de comando acede aos controladores dos reservatórios elevados através de modems GSM/GPRS e indica o respetivo estado de funcionamento. Além disso, regista os caudais de entrada e saída e também analisa estatisticamente o abastecimento de água. Se ocorrer uma falha nas subestações, o sistema informa o serviço de permanência.

Resultado

Equipa de projeto para implementação da solução sem fios  

Steffen Rehde, Karlheinz König e Thomas Pfeiffer (da esq. p/ dir.) ficaram impressionados com o sistema sem fios Radioline

"Graças às experiências positivas com o sistema Radioline e ao excelente serviço, no futuro iremos utilizar com mais frequência sistemas sem fios da Phoenix Contact", resume Thomas Pfeiffer, gerente da Pfeiffer Electronic GmbH, responsável pela automação.

Karlheinz König, o atual responsável pelos serviços de abastecimento de água no município de Ober-Mörlen, acrescenta: "Os percursos hertzianos funcionam de forma estável e não houve nenhuma falha desde o primeiro dia". Radioline revela-se, assim, uma solução simples, flexível e robusta. Isto deve-se não só à distribuição dos sinais de até 250 estações através de roda de ajuste e à colocação em funcionamento, expansão e substituição de módulos na rede sem fios sem necessidade de software.

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