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[notification type=”alert-info” close=”false” ]Este projeto faz parte do programa INOVAFIT 2019 e conta com o apoio da Fundação Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e Tecnológico.[/notification]

O produto em desenvolvido é um sistema de monitoramento de água baseado em internet das coisas, este sistema recebe, armazena e analisa dados de telemetria originados de equipamentos de medição instalados nas bacias do estado do Ceará e do Nordeste. Além das funcionalidades acima o sistema deverá ser capaz de gerenciar centenas e até milhares de dispositivos de forma centralizada.

A Nova Tecnologia busca através da pesquisa junto a universidades e centros de pesquisa cearense encontrar a melhor forma de construir um sistema de monitoramento de água que possam ser ao mesmo tempo adequadas à gestão de dos recursos hídricos da região e ser também economicamente viável. A principal ideia do sistema proposto é baratear a informação para que seja possível a utilização de uma grande quantidade de dados para o gerenciamento de recursos hídricos utilizando ciência de dados, inteligência artificial, Big Data, internet das coisas e computação na nuvem.

Ao final do projeto esperamos que a Nova tecnologia tenha desenvolvido um sistema que integra diversas tecnologias, e que durante o processo tenha ampliado suas atividades de pesquisa e desenvolvimento de equipamentos eletrônicos e desenvolvimento de software. Espera-se ainda que o produto desenvolvido deste projeto possa ser produzido com inteira confiança do seu funcionamento, acessível a grandes e pequenos consumidores de água e colabore com o uso sustentável dos recursos naturais do Ceará e Nordeste.

CARACTERÍSTICAS

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Introdução

A NOVA Tecnologia desenvolve seu primeiro projeto de infraestrutura urbana, junto a outras empresas e órgãos públicos construiu e instalou os sistemas de automação, circuito fechado de TV, infraestrutura de Wi-Fi publica, sonorização das estações e de vinculação de mídia das estações do BRT da Av. Aguanambi em Fortaleza no Ceará.  O novo equipamento possui quatro faixas, serviços de drenagem, ampliação do canal, seis estações de ônibus, além de obras de urbanização. A Empresa de Transporte Urbano de Fortaleza (Etufor) passa a operar 25 linhas , beneficiando cerca de 82 mil passageiros. 50% do tempo de viagem dos coletivos.

Foram escopo da NOVA Tecnologia a implantação dos seguintes sistemas: 

• Sistema de supervisão e controle;
• Sistema de circuito fechado de TV;
• Sistema de sonorização;
• Sistema de vinculação de mídias digitais;
• Sistema de internet publica, e
• Centro de Controle Operacional,

Fornecimento

Segue abaixo a lista do escopo de fornecimento e dos serviços executados pela NOVA Tecnologia para a implantação da obra. Logo abaixo há uma sucinta descrição dos sistemas implantados.

Produtos

• Software e Hardware necessário para o sistema de automação, incluindo quadros controladores, sensores, atuadores, software de supervisão;
• Software e Hardware necessário para o sistema de CFTV, incluindo câmeras, servidores, Switches e etc;
• Hardware necessário para o sistema de Som;
• Hardware necessário para o sistema de Mídias;
• Hardware necessário para o sistema de Wi-Fi;
• Infraestrutura de instalação elétrica e logica;

Serviços

• Projetos logico e executivo de todos sistemas;
• Testes de simulação de fabrica dos quadros, etc;
• Revisão das interfaces com o cliente final, principalmente fibra ótica;
• Complementação necessária as instalações para adaptação do seu sistema;
• Acompanhamento de obras civis necessárias;
• Instalação do sistema;
• Testes, ajustes e calibração em campo;
• Supervisão e partida assistida;
• Treinamento em operação e manutenção do sistema;
• Fornecimento de ferramenta, equipamentos de testes e sobressalentes;
• Manuais de configuração, operação e manutenção;
• Desenho as-built, pós operação assistida.

Sistema de Supervisão e controle

O sistema de automação será desenvolvido visando a diminuição de custos de produção, precisão das operações, segurança operacional, entre outros. Em cada estação será instalado um quadro de automação que compõem este sistema, estes quadros funcionam com a tensão da concessionária (220Vca 60Hz) e possuem um sistema de proteção contra surtos elétricos, como disjuntores, protetores de surto e etc. O sistema possui uma proteção contra falta de energia, garantindo que as estações funcionam mesmo em caso de falta de energia, esta proteção é composta por Nobreaks e baterias. Serão utilizados controladores (CLP’s) do tipo industrial, com capacidade de expansão de hardware e software e interfaces de comunicação ethernet. Este equipamento junto a outros acessórios presente no quadro será o responsável por obter informações locais e controlar o acionamento da iluminação e de outros equipamentos, presentes na estação.

Sistema Circuito Fechado de TV – CFTV

Foram instaladas câmeras externas e internas a estação será do tipo IP com alimentação PoE, iluminação noturna com infravermelho, alcance de 30 metros e FULL HD. As estações menores contarão com três câmeras externas e duas internas enquanto que as estações maiores poderão contar com até cinco externas e quatro internas. Cada estação do BRT possui câmeras do tipo IP instaladas monitorando a entrada dos usuários da estação. As estações terão câmeras instaladas nas entradas da estação e nas chegadas dos ônibus. 
Estas câmeras serão interligadas ao switch da estação por meio de cabos de rede UTP e já possuem sistema de alimentação do tipo PoE não sendo necessário cabeamento de força. Todas as câmeras possuem no mínimo 3 megapixels de resolução e visão noturna. O software de monitoramento e gravação foi integrado ao sistema legado do cliente final. O software permitirá a gravação por vários modos de programação, criação de mosaicos de visualização e pesquisa de imagens monitoradas.

Sistema de Sonorização

O sistema de sonorização é composto por um Thin-Client (Mini PC), amplificador e sonofletores; nas estações menores foram instalados 4 sonofletores e nas duas estações maiores serão instalados até 10. O controle sonoro das estacoes serão realizados pelo centro de controle de operações por meio de um software de acesso remoto, este software não faz parte do escopo deste projeto.  Os sonofletores foram instalados utilizando cabeamento paralelo para sistema de sonorização, estes devem estar ligados a um amplificador. Este amplificador é interligado ao Thin-Client (Mini PC) que possui um software do tipo player de áudio que é controlado remotamente pela rede. Este mini PC é interligado ao switch da estacao por meio de cabo UTP.

Sistema de vinculação de mídias digitais

O sistema de vinculação de mídias informa aos usuários do transporte coletivo quaisquer tipo de informação por meio de sistema composto por um Thin-Client (Mini PC), e um conjunto de dois monitores profissionais do tipo LED interligados ao Mini-PC. Os monitores serão instalados dentro de um invólucro antivandalismo feito de fibra e película anti-impacto. O software utilizado para a transmissão das informações e a mídia disponibilizada por esse meio não são parte do escopo deste projeto.

Sistema de internet publica

Existem, nas estações, rádios de pontos de acesso a rede sem fio, o gerenciamento do ponto de acesso e a internet distribuída nestes pontos de acesso não fazem parte do escopo deste projeto. Será instalado nas estações menores um ponto de acesso e nas estações maiores serão instalados dois pontos de acesso.

Centro de Controle

No centro de controle de operações funciona um software de supervisão, controle e aquisição de dados. Este software foi desenvolvido de forma que o usuário final do sistema possa verificar o estado das estações, o estado da iluminação da estação, presença de energia nas estações, sinais de aberturas do quadro, entre outros que podem ser monitorados pelo software. É por meio do software que o operador poderá também programar o horário de funcionamento e acionamento da iluminação e energia dos equipamentos. O software possui também uma base de dados histórica que armazenará dados e alarmes gerados em cada estação como falta de energia, eventos de operação entre outros. Todos esses eventos e alarmes poderão ser extraídos em formato de relatório (PDF ou planilha eletrônica) ou mesmo integrados em outros sistemas da contratante.

Foi fornecido e instalado no centro de controle de operações um sistema de gerenciamento de imagens que contempla servidores do tipo rack, nobreaks, software de gerenciamento e armazenamento de imagens e vídeo wall de quatro monitores de 46 polegadas. O software de gerenciamento de imagens é totalmente compatível com o atual sistema legado e é composto pelo sistema principal e/ou pelo pack de câmeras adicionais.

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A Companhia de gerenciamento e recursos hídricos do Ceara – COGERH monitora a qualidade de água de vários reservatórios no estado. Entretanto alguns reservatórios estão situados em locais de difícil acesso e que muitas vezes não possuem recursos como energia elétrica e sistemas de comunicação.

Estes problemas são especialmente presentes no Açude Acarape do meio situado em Redenção – CE. No açude Acarape devido a qualidade de energia presente no local e as devidas quedas da mesma foi observado que as sondas multiparamétricas de qualidade de água apresentavam continuamente defeitos de todo tipo.

Devido ao cenário apresentado a Nova Tecnologia junto a COGERH elaboraram um projeto para que o sistema de medição de qualidade de água do Acarape recebesse os equipamentos necessário para funcionar sem a necessidade de energia e se comunicando com o Centro de controle operacional em Fortaleza-CE.

Materiais e Métodos

Conforme mencionado foi desenvolvido um projeto de telemetria da qualidade de água. A COGERH já contava com uma estação local na qual há muito tempo funcionava como uma estação para controle da vazão do açude , composta por um quadro que continha um controlador lógico programável.

A solução proposta era utilizar um painel solar em conjunto com esta estacão já existente, o sensor de qualidade de água e um radio modem para comunicação. Foi então utilizado os seguintes materiais:

Hardwares

• Painel solar;
• CLP Siemens S7-1214 DC\DC\DC;
• Sonda multiparamétrica de qualidade de água YSI – 6600-V2, e
• Radio modem Marthe A800.

Softwares

• Portal TIA V13;
• Software de configuração Marthe, e
• Elipse E3,

Solução

Foi implantado um sistema que monitora vários parâmetros de qualidade de água e envia estes parâmetros para um software de supervisão SCADA (Elipse E3).

Dos dados sao medidos pela sonda de qualidade e lidos pelo controlador S7-1214 por meio de um canal serial de leitura (RS-485). Este controlador por sua vez trata os dados brutos vindos da sonda e encapsula em pacote Modbus. O pacote é enviado (também por um canal RS-485) para o radio modem.

O radio modem encapsula o pacote Modbus em ModbusTCP e, por meio de rede de telefonia 3G envia  para um servidor onde os parâmetros de qualidade de água são processados e persistindo em um banco de dados para futura visualização e gerenciamento destes.

Todo este sistema é energizado por um painel solar, que alimenta um conjunto de baterias que podem sustentar o sistema por ate três dias em caso de mal funcionamento dos painéis solares.

Benefícios alcançados

Inicialmente o sistema de medição de qualidade de água funciona interruptamente, sem mais oscilações na rede elétrica ou mesmo quedas de energia. Alem de alguns benefícios listados a seguir:

1. Facilidade no acesso aos dados;
2. Confiabilidade das mediçoes;
3. Economia de com manutenções;
4. Economia de energia;
5. Economia com viagens e,
6. Integração com sistemas de informação da sede.

Conclusão

Este projeto é altamente escalável e pode ser utilizado em situações semelhante. Agregando simplicidade e uma duzia de habilidades técnicas, das quais cabe destacar algumas:

• Simulações de incidência solar;
• Analise de sombreamento;
• Verificação de radiação solar;
• Desenvolvimento de software para Controlador lógico programável;
• Desenvolvimento de software SCADA;
• Instalação de infraestruturas, e
• Instalação de painel solares, controladores de carga e bateria;

A NOVA Tecnologia alem de desenvolver soluções padrões para a o gerenciamento de recursos hídricos, vem também desenvolvendo sistemas analíticos de telemetria, Internet das Coisas e sistemas de virtualização de soluções SCADA. Confira outros projetos da nova Tecnologia e entre em contato.

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