SUPERVIS

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SUPERVISÃO E CONTROLE OPERACIONAL DE SISTEMAS

• Prof. André Laurindo Maitelli
• DCA-UFRN

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TELEMETRIA
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Telemetria

• Usados em sistemas geograficamente distribuídos
• Um sistema de telemetria usualmente consiste de
  várias estações de satélites interligadas a uma
  estação central.

Telemetria é a transmissão da informação de
medição para locais remotos por meios de fios,
ondas de rádio, linhas telefônicas ou outros
meios.
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Aplicações

• Complexos petroquímicos
• Distribuição de energia
• Água ou gás em cidades
• Armazenamento de óleo ou gás em regiões
  produtoras.

Sistema de Telemetria
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Canais de Comunicação

• A escolha do canal de comunicação depende da
  aplicação, dos custos envolvidos, da velocidade
  de comunicação requerida, da freqüência, de
  acesso às Unidades Terminais Remotas (RTUs) e
  dos serviços de comunicação disponíveis no local.

Cabos

• Podem ser do tipo par trançado, coaxiais,
  telefônicos, fibra ótica, etc.
• A escolha depende de muitos fatores
• O tipo de aplicação
• O local por onde o cabo passará
• A sua resistência (afeta a atenuação do sinal)
• A capacitância (afeta a freqüência de corte e a
  taxa de transferência de dados)
• Conexões e terminações (afetam o custo e tempo de
  instalação e a atenuação de sinal).
• Problemas Interferência e Ruídos

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Ruído

• É um sinal aleatório indesejável que corrompe o
  sinal original
• Pode ser interno (térmico, imperfeições no
  circuito), ou externo (interferência
  eletrostática, eletromagnética, rádio freqüência,
  etc)
• Uma medida de desempenho de um sistema de
  comunicação é dada pela relação sinal ruído (SNR).

SNR 20 log(sinal/ruído) dB
Valor aceitável 60 dB (S/R103)
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Comunicação de dados

• Em comunicações de dados, a medida mais
  importante de desempenho do sistema de
  comunicação é a razão de erro e bits (BER) que é
  a relação entre o número de bits recebidos com
  erro e o número de bits recebidos (10-4 é
  aceitável em sistemas industriais)
• Relação entre SNR e BER

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Fontes de Ruídos

• As principais fontes de ruído são acoplamento
  eletrostático (capacitivo), magnético (indutivo)
  e resistivo.

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Fontes de Ruídos
Acoplamento Eletrostático
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Fontes de Ruídos

• Redução do efeito através do uso de protetor para
  redução do ruído eletrostático

Acoplamento Eletrostático
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Fontes de Ruídos
Acoplamento magnético
VLK.?.I.Área
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Fontes de Ruídos

• Uso de condutores trançados para reduzir o efeito
  do acoplamento magnético

Acoplamento magnético
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Fontes de Ruídos
Acoplamento de impedâncias

• Soluções
• Fio de baixa resistência
• Cabos de retorno separados.

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Características gerais de cabos
R ? Vqueda R.I é o maior problema para sinais
DC (freqüências baixas). L,C ? efeitos
significativos quando a freqüência cresce.
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Par trançado

• São dois fios de cobre ou alumínio revestido de
  plástico isolante. Impedância caract. 140O
• Valores típicos de atenuação do par trançado
• 3,4 dB/Km 100KHz
• 14 dB/Km 1MHz
• 39 dB/Km 10MHz
• São a solução mais econômica para transmissão de
  dados e permitem taxas de transmissão maiores que
  1Mbps em links de 300m

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Cabo Coaxial

• Impedância característica 50 e 75O
• Atenuação 8dB/100m 100MHz
• 25dB/100m 1GHz

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Fibra Ótica

• Permitem taxas de transmissão de Gbps
• São projetadas para a transmissão de dados
  digitais
• Geralmente são mais baratos que cabos coaxiais
  (quando comparada a capacidade de dados por custo
  unitário)
• Princípio refração

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Fibra Ótica

• A fibra ótica atua como um condutor para pulsos
  de luz gerados por uma fonte de luz, tipicamente
  um diodo de injeção lazer ou LED operando a
  comprimentos de onda de 0.85, 1.2, ou 1.5 µm
  (micrômetro)

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Linhas telefônicas

• É a conexão mais comum usada em telemetria em um
  sistema SCADA
• Para este tipo de conexão o sistema de telemetria
  deve trabalhar em exception reporting em que a
  RTU automaticamente disca para a estação mestre,
  quando ocorre um alarme ou existe uma mudança de
  status na RTU. Outra forma é a conexão em um
  tempo pré-determinado da mestre para a escrava
  (polling).
• O uso de uma linha telefônica padrão é limitado a
  aplicações não-críticas, por problemas de linha
  ocupada e atrasos entre a ocorrência do evento e
  a transferência da informação entre mestre e
  escravo.

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Linhas telefônicas

• Vantagens
• Fácil acesso à linha telefônicas em localizações
  urbanas e rurais
• Instalação fácil e rápida
• Disponibilidade de modems de conexão
• Baixo custo de instalação inicial.

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Linhas telefônicas

• A central telefônica supre cada linha com 50 V
• A linha fechará na direção do telefone para a
  central e foca na direção da central para o
  telefone
• A central enviará pulsos para o assinante e fará
  com que o telefone toque.
• Quando telefone é levantado e a linha é fechada,
  a central pára de emitir pulsos de toque e
  conecta o circuito de voz (duas formas).
• Pulsos DC
• DTMF (Dual Tone Multifrequency)

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Linhas telefônicas

• Pulsos DC.

• DTMF.

Matriz 3x4 de tons de freqüência de áudio.
Cada pulso tem 1/10segundos.
A central enviará dois tons para cada dígito
discado
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Linhas telefônicas

• Uma linha telefônica chaveada padrão é um
  circuito de dois fios a 600O. A linha permite
  comunicações full-duplex (os sinais podem fluir
  em ambas as direções ao mesmo tempo) sobre os
  dois fios.

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Linhas dedicadas

• Neste tipo de ligação uma linha liga
  permanentemente dois pontos. O link é dedicado a
  somente um usuário e não é chaveado através de
  equipamento de chaveamento e nenhum outro
  assinante tem acesso ao link.

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Serviços de dados Analógicos

• DATEL é um termo internacional para transmissão
  de dados sobre linhas analógicas. O serviço pode
  ser provido sobre linhas dedicadas ou chaveadas e
  inclui um modem em cada terminal.
• O serviço é classificado de acordo com
• Tipo de linha (chaveada ou dedicada)
• Velocidade de operação
• Operação ponto-a-ponto ou ponto-multiponto.

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Ponto-a-ponto
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Ponto-multiponto

• Desvantagens
• Se o link falha, a comunicação como todas as
  RTUs é interrompida
• Taxas de transmissão menores que ponto-a-ponto.
• Vantagem
• Menor custo que o ponto-a-ponto.

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Multiponto digital

• Se as RTUs estão próximas entre si, é possível
  ligá-las através de uma conexão multiponto
  simples usando uma conexão RS-232.

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Transmissão por Radio Freqüência

• É muito usada em telemetria civil e militar
• A transmissão de RF começa em 3 Hz (chamada de
  VLF muito baixa freqüência) até 300 GHz
  (chamada de EHF extremamente alta freqüência),
  havendo bandas intermediárias de baixa freqüência
  (LF), média freqüência (MF), alta freqüência
  (HF), muito alta freqüência (VHF), ultra alta
  freqüência (UHF) e super alta freqüência (SHF).

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Transmissão por Radio Freqüência

• A transmissão do sinal é por meio de propagação
  de linha de visão, difração de onda na superfície
  ou na terra, reflexão ionosférica ou espalhamento
  para frente
• A transmissão de telemetria ou sinais de dados é
  usualmente feita por modulação de amplitude (AM),
  freqüência (FM) ou fase (PM) de alguma onde de RF
  portadora

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Transmissão por Radio Freqüência

• A alocação de bandas de freqüência é feita por
  acordo internacional da União Internacional de
  Telecomunicação, com sede em Genebra