O documento descreve um sistema de telemetria implantado no Sistema Intermunicipal de Água e Esgoto de Joaçaba (SIMAE) em Santa Catarina. O sistema permite monitorar e controlar remotamente estações elevatórias, reservatórios e outras instalações, melhorando a eficiência operacional e reduzindo perdas de água e energia. Painéis de telemetria padronizados foram instalados em 20 locais e o software supervisiona as comunicações entre a central e unidades remotas.

1. Automação, Telecomando e Telesupervisão de
Elevatórias, Reservatórios e Estações de
Tratamento de Água e Esgoto
Eduardo Grachten - Eng. Eletricista
• Sistemas de Telemetria
• Case do SIMAE de Joaçaba
• Produtos
Desde 1992
Eduardo Grachten

2. O que é Sistema de Telemetria
O sistema de Telemetria é normalmente composto de um CCO (Centro de
Controle e Operação) e Unidades Remotas e permite visualizar e controlar a
operação de estações elevatórias, reservatórios, VRPs, macromedidores,
estações de tratamento de água e esgoto.

3. Arquitetura Típica - Algumas estações funcionam como repetidoras.
TOPOLOGIA
E3
Micro 1
Remota
Ethernet
RS232
CCO
Localizado na ETA
RAP01
UR01
EAT01 NovaUR21
RAP02
UR02
RAP02
Novo
UR22
RAP03
UR03
RAP04
UR04
RAP05
UR05
RAP08
UR08
RAP12
UR12
RAP13
UR13
RAP14
UR14
RAP15
UR15
RAP16
UR16
RAP17
UR17
INTRANET
Simae
E3
Micro 2
CCO Espelho
Localizado na Sede
Ethernet
EAT02
UR32
EAT02 Nova
UR25
EAT03
UR33
EAT04
UR34
EAT05
UR24
EAT08
UR38
EAT09A e B
UR39
EAT10
UR40
EAT12
UR42
EAT13
UR43
EAT14
UR44
EATE04
UR50
EAT 10 de Maio
UR51
EAT18
RS232
UR31
R18
Macromedidor COPERIO
UR23
RAP10 de
Maio
UR11
RAP10
UR10
RAP09A
UR09
EAT17
UR47
EAT15
UR45
ETA - CCO
RAP 3
RAP 8
EAT 8
RAP 9 EAT 9
EAT 3
ETE L
RAP 12
RAP 4
RAP LDC
RAP 14 RAP 15
EAT 15
EEH 4
RAP 2
EAT 14
RAP 13
RAP 1
EAT 1
REL 5
RAP2N
RAP 10
COPERIO
EAT LDC
EAT 2
EAT 12
EAT 17
EAT 13EAT 10
EAT 5
EAT 2N
RAP 16
RAP 17

4. Benefícios de um Sistema de Telemetria
• Garantia do abastecimento;
• Controle de perdas e redução de custos;
• Eficiência na operação;
• Instrumento de gestão e qualidade.

5. Garantia de Abastecimento
Na ausência de informações sobre o o funcionamento das estações elevatórias e
reservatórios, é a população que avisa da interrupção de abastecimento.
Sistemas de Telemetria alertam quase que imediatamente sobre situações anormais de
operação.
Carlos Roma
Chefe da ETA
SIMAE de Joaçaba - SC

6. Controle de Perdas
O sistema de telemetria implantado no SIMAE de
Joaçaba foi de fundamental importância na redução em
20% das perdas que giram em torno de 25% atualmente.
São indicadores de perdas:
• Variações inesperadas de pressão na rede;
• Tendo-se a rede de distribuição de água setorizada, o
sistema permite comparar os valores registrados pelos
macro medidores com os obtidos dos hidrômetros;
• O registro histórico de vazões instantâneas e
acumuladas indicam variações que podem ser devidas a
vazamentos;
• Na análise gráfica dos níveis de enchimento e
esvaziamento de reservatórios, mudanças das curvas
podem indicar rupturas de adutoras.

7. Redução de Custos
A utilização de um sistema de telemetria e a implantação de um programa de controle
de perdas permitem:
• Reduzir o consumo de produtos químicos;
• Reduzir o consumo de energia elétrica devido ao menor de volume de água a ser
tratado e distribuído;
• Reduzir o consumo de energia elétrica pela tarifa horo-sazonal. O SIMAE contabilizou
uma redução de 30% no consumo de energia elétrica;
• Diminuição do desgaste dos equipamentos;
Antes da implantação do sistema de telemetria, a duplicação da ETA para 2002 era
tida como imprescindível. A ETA continua dando conta do abastecimento.

8. Eficiência na Operação
• O sistema permite o controle remoto das estações e o diagnóstico prévio das
situações anormais;
• Os operadores podem equilibrar a distribuição de água habilitando e desabilitando
elevatórias seletivamente quando a produção de água está comprometida;
• Para atravessar o horário de ponta com os reservatórios mais abastecidos, os
bombeamentos são ligados conforme a avaliação do operador.

9. Instrumento de Gestão e Qualidade
• O sistema permite o registro de dados e a geração de relatórios operacionais,
essenciais na implantação de programas de qualidade;
• O planejamento de programas de manutenção preventiva dependem dos dados
fornecidos pelo sistema de telemetria;
Elisabet Sartori – Diretora do SIMAE

10. Telemetria é necessário?
 Desejamos garantir a continuidade de abastecimento?
 Desejamos melhorar o programa de controle de perdas?
 Desejamos melhorar os índices de eficiência hidro energética?
 Desejamos aprimorar a gestão geral do sistema e implantar
programas de qualidade ?
O primeiro passo é a implantação do
sistema de telemetria?

11. Solução Alfacomp de Telemetria
1. Utilização de CLPs nacionais com protocolos
abertos de comunicação.
2. Utilização de software de supervisão nacional
com amplo suporte e cursos regulares de
treinamento.
3. Fabricação de módulos eletrônicos que
complementam e conferem competitividade à
solução Alfacomp de Telemetria.

12. Solução Alfacomp
Utilização de CLPs de fornecimento nacional com protocolos
abertos de comunicação (MODBUS) e cursos regulares para
treinamento sobre o produto. O fonte dos programas são
fornecidos abertos.

13. Solução Alfacomp
Utilização de software de supervisão nacional com amplo
suporte e cursos regulares de treinamento. O software é
fornecido aberto, sem proteções por senha.

14. SISTEMA INTERMUNICIPAL DE ÁGUA E ESGOTO DOS MUNICÍPOS
DE JOAÇABA, HERVAL D’OESTE E LUZERNA - Localizadas no centro-
oeste catarinense, as cidades de Joaçaba, Herval D’oeste e Luzerna totalizam 52.000
habitantes. De topografia acidentada, as cidades se desenvolveram às margens do Rio do
Peixe e têm a economia baseada no comércio e indústria metal-mecânica. Em 1968, as
prefeituras criaram a Autarquia que posteriormente receberia o nome de SIMAE — Sistema
Intermunicipal de Água e Esgoto — para atender os serviços de saneamento dos municípios.
Hoje com 62 funcionários, o SIMAE atende 16.600 economias contabilizando um volume
micromedido de 196.000 m3 de água tratada. Em 1997, o SIMAE iniciou um programa para
redução de perdas que resultou em 20% de diminuição de perdas e 30% de economia de
energia elétrica. A implantação do sistema de telemetria desempenhou papel fundamental na
melhoria do desempenho.

15. Painéis de Telemetria Padronizados - As remotas de reservatório e três
novas elevatórias receberam painéis de telemetria padronizados, totalizando 20 quadros.
O painel de telemetria possui as seguintes especificações básicas:
• CLP dotado de IHM, relógio de tempo real, uma porta serial RS232 e uma RS485;
• Fonte de alimentação com bateria;
• Rádio Modem Spread Spectrum de 1W;
• 8 entradas analógicas 4 a 20mA protegidas contra surtos;
• 11 entradas digitais livres em 24VDC;
• 7 saídas digitais livres a relé;
• Proteção contra surtos na alimentação CA;
• Tomada e lâmpada;
• Chave fim de curso indicadora da painel aberto;
• Indicação de falta de energia CA.

16. Elevatória – As elevatórias de água tratada possuem normalmente dois grupos de
moto bombas. O acionamento dos grupos se dá pelo CCM (centro de controle de motores)
constituido de painel elétrico com inversores, soft-starters ou chaves de partida.
O painel de automação controla o CCM e executa as demais funções associadas, como leitura
de grandezas elétricas e hidráulicas.

17. Reservatórios – As remotas de
reservatório são dotadas de painel de
automação que tem a função de adquirir
grandezas hidraúlicas, tais como nível e vazão
de água, assim como registrar invasão, painel
aberto e falta de energia.

18. Descrição do Sistema - O
sistema de automação funciona em protocolo
mestre-escravo. A centralização de todas as
comunicações se dá no microcomputador do
CCO (Centro de Controle e Operação)
localizado na ETA. A água tratada na ETA é
bombeada para os reservatórios por uma rede
de estações elevatórias. Os níveis e parâmetros
remotos necessários para o funcionamento de
cada estação são lidos e repassados pelo
computador do CCO a cada UR (Unidade
Remota), ou seja, a informação de nível do
reservatório para o qual uma determinada
elevatória recalca água é lida do reservatório e
enviada para a elevatória.
Todas as comunicações partem do CCO, que é
dotado de uma antena omni direcional.
A repetidora principal constitui a unidade
remota do reservatório RAP 012. Também
funcionam como repetidoras as estações
remotas dos reservatórios RAP 003, RAP 004,
RAP 014, RAP 015 e RAP 010 de Maio.

19. Tela das Comunicações – Permite habilitar, desabilitar e monitorar os rádios.

20. Facilidade de Operação - Desenvolvido em Elipse E3, o software
supervisório tem interface de fácil operação e permite a operação tanto a partir do CCO quanto
de outros computadores pertencentes à rede corporativa e até mesmo via Internet, utilizando o
Internet Explorer.
As telas principais possuem
uma janela de fundo preto
localizada na base onde são
apresentadas as mensagens de
alarmes presentes. Quando
uma situação de alarme
acontecer e enquanto ela
estiver ativa ou não
reconhecida, uma mensagem
relativa à este alarme estará
sendo mostrada.

21. Telas de Elevatória - As telas das elevatórias apresentam o reservatório para
o qual a elevatória bombeia a água. O grupo selecionado mostra como está posicionada a
chave que seleciona bombas no quadro da elevatória. No quadro laranja com o nome da
estação são apresentados:
• O indicador de
comunicações na forma
de um rádio com o tempo
em segundos desde a
última comunicação com
a estação;
• Ao lado do rádio está
um display do relógio
interno do clp da estação;
• Indicador de motivo de
parada;
• Indicador de grupo
selecionado pela chave
local;
• Indicadores de tensão e
fator de potência no
QGBT;
• Botão de ajustes e
comandos que permite
bloquear ou liberar o
funcionamento
automático e acessar a
janela de parâmetros
ajustáveis.

22. Telas de Reservatório - As telas mostram nível de água, set-points de liga
e desliga da elevatória associada, medidores de vazão de água e alarmes de porta aberta e
invasão da estação.

23. Tela dos Reservatórios – Permite visualizar todos os reservatórios da
cidade.

24. Relatórios na Forma de Tabelas

25. Visualização Gráfica das LeiturasMáximo da escala
Mínimo da escala
Gráfico

26. Registro de Alarmes

27. Registro de Eventos

28. Produtos Alfacomp
Rádio Modem 900 MHz
Seccionador e protetor
Fonte com bateria Antena omniPainéis de telemetria
A fabricação de módulos eletrônicos complementam e conferem competitividade à
solução Alfacomp de Telemetria.

29. Rádios Modem – Algumas Faixas de Operação e Padrões Típicos
UHF de 406 a 430 MHz Faixa canalizada. Cada estação deve ser licenciada na Anatel.
Potências de até 5W. Alcance de 50 km. Velocidades seriais de
1200 a 19.200 bps.
UHF de 902 a 928 MHz Apenas equipamentos Spread Spectrum podem operar nesta faixa.
As estações não necessitam licença. Potência máxima de 1W.
Alcance de 30 km. Velocidades seriais de 1200 a 115.200 bps
Celular CDMA, GPRS, 3G. Alcance das ERBs.
ZigBee WPANs. 2.4 GHz é o mais utilizado. Velocidades seriais até 125
kbs. Dispensa licença na Anatel. Alcance de até 1600 metros com
antenas, 100 m dentro de prédios. Potência máxima de 100 mW.
IEEE 802.15.4. Interliga sensores e equipamentos de controle. Até
254 elementos por rede. Redes Mesh. ZigBee Alliance.
Bluetooth WPANs. Velocidade original de 1Mbps. IEEE 802.15.3. Interliga
PCs, celulares e periféricos, Até 8 elementos por rede.
Wi-Fi Ethernet wireless. Padrão IEEE 802.11. Wi-Fi Alliance.

30. Solução Alfacomp em 400 MHz – Rádio SD225U1 e Modem 2050
Transceptor desenvolvido para comunicação
de dados na faixa de 400 a 440 MHz quando
conectado à modem externo .
•Potência: 5W
•Freqüências programáveis
•16 canais selecionáveis por microchave
•Alimentação: 12 Vcc
Modem padrão Bell 202 projetado para operar
em conjunto com rádios como o SD225U1, é
ideal para comunicações utilizando o protocolo
Modbus.
•Alimentação: 12V
•Velocidade serial: 1200 bps
•Interface RS232 e RS485

31. Solução de alto desempenho e baixo custo para comunicação wireless utilizando
tecnologia Spread Spectrum na faixa dos 900 MHz.
• Potência de saída: 1000mW
• Alcance: até 32 km com visada
• Baud rate serial: 1200 a 115.2 Kbps
• Baud rate de RF: 76.8 kbps
• Sensibilidade do receptor: -110 dBm típico
• Software de configuração Baseado em Windows
• Faixa de operação: 915-928 MHz
• Tecnologia: Frequency Hopping Spread Spectrum
• Topologia de rede Ponto a ponto e ponto-multiponto
• Número de canais: 50
• Conexão RF: SMA fêmea serial
• Conexão RS232: RJ12 macho serial
• Conexão RS485: Borne destacável modelo STL(Z)
• Alimentação: 10 a 30 VCC
• Consumo em 24V: 400 mA transmitindo e 25 mA recebendo
• Temperatura de operação: -40° a +80°C
• Umidade: 10% a 90% (não condensante)
• Dimensões: Altura 80 x Largura 25 x Profundidade 98 mm
Solução Alfacomp em 900 MHz – Rádio Modem RM2060

32. Solução Alfacomp em 2.4 GHz – Rádio Modem RM2070 - ZigBee
•Opera na faixa ISM 2.4 GHz;
•Compatível com o protocolo ZigBee e o padrão IEEE
802.15.4;
•Alcance de 100 metros em ambiente fechado e 1.600
metros com antenas direcionais;
•Excelente relação custo-benefício;
•Baixo consumo de energia;
•Baixo tempo de latência (15ms entre o rádio energizar e
passar a comunicar);
•Alimentação de 10 a 30V;
•Interfaces seriais RS232 e RS485 simultâneas;
•Velocidade serial de 1200 a 115.200 bps;
•Velocidade de dados em RF de 250 kbps;
•Sensibilidade de -100 dBm;
•Comunicação ponto a ponto, ponto multiponto, peer-to-peer
e redes Mesh;
•DSSS – Direct Sequence Spread Spectrum (Espalhamento
Espectral por Saltos de Freqüência em Seqüência Direta);
•Configuração on-line através de comandos AT;
•Potência ajustável.

33. Solução Alfacomp em GSM/GPRS – Marthe GPRS A820
• Funcionamento em modo transparente Serial - GSM/GPRS
• Pode ser customizado para diversas aplicações
• Compatível com qualquer operadora celular GSM
• Interface de rede: GSM/GPRS: Quad Band
• Interface serial: RS232
• Configuração: Através de comando serial ou SMS
• Armazenamento: Memória E2PROM de 64 kbytes
• Protocolos disponíveis: IP Versão 4, TCP, UDP
• Buffer de Recepção Serial de até 1000 bytes
• Suporta duas conexões TCP

34. KIT RPE1 – Rádio em ponto elevado
KIT RPE1 foi concebido para permitir a instalação do rádio RM2060 próximo à
antena.
Com esta solução, as perdas no cabo de RF são minimizadas e podemos instalar o
rádio afastado do clp e interligado por cabo de rede CAT5.
A alimentação do rádio e a comunicação em RS485 são transportadas pelo cabo
em distâncias de até 1200 metros.
O gabinete utilizado tem IP67 e pode ficar ao tempo.

35. Painéis de Telemetria Série PT5400
Os painéis são baseados no clp FBS-14MATJ de marca ALTUS.
Os equipamentos destinam-se ao uso em instalações de saneamento tais
como elevatórias de água e esgoto, pontos de macromedição e
reservatórios.
Cada modelo de painel foi projetado para uma aplicação específica e
possui características dedicadas.
MODEL0 APLICAÇÃO
EntradasAnalógicas
SaídasAnalógicas
EntradasDigitais
SaídasDigitais
PT5401 Transmissor do sinal de um relé de nível de reservatório. 1
PT5402
Transmissor do sinal de um relé de nível de reservatório (rádio em ponto
elevado).
1
PT5403 Comando de elevatória. Recebe o sinal de um PT5401 ou PT5402. 1
PT5404 Comando de elevatória. Recebe o sinal de um PT5401 ou PT5402 (rádio em
ponto elevado)
1
PT5410 Monitoração de reservatório e comando de elevatória. 8 6 3
PT5411 Monitoração de reservatório e comando de elevatória (rádio em ponto
elevado).
8 6 3
PT5420 Comando de booster. 8 1 5 3
PT5421 Comando de booster (rádio em ponto elevado). 8 1 5 3

36. Painéis de Telemetria Série PT5400
PT5401 - Transmissor do sinal de um
relé de nível.
PT5403 - Recebe o sinal de um relé de
nível e comanda uma bomba.

37. PT5410 – Monitoração de reservatório, comando de elevatória, ponto
de macro medição.
• 8 entradas analógicas
• 5 entradas digital
• 3 saídas digital

38. Painel de Telemetria PT5430
Remota de poste – Medição de nível, vazão e pressão. Comunicação GSM/GPRS. 8 EAN, 5
ED.

39. Painel de Telemetria PT5431
Remota de poste com alimentação por célula solar – Medição de nível, vazão e pressão.
Comunicação GSM/GPRS. 8 EAN, 5 ED.

40. Painel de Telemetria PT5205 - CCO
O painel abriga uma fonte de alimentação e um conversor serial
RS232/RS485. Interliga o microcomputador a um rádio modem.
Normalmente, o rádio modem estará instalado próximo à antena,
utilizando-se o KIT RPE, e será alimentado pela fonte de
alimentação do painel PT5205.

41. PróximoAnterior
Painel de Telemetria PT5501 - Baseada no clp DUO350, o PT5501 alia
desempenho e economia de espaço. Os quadros apresentam alto índice de integração,
modularidade, facilidade de manutenção e clp de mercado com protocolo MODBUS RTU
mestre e escravo, resultando em montagens de alto desempenho e baixo custo.
MODEL0 APLICAÇÃO CLP Dimensões (cm)
Entradas
Analógicas
Saídas
Analógicas
Entradas
Digitais
Saídas
Digitais
PT5501 Elevatórias e reservatórios DU350 48 x 38 x 22 8 1 15 8
PT5502 Elevatórias e reservatórios - rádio em ponto elevado DU350 48 x 38 x 22 8 1 15 8

42. Fonte de Alimentação com Bateria 2061 - Módulo de alimentação
chaveado desenvolvida para alimentar um CLP e um rádio modem. Dotado de
bateria interna de 12V/7Ah, fornece em suas saídas as tensões de 24V para o CLP e
12V para o rádio. Enquanto a alimentação está presente na entrada CA, o módulo
mantém a carga na bateria. Quando acontece a interrupção da energia da rede, a
bateria sustenta o fornecimento nas saídas de 24V e 12V.
www.alfacomp.ind.br
A l fa co p
Entrada 95V a 250V CA
Saída 12V/1,5A
Saída 24V/2A
Saída indicadora de rede presente
Bateria interna de 7Ah
Entrada e saídas protegidas
+
-
Rádio
+
-
CLP
ED
FASE
REARME
NEUTRO
TERRA

43. SW3300 – Seccionador e Protetor com Tomada
O módulo integra as seguintes funções:
•Seccionamento
•Proteção contra sobre corrente por meio de fusíveis
•Proteção contra sobre tensões por meio de varistores
•Tomada bipolar com terra
•Sinalização luminosa de energização

44. SW3301 – Iluminador de Painel e Indicador de Porta Aberta
De dimensões compactas, o SW3301 pode ser alimentado por 24VCC, 110VCA ou
220VCA. A chave fim de curso é do tipo NF. Quando a porta do painel é aberta, a
chave é liberada, acionando a iluminação e acionando o relé que fecha o contato NA
do conector. O contato NA pode ser ligado à uma entrada digital de clp, alarmando
que a porta esta aberta.

45. IA2820 – Conversor Multiplexado – 8 entradas Analógicas
A interface analógica IA2820 possui a
capacidade de converter até 8 sinais analógicos
de corrente de 4 a 20mA gerando uma saída em
pulsos, de freqüência proporcional a entrada
selecionada. Destina-se às configurações de clp
que possuem entrada de contagem rápida,
viabilizando aquisição de até 8 sinais analógicos
por módulo IA2820. Para cada entrada
analógica, o módulo é dotado de conexão
destacável para: 24V, Sinal e GND. Cada
entrada é protegida por fusível rearmável e
diodo Transorb.

46. IA2801 – Conversor Pulsos / Saída Analógica
O módulo ALFACOMP IA2801 consiste em uma
solução de alto desempenho e baixo custo para
conversão de pulsos de uma saída digital de clp
para sinal analógico de tensão e corrente. De
formato adequado para montagem em painéis
elétricos de automação industrial, é alojado em
gabinete metálico para encaixe em trilho DIN.
ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS
Tensão de Alimentação +24Vcc
Consumo de energia 100 mA max
Entrada Trem de pulsos (1 a 255 pulsos com amplitude de
24Vpp)
Saída Tensão: 0 a 10V - 50mA máx
Resistência de carga: >200Ω .
Corrente: 4 a 20mA
Resistência de carga: <500Ω.

47. ID2908 – Isolador a Relé para 8 Saídas Digitais de 24V
As bobinas dos relés possuem uma ligação em
comum no borne 0V. O módulo possui 8 saídas
independentes e isoladas; S0 até S7. Ocupando
apenas 23 mm no trilho DIN, o módulo funciona
como borneira, simplificando a montagem de
quadros de comando e economizando espaço.8
LEDs indicam o estado dos relés. As conexões são
por bornes destacáveis, facilitando a troca rápida de
módulos.

48. CS485V – Conversor Serial RS232 / RS485
Solução de alto desempenho e baixo custo para
conversão do padrão serial RS232 em RS485.
De formato adequado para montagem em
painéis elétricos de automação industrial, é
alojado em gabinete metálico para encaixe em
trilho DIN e pode ser alimentado por tensão CC
de 10 a 30V. O conversor suporta taxas de
comunicação de 1200 a 57600 bps sem
necessidade de ajustes. O padrão RS485
permite a comunicação de até 32 dispositivos
em distâncias de até 1200 metros.

49. MUITO OBRIGADO A TODOS
ALFACOMP AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL LTDA.
Rua Visconde do Herval, 1309/202 – Azenha – Porto Alegre
Fone: +55 51 3029-7161
e-mail: alfacomp@alfacomp.ind.br
www.alfacomp.ind.br