CANAL AUTOMÁTICO

Características gerais
secção transversal – trapézio, com 0,15m de largura de rasto; declive das espaldas de 1:0,15 (V:H); altura de 0,90m;

Caudal de projecto – 0,09m³/s;

Comprimento – 141m;

Declive longitudinal médio – 1,5x10-3.

A secção transversal adoptada teve em conta a necessidade de instalar o controlo digital e diversos sensores de nível ao longo do canal. Para isso, definiu-se uma secção que sobrevalorizasse as variações das alturas de água para uma certa variação de caudal, por forma a que, mesmo muito pequenas variações de caudal fossem detectadas pelos sensores. Tiveram-se ainda em conta razões construtivas, nomeadamente na definição de um valor mínimo da largura a dar ao rasto.

A secção adoptada permite que, em regime uniforme para o caudal máximo, uma variação de 0,228x10-3m³/s dê origem a uma variação da profundidade de 1mm. Como os sensores de nível adoptados permitem detectar variações de 0,7mm, em regime uniforme será possível detectar e registar as variações de caudal assinaladas.

Estruturas de controlo
O canal está equipado com quatro comportas verticais planas rectangulares actuadas por motores eléctricos. Estas estruturas dividem o canal em quatro trechos com comprimentos de, respectivamente – 35m (1º, 2º e 3º trechos) e 36m (4º trecho – o de jusante).

A instalação de cada comporta exigiu a adopção de um pequeno trecho de canal rectangular (comprimento 1m) e a respectiva transição (gradual) de secção trapezoidal para rectangular.

As três primeiras comportas garantem a vazão através de orifício inferior (junto ao rasto do canal) e a última é de tipo especial - descarregador frontal de altura ajustável (“overshot gate”). Esta última comporta, na secção de jusante do canal, permite descarregar o caudal em excesso para o canal de retorno e, simultaneamente, regular o último trecho do canal automático.

Tomadas de água
As tomadas de água são constituídas por um orifício existente na parede do canal, e um tubo em aço onde foram instalados o medidor de caudal e uma válvula de seccionamento motorizada. O caudal derivado é descarregado para o canal de retorno ao reservatório (canal tradicional).

As tomadas estão instaladas imediatamente a montante das comportas, tendo sido os orifícios abertos na parede lateral da secção rectangular do canal.

Poços dos sensores
Para efectuar o controlo digital em tempo real foram instalados sensores para medição dos níveis da superfície livre, três em cada trecho de canal, respectivamente no início, no meio e no fim.

Os sensores foram instalados em poços de fibrocimento com 300 mm de diâmetro. Na base desta tubagem foi montado um cotovelo a 90º com o mesmo diâmetro, para ligação ao canal.

Equipamentos
No reservatório de admissão ao canal automático está instalada uma válvula de regulação do tipo “MONOVAR”, com 300 mm de diâmetro e respectivo equipamento de medição de caudais e de regulação.

As comportas instaladas no canal são motorizadas com tabuleiro em PEAD, do tipo TBS (três PKS e uma PRA-G - a de jusante).

As tomadas de água (quatro; uma a montante de cada comporta) são constituídas por uma válvula do tipo borboleta motorizada, por um medidor de caudal e respectivos troços de tubagem em aço inoxidável com 150 mm de diâmetro.

Válvula de regulação do tipo “MONOVAR”

O corpo é em ferro fundido nodular GGG 40 (FGS 500-7), segundo norma Din 1693, placa fixa, placa móvel e suporte de construção em aço inoxidável X-10 Cr 13% (Aisi 410), haste no mesmo tipo de material dos discos, vedações em Perbunan dureza 70 Shore A, equipada com um actuador eléctrico de regulação, tipo SAR 07.5 da AUMA, com redutor.
Comportas motorizadas do tipo PKS
Três das comportas do tipo TBS apresentam as seguintes características:
  • Modelo :PKS de um fuso único;
  • Tabuleiro rectangular com 0,490 m x 0,900 m;
  • Tipo de montagem: meio do canal com reentrância;

Cada comporta está equipada com um actuador eléctrico de regulação, tipo SAR 10.1 da AUMA, sem redutor.

Comporta motorizada do tipo PRA-G
A quarta comporta do tipo TBS é uma comporta descarregadora instalada na secção de jusante do canal, com as seguintes características:
  • Modelo :PKS de um fuso único;
  • Tabuleiro rectangular com 0,450 m x 0,700 m;
  • Tipo de montagem : fim de canal com reentrância.
A comporta está equipada com um actuador eléctrico de regulação, tipo SAR 10.1 da AUMA, sem redutor.
Válvulas de seccionamento das tomadas de água

As tomadas têm válvulas de seccionamento do tipo borboleta com 150 mm de diâmetro, corpo em ferro fundido dúctil GGG 40 e com revestimento interno e externo a resina epoxy, sede em EPDM, veio em aço inox X-20 13% Cr., para montagem entre flanges segundo norma DIN 2501 PN10.

Cada válvula está equipada com um actuador eléctrico, tipo SAR 07.5 da AUMA.

Medidores de caudal electromagnéticos

À cabeça do canal automático foi instalado um medidor de caudal electromagnético, do tipo MAGMASTER, com 300 mm de diâmetro PN10, precisão de 0,2%, corpo em aço inox, extremidades flangeadas em aço carbono, com revestimento interno a elastómero, equipado com “display” de duas linhas, modelo compacto com emissor de impulsos e conversor de sinal 4–20 mA. Foi instalado imediatamente a montante da válvula MONOVAR.

As tomadas de água estão equipadas com medidores de caudal electromagnético, do tipo MAGMASTER, com 150 mm de diâmetro PN10, precisão de 0,2%, corpo em aço inox, extremidades flangeadas em aço carbono, com revestimento interno a elastómero, equipados com “display” de duas linhas, modelo compacto com emissor de impulsos e conversor de sinal 4–20 mA. Foram instalados imediatamente a montante das válvulas de borboleta.
Quadros eléctricos
Junto do reservatório e de cada tomada de água, estão instalados armários próprios para o exterior (com grau de protecção superior a IP55), onde estão alojados todos os quadros e equipamentos eléctricos necessários para a alimentação e comando dos vários equipamentos e instrumentação existentes ao longo do canal.

O armário instalado junto do reservatório, contém os seguintes equipamentos no seu interior:
  • Um quadro de corte geral e distribuição de energia, com as seguintes caracter ísticas:
    • classe de protecção IP43,
    • aparelhagem de corte geral,
    • protecção contra sobretensões,
    • voltímetro, amperímetro e sinalizador de fases,
    • alimentação e protecção dos restantes quadros,
    • alimentação e protecção da iluminação, aquecimento, ventilação e tomadas interiores.
  • O quadro de comando dos grupos electrobomba.
  • Um quadro de comando da válvula motorizada à entrada do canal, com as seguintes características:
    • classe de protecção IP43,
    • aparelhagem de corte geral,
    • contactor-inversor,
    • sinalização de válvula aberta, fechada, avaria e marcha,
    • selector de comando local/remoto,
    • botões de pressão para abrir, fechar e parar válvula,
    • equipamento auxiliar,
    • variador de velocidade,
    • transmissor do medidor de nível ultra-sónico,
    • quadro do autómato.
  • Os outros armários contêm os seguintes equipamentos no seu interior:
    • Um quadro de corte geral e distribuição de energia, com as seguintes caracter ísticas:
      • classe de protecção IP43,
      • aparelhagem de corte geral,
      • protecção contra sobretensões,
      • voltímetro, amperímetro e sinalizador de fases,
      • alimentação e protecção dos restantes quadros,
      • alimentação e protecção da iluminação, aquecimento, ventila ção e tomadas interiores.
    • Um quadro de comando da válvula motorizada da tomada de água, com as seguintes caracter ísticas:
      • classe de protecção IP43,
      • aparelhagem de corte geral,
      • contactor-inversor,
      • sinalização de válvula aberta, fechada, avaria e marcha,
      • selector de comando local/remoto,
      • botões de pressão para abrir, fechar e parar válvula,
      • equipamento auxiliar.
    • Um quadro de comando da comporta motorizada no canal.
    • Um quadro do autómato.
Cabos eléctricos
Foram instalados três tipos diferentes de cabos quanto à sua função: cabos de potência, cabos de comunicações e cabos de comando/instrumentação. Os cabos foram instalados em tubo PVC enterrado em vala, havendo um tubo específico enterrado (ao longo do canal automático e deste para o posto central) para cabos de potência e outro idêntico para cabos de comunicações e de comando/instrumentação. Deste modo, evitam-se as interferências e risco de sobretensão nos cabos de comunicações e de comando/instrumentação devido à proximidade dos cabos de potência.
Sensores de nível

Foram instalados doze sensores de nível de água, três em cada troço do canal: um a montante, um a meio e outro a jusante.

Os sensores são de uma gama de medida de 0 a 1m, com erro de medida de 1 mm, sendo a medida independente da temperatura e pressão atmosféricas e com “drift” no tempo desprezável.

Um tipo de sensor adoptado é de roldana com flutuador e contrapeso. O elemento sensor dos movimentos da roldana é um potenciómetro, que transmite ao autómato os sinais analógicos correspondentes ao nível de água.

O flutuador tem 150mm de diâmetro e a roldana 100 mm. Esta tem pinos salientes, por forma a evitar escorregamentos da fita perfurada, que é fixada por mordentes metálicos ao flutuador e ao contrapeso, em cada extremidade.

Foi instalada uma prateleira para cada um dos poços hidrométricos ao longo do canal, por forma a garantir a montagem nivelada da roldana do sensor.

Equipamento de controlo local
Em cada um dos cinco armários localizados ao longo do canal, está instalado um quadro de automação com o seguinte equipamento:
  • autómato programável, com entradas/saídas analógicas e digitais para ligação dos equipamentos e instrumentos de campo e capacidade de comunica ções em rede do tipo “MODBUS”;
  • Interface homem-máquina de instalação em painel, para permitir a visualização de dados e comando locais dos equipamentos;
  • dispositivo de protecção contra sobretensões para placa de comunicações e entrada analógica ligada ao sensores de nível a meio de cada troço;
  • relés de interface, régua de bornes e equipamento auxiliar.

As características principais dos autómatos são:

  • alimentação 230V-50Hz,
  • capacidade de cálculo em vírgula flutuante,
  • programação com linguagens norma IEC,
  • possibilidade de funcionar como “data logger”,
  • memória RAM 128kB,
  • bateria de lítio com autonomia de 2 anos,
  • 16 entradas digitais (24 no caso do autómato junto do reservatório),
  • 8 saídas digitais,
  • 8 entradas analógicas universais com 12 bits de resolução,
  • 2 saídas analógicas (apenas para o autómato junto do reservat ório),
  • duas interfaces série RS232,
  • uma interface série RS485 para comunicação via “modbus” tipo Master/Slave com outros aut ómatos,
  • modular com capacidade de expansão.

O interface homem-máquina tem as seguintes características:

  • display 2x40 caracteres,
  • 7 Leds e besouro para sinalização luminosa e acústica,
  • ligação ao autómato via RS232,
  • índice de protecção IP54.

O autómato junto do reservatório tem por função:

  • comando automático das bombas de modo a manter o nível do reservatório de cota mais elevada constante;
  • comando automático da válvula motorizada à entrada do canal de modo a controlar o caudal admitido no canal;
  • recolha de sinais nível e caudal à entrada do canal e de níveis no reservatório.

Os autómatos juntos de cada tomada de água têm por função:

  • comando da comporta instalada no canal a jusante da tomada de água de modo a controlar o escoamento no canal;
  • comando da válvula motorizada na tomada de água de modo a controlar o caudal tomado;
  • recolha de sinais nível no canal e caudal na tomada de água.

Os autómatos comunicam entre si e com o centro de telegestão (posto central) através de uma rede de comunicações. Esta rede cumpre dois objectivos:

  • permitir algoritmos de controlo do canal mais sofisticados devido à possibilidade de troca de informação entre autómatos;
  • permitir à central de telegestão ter acesso a toda a informação recolhida ao longo do canal e também o comando de todos os equipamentos motorizados.

© NuHCC 2001-2020 | Conteúdos: Prof. Doutor Manuel Rijo | Desenvolvido por: MiguelNA
Visitantes: Site Meter | webmaster