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Consultoría de obra para la elaboración del estudio definitivo y expediente técnico del proyecto: Ampliación y Mejoramiento de los Sistemas de Agua Potable y Alcantarillado del Esquema Pucusana

AUTOMATIZACION Y TELEMETRIA

MEMORIA DESCRIPTIVA DEL SISTEMA DE AUTOMATIZACIÓN Y COMUNICACIONES.

RED DE AGUA POTABLE

CONTROL DE EMISIÓN Y CAMBIOS

REV. Nº FECHA DESCRIPCIÓN ELABORADO POR: REVISADO POR: APROBADO POR:

A XX/XX/2014 Informe Avance DRG

COMENTARIOS:

- FIRMAS DE LA REVISIÓN VIGENTE

Consultoría de obra para la elaboración del estudio definitivo y expediente técnico del proyecto: Ampliación y Mejoramiento de los Sistemas de Agua Potable y Alcantarillado del Esquema Pucusana.

AUTOMATIZACION

Y TELEMETRIA

INDICE

1. SISTEMA DE CONTROL Y AUTOMATIZACION............................................................4

1.1. INTRODUCCIÓN....................................................................................................................... 4

1.2. ALCANCES.............................................................................................................................. 4

1.2.1 Ingeniería en las estaciones................................................................................................................5

1.2.2 Ingeniería para integración al SCADA.................................................................................................6

1.2.3 Consideraciones generales para la integración al sistema SCADA........................................................8

1.3. DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN..........................................................11

1.3.1 Niveles de automatización...............................................................................................................11

1.3.2 Modos de operación de un grupo hídrico........................................................................................13

1.4. ARQUITECTURA DE CONTROL DE CADA GRUPO HÍDRICO..................................................................14

1.4.1 FILOSOFÍA DE CONTROL........................................................................................................15

1.5.1.1 Comunicación en el esquema hidráulico........................................................22

1.5.1.2 Comunicación principal...................................................................................23

2. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DEL SISTEMA DE TELECOMUNICACIÓN.....................24

2.1. OBJETIVOS........................................................................................................................... 24

2.2. ALCANCE DEL PROYECTO.........................................................................................................24

2.3. CONSIDERACIONES IMPORTANTES....................................................................................25

2.4. HERRAMIENTAS PARA LA REALIZACIÓN DE CÁLCULOS.....................................................................25

2.5. DISEÑO DE RADIOENLACES EN EL ÁREA DEL PROYECTO...................................................................25

2.6. ZONA DEL PROYECTO.............................................................................................................. 26

2.7. LÍNEAS DE VISTA Y NIVELES DE FRESNEL......................................................................................27

2.8. CÁLCULOS DE RADIO-PROPAGACIÓN...........................................................................................28

2.9. CÁLCULOS PREVIOS DEL ENLACE DE RADIOFRECUENCIA...................................................................31

2.8.1 Cálculo de radioenlaces: balance de potencias...........................................................................31

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2.10. EQUIPAMIENTO PARA RADIO ENLACES........................................................................................33

2.10.1. Especificaciones de Radio Modem.....................................................................................33

2.10.2. Especificaciones de Switches para los tableros de control en las estaciones remotas......................35

2.10.3. Especificaciones de Switches para las Estaciones Maestras, Estación Repetidor y Centros de Servicios............................................................................................................................ 37

2.10.4. Especificaciones del Router para interconexión con el centro de servicio y el COP- ATARJEA38

3. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE MATERIALES Y EQUIPOS DE AUTOMATIZACIÓN. .42

3.1. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DEL TABLERO DE CONTROL Y RECTIFICADOR.............................................42

ANEXOS

N° 1 : CÁLCULOS DE PERFIL y RADIO PROPAGACION DEL SISTEMA DE COMUNICACIÓN.

N° 2 : LISTADO DETALLADO DE EQUIPOS POR ESTACION.

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AUTOMATIZACION

1. SISTEMA DE CONTROL Y AUTOMATIZACION

1.1. INTRODUCCIÓN

El estudio definitivo y expediente técnico de obra del proyecto: “Ampliación y Mejoramiento de los Sistemas de Agua Potable y Alcantarillado del Esquema Pucusana”.

Las instalaciones hidráulicas DE LA RED DE AGUA POTABLE consideradas en este proyecto serán equipadas con la instrumentación de campo necesaria como: transmisores de presión, medidores de caudal, sensores de nivel de líquidos, analizadores de redes eléctricas, equipos de respaldo de suministro de energía, equipos de control y automatización, y de comunicaciones que les permita operar y supervisar su propia instalación, procesar la información proveniente de otra instalación hidráulica pertenecientes a su grupo hidráulico, y luego transmitir datos SCADA.

Todas las Estaciones Remotas (ER) se integrarán al Scada Survalent, actualmente en servicio en el Centro de Operaciones Principal COP La Atarjea-SEDAPAL, sin embargo, su operación local y/o remota, en forma manual o automática y su administración, lo realizará el Equipo de Operación y Mantenimiento de Sistemas de Bombeo de Agua (EOMASBA) en el SCADA SURVALENT por ser estaciones con rebombeo.

1.2. ALCANCES.

Se muestran los elementos necesarios con el objetivo de implementar el sistema de Automatización y Control con fines de su integración al SCADA destinado a monitorear, supervisar y controlar el abastecimiento de Agua Potable de la zona mencionada, teniendo en consideración que son estaciones existentes a las cuales

El Contratista (el postor ganador), efectuará el diseño, fabricación, suministro, instalación, integración, pruebas, puesta en servicio y entrega de las instalaciones hidráulicas de este proyecto, 100% operativo e Integrado al sistema SCADA de Sedapal. Asimismo, el contratista con la finalidad de garantizar la integridad de los equipos que suministra y minimizar riesgos imprevistos, contratará pólizas de seguro para todo el equipamiento a suministrar, desde su salida de fábrica, tránsito, almacenamiento, instalación y hasta que Sedapal acepte todo el sistema de Control y Automatización luego de finalizado con éxito las pruebas en sitio.

La Implementación del sistema de automatización y control comprende el Suministro, Instalación, Pruebas de funcionamiento de equipos, desarrollo de aplicaciones, y la Ingeniería necesaria para la puesta en servicio de este proyecto.

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El postor garantizará en su oferta, que el sistema de control y automatización propuesto permitirá la ejecución de las siguientes aplicaciones desde el Centro de Control:

a) Programación a distancia del PLC. Mediante la Red Ethernet con protocolo TCP/IPb) Cambios en los parámetros de configuración de los PLC y sensores de campo, en

el caso de la instrumentación por bus de campo Profibus DP.c) Diagnostico remoto a la Estaciones Remotas, PLCs y sensores.d) Sistema de comunicación principal (SCP) que soporte la transferencia de datos

entre el CC y las ERs utilizando Radios Ethernet de banda licenciada, por donde se transmitirá con protocolo MODBUS TCP.

El cumplimiento de los cuatro requerimientos tiene carácter obligatorio; si durante el desarrollo del proyecto el sistema de control y automatización a implementar por el contratista (postor que ha ganado la buena pro) no cumple con los requerimientos indicados en a), b), c) o d), el contratista se obliga a presentar otra opción que cumpla con las exigencias solicitadas sin ningún costo adicional para Sedapal ni ampliación de plazo de ejecución.

Los servicios de ingeniería a considerar son los siguientes:

1.2.1 Ingeniería en las estaciones

Memoria descriptiva Programación y Pruebas SAT en sitio del sistema Control y Automatización Verificación y Pruebas de la filosofía de control y criterios de operación

programada en los PLCs. Ingeniería básica y de detalle incluido el P&D de la instrumentación Diagramas de conexionado eléctrico y de control AC y DC con indicación de

diámetro de tuberías, tipo de conductor y calibre de conductores. Diagramas esquemáticos de distribución en campo de los instrumentos, de

telemetría. Diagramas de instrumentación (P&D) hidráulicos y eléctricos Programación de los PLC de acuerdo a las características de operación de cada

Estación Remota dentro de los esquemas hidráulicos (reservorios, pozos, cisternas, entrada a sistemas de control o reductoras de presión).

Pruebas de verificación punto a punto de todos los entradas y salida de estado, analógicos y PID definidos en el proyecto.

Pruebas de cables de bus de campo tendido desde la ER y los instrumentos de campo.

Pruebas de cables de bus de campo tendido entre ERs adyacentes. Pruebas en fábrica (FAT) de los PLC. FAT de los Tableros de Control y Automatización. FAT de los sensores de campo.

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Pruebas en sitio (SAT) del sistema de CA y EH. Planos de disposición física de los equipos dentro y fuera de la instalación. Diseño y memoria de cálculo del sistema de extracción de aire. Diseño y memoria de cálculo del sistema de extracción de agua de sumidero. Diseño y memoria de cálculo del sistema de puesta a tierra del sistema de control

e independiente el de fuerza Planos de canalizaciones por bandejas, tuberías y canaletas. Planos de canalización por zanjas entre ER. Programa de Capacitación de programación y configuración de PLCs de acuerdo a

la aplicación de control implementada. Detalle de los programas y lógica de control entregados.

Programa de capacitación al detalle de la integración de las nuevas Estaciones Remotas al Sistema SCADA y componentes principales del sistema hidráulicos

Programa de Capacitación de programación de PLCs. Programa de capacitación del Sistema SCADA y componentes principales del

sistema hidráulicos. Plan de capacitación de operación y mantenimiento de los equipos principales

suministrados como son las electrobombas, válvulas, actuadores eléctricos tableros, panel de operador, arrancador, variador de velocidad y sistema rectificador/cargador AC/DC, incluirá la configuración de la instrumentación de las ER de ubicación remota desde el centro de control utilizando el software de gestión de activos de instrumentos de campo incluirá el control y parametrización (PAM) de cada una de ellas.

1.2.2 Ingeniería para integración al SCADA

La ingeniería para la integración de las Estaciones de este proyecto al Sistema SCADA comprende lo siguiente:

Memoria descriptiva Ingeniería Básica Ingeniería de Detalle. Integración de las ER al sistema SCADA.

Base de datos SCADA (Servidores SCADA)

Elaboración de Plantillas de Puntos SCADA (variables de medida, estados de equipos, señales de alarma) de las ER de los nuevos EH, utilizando como base las plantillas existentes en los servidores

Creación de Estaciones para agrupar los puntos recibidos de las ER, utilizando el desarrollador de base de datos del SCADA

Creación y configuración de Líneas de Comunicaciones con los PLCs de las ER,

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utilizando el desarrollador de base de datos del SCADA

Creación de archivos (Datasets) conteniendo la información histórica correspondiente a las nuevas ER, utilizando el desarrollador de base de datos del SCADA.

Base de datos histórica (Servidor HIS)

Adición de datos operativos de las estaciones de los nuevos grupos hidráulicos al aplicativo de mantenimiento de la información histórica existente.

Adición de reportes y curvas de tendencia de datos hidráulicos, al aplicativo de visualización de la información histórica existente, en coordinación con el área usuaria y el equipo de Informática de SEDAPAL.

Interfase gráfica (estaciones de operación existentes)

Se mantendrá el actual diseño de las pantallas, las cuales serán aprobadas por personal del área usuaria del sistema así como por el Equipo de Informática de SEDAPAL. Incluye:

- Nivel mapa geográfico

Ubicación de las nuevas estaciones en el Mapa Geográfico de la interfase (ventana inicial), según coordenadas geográficas, inclusión de iconos de acceso a los despliegues de estaciones de los nuevos grupos hidráulicos .

- Nivel grupo hidráulico

Elaboración de despliegues de EH y procesos involucrados, mostrando los datos telemedidos y estados más importantes del grupo hidráulico.Elaboración de ventanas de procesos regulación de pozo, reservorio, entrada a sector, reductor de presión) en concordancia con la filosofía de operación definida en conjunto con el área usuaria.

- Nivel estaciones remotasElaboración de despliegues de estaciones, mostrando los datos telemedidos y estados con mayor detalle.Inclusión de iconos de acceso a la información histórica.Inclusión de ventanas de alarmas y eventos por ER y colectivasElaboración de despliegues de gráficos de tendencia.

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Pruebas PRE-SAT y SAT de integración del sistema de CA y EH

Prueba punto a punto de todas las señales analógicas y digitales del proyecto

Prueba de desempeño del sistema con un funcionamiento sin interrupción (24 Horas del día, los 7 días de la semana) no menor de 20 días calendarios, para todas las islas hídricas al 100% operativas.

1.2.3 Consideraciones generales para la integración al sistema SCADA

Se deberán integrar las estaciones de distribución de agua por REBOMBEO y administradas por el Equipo de Operación y Mantenimiento de Sistemas de Bombeo de Agua (EOMASBA) al sistema SCADA SURVALENT existente.

La conexión entre las estaciones remotas y el sistema SCADA deberá realizarse con los drivers nativos de la herramienta sin instalar algún software adicional al existente.

La Interfaz gráfica de usuarios (GUI) y el reconocimiento de alarmas se deberá desarrollar manteniendo el estándar existente de cada uno de los sistemas SCADA existentes, estas pantallas deberán ser aprobadas por el área usuaria y el equipo de Informática de SEDAPAL.

Las pruebas de las pantallas desarrolladas se debe realizar con el área usuaria es el EOMASBA para el caso del sistema SCADA SURVALENT, para ello deberá llevar una copia de las pantallas desarrolladas hacia la ubicación de las áreas usuarias (EDP en el COP La Atarjea y EOMASBA el CCSS Breña).

Se deberá realizar la adición de las pantallas de la GUI desarrolladas en el proyecto hacia la última versión de las pantallas GUI disponibles en ese momento, esta última versión será entregado por el personal del equipo de informática después de verificar que las pantallas GUI desarrolladas han sido aprobadas por el área usuaria.

Se deberá realizar la actualización de las pantallas GUI en todas las estaciones usuarias del sistema SCADA.

La programación de los programas de las pantallas, objetos de base de datos, software del sistema y de los programas del PLC’s no deberán contener alguna codificación encriptado y en la cabecera de cada módulo de programación deberá incluir comentarios del código de programación indicando el proceso y sus variables de entrada y salida.

Se deberá realizar la integración de las estaciones a las bases de datos de tiempo real y la base de datos Histórica habilitando las estaciones del proyecto al sistema de visualización de tendencias y al aplicativo de Reportes existentes, debiendo mantener los modelos de los reportes ya existentes y si lo requiere el área usuaria crear nuevos reportes adicionales.

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Se deberá entregar a SEDAPAL los programas fuentes de los programas de los PLC’s, pantallas de GUI, aplicativo de Reportes y todo programa desarrollado para el proyecto con la última versión actualizada.

El CONTRATISTA (postor ganador) deberá utilizar su propio Hardware y software licenciado para el desarrollo de los sistemas SCADA, para el caso de la estación de trabajo de desarrollo este deberá contar con software antivirus instalado y actualizado.

La estación de trabajo está instalado en el COP La Atarjea, la conectividad de la estación, la edición de las pantallas de GUI existentes y el pase a producción de estas será coordinado con el personal de Informática asignado al tema.

Se deberá integrar las estaciones al sistema de reportes existente. Se deberá entregar a SEDAPAL los instaladores originales y todas

licencias de los software de programación de PLC's y demás software utilizados en el proyecto, estas licencias deberán estar a nombre de SEDAPAL.

En el Scada, la visualizaci6n de los esquemas hidráulicos debe ser completo, incluyendo accesorios no automatizados.

Los esquemas hidráulicos y de comunicaci6n deben ser distintos, es necesario saber por ejemplo que Radios están enlazados con otras.

Para el cambio de consignas, se solicita que en modo remoto y local se pueda modificar en el Scada.

Cuando el funcionamiento es con franjas horarias, el funcionamiento de los equipos no debe esperar la siguiente secuencia de franja horaria; debe entrar en el actual.

Se solicita categorizar las alarmas Los parámetros eléctricos y otros se revisaran para determinar su importancia e

influencia en la paralización del proceso automático. Entregar el programa, por escrito y en archivo electrónico, indicando la definición

de cada una de las variables. Se solicita también el software con licencia. Se entregara modelos de esquemas para su implementación. El personal de la CONTRATISTA (postor ganador) deberá estar capacitado y

certificado en el software SCADA a implementar en el proyecto (SCADA tecnología SURVALENT).

Se deberá entregar la siguiente documentación en idioma español y en un CD o DVD :

Documento detallado de la arquitectura de las comunicaciones.Documento del direccionamiento de las variables de los PLC’s de cada estación.Documento de definición de registros y procesos del sistema SCADA.Documento del manual de usuario del sistema SCADA.Documento del manual de creación de estación remota en la base de datos SCADA.Documento del manual de creación de estación remota en la base de datos Histórica.

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AUTOMATIZACION

Para el monitoreo remoto y configuración remota de todos los PLC’S de este proyecto desde el Centro de Operaciones de EOMASBA en el CCSS Breña, se deberá suministrar:

(01) PC, con los mínimos requerimientos técnicos: Procesador Intel Core i7, Memoria RAM de 8 GB expandible a 32 GB, HD de 500 GB, Multigrabador DVD, Tarjeta de Video de alta definición mínimo de 1 GB de memoria con HDMI, monitor de 29 " con entrada HDMI, de preferencia las licencias de Windows 7 y MS Office 2010 Profesional; además de todos los software y licencias de los PLC’S, Paneles de operador o equipos de instrumentación de campo configurables de modo remoto, estas licencias deben estar a nombre de SEDAPAL, además es importante que se garantice el correcto funcionamiento de los software de monitoreo y configuración con el sistema operativo instalado en esta máquina, sin utilizar ninguna plataforma de emulación.

Para el diagnóstico y soporte en campo de los PLC por parte de los equipos EOMASBA, se debe suministrar una laptop, que deberá cumplir con los mínimos requerimientos técnicos: Procesador Intel Core I7, Memoria RAM de 4 GB o más, HD de 500 GB, Multigrabador DVD, debe incluir los cables, interfaces y softwares con licencia a nombre de SEDAPAL, necesarios para conectarse a los PLC’S, Paneles de operador u otro equipo configurable considerado en este proyecto.

El Contratista presentara un plan general de implementación, para el diseño de la automatización telemetría y SCADA conteniendo cronograma, plan de aseguramiento de la calidad, plan de capacitación y plan de riesgos el cual deberán ser remitidas a las áreas usuarias especializadas (Equipo de Informática, Telecomunicaciones y Electricidad) para su validación y aprobación".

Para la integración de todas las estaciones remotas al software de los sistemas SCADA se deberán cumplir estrictamente los Item 6.4, 6.5, 6.6, 6.7 y 6.8 del GPOET006 (Version 2011).

Para las estaciones remotas de EASU, ERPrim, EOME-AR, se deberán respetar los Item 6.4, 6.5, 6.7 y 6.8; el Item 6.6 del GPOET006 (Version 2011) se modificará con lo siguiente: - Se debe presentar un documento de sustento del fabricante o su

representante en Perú donde se demuestre que la empresa que desarrolla el software SCADA también comercializa PLC’s y/o sensores para automatización de procesos.- Deberá tener una sucursal en el Perú que sea el representante comercial y

técnico en el Perú, esta sucursal deberá haber estado operando en forma ininterrumpida por más de 4 años en el país.- Que cuente con varias empresas integradoras Certificadas por el fabricante,

con personal certificado en la solución que ofrecen.

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1.3. DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN

1.3.1 Niveles de automatización

El sistema de control y automatización se jerarquiza en 5 niveles:

Nivel 4 (Centro Principal de Control)Está conformado por el Sistema SCADA del Centro de Control, el cual permite efectuar lo siguiente:

Controlar la operación de los equipos en forma remota. Enviar setpoints (consignas) de operación de los equipos en forma remota. Monitorear los parámetros hidráulicos y eléctricos de las ER (tele estados, tele

alarmas y telemedidas). Acceder en forma remota a los PLCs y/o Sensores de las ERs.

El protocolo de comunicaciones local, en el Centro de Control Principal será TCP/IP.

Nivel 3 (Centro de Control Zonal)

Está conformado por los Centros de Control Zonal, en este proyecto es el Centro de Servicios de Breña, que efectúan el Monitoreo de los parámetros hidráulicos y eléctricos de las ER de los Grupos Hidráulicos dentro de su área de responsabilidad (tele estados, tele alarmas y tele medidas).El protocolo de comunicaciones local, en el Centro de Control Principal será TCP/IP.

Nivel 2 (PLC’S)

En este nivel se tiene a los PLCs de las Estaciones Remotas Servidoras (ERS) y Estaciones Remotas Clientes (ERC) los cuales intercambian información para la realización del control automático y secuencial de manera autónoma Supervisando y Controlando sobre los datos preparados de los niveles 1 y 0. Estos PLC’s podrán intercambiar la función de Servidor a Cliente o viceversa, cuando se presente alguna falla en el servidor del mismo grupo hídrico.

Cada uno de los PLCs deberá ser del tipo modular con lenguaje de programación que cumpla el estándar IEC 61131-3 y los programas deben ser grabados dentro de su tarjeta de memoria extraíble.

El protocolo de comunicación entre estos PLC`S será Modbus/TCP.

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El intercambio de datos del proceso entre el SCADA y las Estaciones Remotas sera mediante Standard OPC, implementándolo a través de los protocolos de comunicaciones abiertos Ethernet Industrial, Profinet ó Modbus TCP

Para la gestión de activos, así como la configuración, programación, y diagnóstico del PLC y la instrumentación se utilizara un protocolo de comunicación sobre plataforma Ethernet Industrial.

El protocolo del PLC a utilizar deberá ser nativo, directo desde el puerto de comunicaciones o mediante una tarjeta adicional propia del PLC, montadas en su rack o sobre un riel DIN pero donde el CPU y los módulos se interconectan directamente por un conector lateral, no se aceptan protocolos emulados ni adaptados.

Nivel 1: (Instrumentación de Campo)

Está constituido por los instrumentos que recogen información de las variables físicas, para su procesamiento. La adquisición de datos será a través de un módulo de comunicación del PLC el cual usará un protocolo estándar de bus de campo como el Profibus DPv1 con herramientas de diagnóstico y configuración, la instrumentación típica en las estaciones son: medidores de caudal, transmisores de nivel, transmisores de presión, actuadores eléctricos, analizadores de red, arrancadores de estado sólido, variadores de velocidad, etc.

Para la visualización local de datos y alarmas se instalará un panel de operador gráfico touchscreen y se comunicará con el PLC a través de Ethernet industrial, lo cual permitirá su diagnóstico y programación a distancia, estos equipos estarán alojados dentro del Tablero de Control de cada estación.

Todos los instrumentos deberán tener sus archivos GSD y FDT, por lo cual tendrán capacidad de poder realizar una gestión de activos, sistema que permitirá configurar, diagnosticar y parametrizar el equipamiento a distancia.

El módulo de comunicación Profibus DP será propio de la familia del PLC no admitiéndose interfaces, acopladores ó Gateway externos.

Nivel 0: (Equipos de Campo)Está constituido por las válvulas, tuberías, motores, etc.

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1.3.2 Modos de operación de un grupo hídrico

Todas las estaciones de bombeo tienes tres modos de operación: REMOTO, LOCAL y OFF; además por cada electrobomba principal tiene los siguientes sub-modos: MANUAL, AUTOMATICO y OFF. Esto se podrá hacer a través de dos selectores ubicados en el frontis del tablero de fuerza y desde el panel de control del sistema SCADA.

El primero es un Selector General y el segundo un Selector por cada electrobomba Principal. El selector General permite elegir el Modo de Operación de la Estación de Bombeo, y el selector de carga permite elegir el submodo de operación de cada carga dentro de la estación de Bombeo.

Los diferentes modos de operación de los selectores serán leídas tanto desde el PLC de la ER correspondiente constituyente del Grupo Hidráulico como desde el Centro de Control.

Tabla 1.1

SELECTOR GENERAL

MODO DE OPERACIÓN GENERAL

REMOTO

LOCAL

OFF

Tabla 1.2

SELECTOR POR CARGA

SUB MODO DE OPERACIÓN DE CARGA

AUTOMATICO

MANUAL

OFF

Según la Tabla 1.1 se presentan las siguientes variantes en el funcionamiento de la estación:

Remoto.- En esta variante el control y barrido de estado de señales de campo lo tiene el SCADA desde el Centro de Control Principal, el supervisor del SCADA tiene el completo control de cada una de las estaciones de Bombeo. En este modo se anula la posibilidad de control Local. Si el selector de Submodo está en Modo Automático el proceso se efectuará. Si el selector de Submodo está en Manual u Off no se efectuará ningún proceso.

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Local.- En este modo el SCADA no tiene el Control de la estación de bombeo, pero mantiene el barrido de estado de señales, solamente en este modo se considera el selector de submodo obteniendo así dos posibilidades de control:

Local-manual y Local-automático

Modo LOCAL/MANUAL.- En esta situación cada equipo principal será accionado desde su Tablero de Control y Automatización correspondiente. El PLC no tiene el control sobre ningún dispositivo, sin embargo señaliza los cambios de estado, traslada los datos de campo al SCADA.Modo LOCAL/AUTOMÁTICO, se tienen dos opciones:

- Nivel de Ingeniería; el personal especializado se conectara al PLC en la ER por medio de una laptop con el Software del PLC.

- Nivel Operador; el control se realizara desde la estación remota a través del panel de operador, el que será configurado dependiendo el tipo de estación remota.

Off.- Este modo indicará que la estación de Bombeo o la carga se encuentra fuera de servicio.

Para mayor detalle de todos los modos de operación para cada tipo de estación se deben basar según lo indica el documento GPOET006 (Version 2011).

1.4. ARQUITECTURA DE CONTROL DE CADA GRUPO HÍDRICO

Cada grupo hídrico está compuesto de dos a mas estaciones cuyos PLCs mantienen comunicación permanente entre sí para el intercambio de datos y valores con la finalidad de cumplir con las estrategias de control establecidas para cada uno de dichos grupos hídricos.La selección de los grupos hídricos se basa principalmente al ciclo hídrico establecido en los diseños hidráulicos, el cual inicia desde la primera estación de captación que podría ser: Reservorio, cisterna o pozo, luego el agua sigue su ciclo por rebombeo o por gravedad hacia otra estación cisterna o reservorio hasta el último reservorio que sólo descarga hacia la población por gravedad.

Los grupos hídricos propuestos para este proyecto son:

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Grupo Hídrico 1

1.4.1 FILOSOFÍA DE CONTROL

La fuente de agua que abastecerá esta zona será proveniente de la Nueva Planta de Tratamiento de Agua Potable de Pucusana, la misma que tendrá un abastecimiento de una batería de 06 pozos de agua subterránea donde realizarán un tratamiento basado en Osmosis Inversa, el agua producto o agua osomotizada llamado Permato, se almacenará en el reservorio TN-2 ubicado dentro del perímetro de la PTAP, de aquí sale dos troncales, uno que enviará agua hacia el reservorio R-300 de 300m3, que es impulsada a través de 02 bombas de 25HP/440Vac que operan de forma alternada, de la otra troncal enviará agua hacia el reservorio RAP-01 que es impulsada a través de 03 bombas de 200HP/440Vac que operan de forma alternada. Para garantizar la automatización de este grupo hídrico se está considerando la implementación del siguiente equipamiento para cada estación:

ESTACIONES

PP-01 / PP-02 / PP-03 ( 03 ESTACIONES)

ITEM COMPONENTE CANT APLICACIÓN TAG

1 Tablero General de 440Vac/3f 1 Alimentación General a la Estación TG

2Tablero de Arranque con Arrancador de estado Solido, para bomba de 60HP/440Vac/3f

1 Arranque suave de la Bomba TF-x

3 Tablero de Banco de condensadores 22 KVAR/440Vac/3f 2 Elevar el factor de potencia

hasta aprox. 0.98 TBC-x

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ITEM NOMBRE DE ESTACION

DESCRIPCION AMPLIADA DISTRITO

1 PP-01 POZO PROYECTADO - 01 PUCUSANA2 PP-02 POZO PROYECTADO - 02 PUCUSANA3 PP-03 POZO PROYECTADO - 03 PUCUSANA4 PP-04 POZO PROYECTADO - 04 PUCUSANA5 PP-05 POZO PROYECTADO - 05 PUCUSANA6 PP-06 POZO PROYECTADO - 06 PUCUSANA7 RAP-01 RESERVORIO APOYADO PROYECTADO - 01 PUCUSANA8 RAP-02 RESERVORIO APOYADO PROYECTADO - 02 PUCUSANA9 R-1000 RESERVORIO - 1000 PUCUSANA

10 R-300 RESERVORIO -300 PUCUSANA11 EB-01 BOOSTER - 01 PUCUSANA

12 PTAP PUCUSANA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE PUCUSANA

PUCUSANA


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ESTACIONES



4 Tablero de Distribución 220Vac/3f 1 Alimentación de 230Vac para servicios TD

5 Tablero de Control, con PLC 1Controlar el arranque y parada de las bombas, para impulsar agua hacia la Cisterna CR-27

TC

6 Tablero Rectificador 220Vac/24Vdc 1 Alimentar con 24Vdc al TC TR

7 Sensor de Nivel sumergible, para 30m de profundidad. 1 Medir Nivel de la Cisterna LE / LIT

8 Controlador de Nivel mínimo y máximo, con electrodos 2 Respaldo de medición del nivel

mínimo y máximo de la cisterna LSH, LSL / LC

9 Sensor de Presión de bombas 1 Medir la presión en cada tubería de salida de la bomba PIT-x

10 Presostato de seguridad 1

Indicar la presión máxima seteada en la tubería de salida de cada bomba, para detener el sistema arranque del motor.

PSH-x

11 Sensor detector de caudal de agua 1 Confirmación de flujo de agua para prelubricación de la Bomba. FS

12 Sensor de Presión de impulsión 1 Medir la presión en línea de impulsión PIT-x

13 Medidor de Caudal electromagnéitco, DN 250, transmisor remoto 1 Medir el caudal en línea de

impulsión FE / FIT-x

14 Válvula de Control de Bomba 1 Para controlar el caudal de descarga de las bombas FV-x

15 Tablero de Telemetria 1 Establecer un enlace de comunicación inalámbrica

TT

16 Sistema de telemetría, 400Mhz 1

ESTACIONES






3 Tablero de Banco de condensadores 17KVAR/440Vac/3f 2 Elevar el factor de potencia



SEDAPAL

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AUTOMATIZACION

ESTACIONES




TC


7 Sensor de Nivel sumergible, para 30m de profundidad. 1 Medir Nivel de la Cisterna LE / LIT


mínimo y máximo de la cisterna LSH, LSL / LC




PSH-x

11 Sensor detector de caudal de agua 1 Confirmación de flujo de agua para prelubricación de la Bomba. FS



impulsión FE / FIT-x



TT


ESTACION

RAP-01




TC


4 Sensor de Nivel por presión en la tubería de purga 1 Medir Nivel del Reservorio LE / LIT


mínimo y máximo del Reservorio LSH, LSL / LC


ingreso FE / FIT-x

SEDAPAL

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AUTOMATIZACION

ESTACION

RAP-01



TT


ESTACION

RAP-02




TC






aducción FE / FIT-x

7 Tablero de Telemetria 1

Establecer un enlace de comunicación inalámbrica

TT

8 Tablero de UPS - 220Vac

9 Sistema de telemetría, 400Mhz

10 Sistema de microondas, en 23Ghz y 6Ghz 1

ESTACION

R-1000




TC



SEDAPAL

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AUTOMATIZACION

ESTACION

R-1000





aducción FE / FIT-x


TT


ESTACION

R-300




TC





6Medidor de Caudal electromagnéitco, DN 200, transmisor remoto

1 Medir el caudal en línea de aducción FE / FIT-x


TT


ESTACION

BOOTER EB-01





SEDAPAL

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AUTOMATIZACION

ESTACION

BOOTER EB-01

3 Tablero de Banco de condensadores 15KVAR/440Vac/3f 2 Elevar el factor de potencia




TC


7Sensor de Nivel ultrasónico, 0- 6m, con transmisor remoto, salida profibus DP.

1 Medir Nivel de la Cisterna LE / LIT






PSH-x


12Medidor de Caudal electromagnéitco, DN 250, transmisor remoto

1 Medir el caudal en línea de impulsión FE / FIT-x


14 Tablero de Telemetria 1 Establecer un enlace de comunicación inalámbrica con la estación CR-27

TT


ESTACION

PTAP




TT

2 Tablero de UPS- 220Vac 1


4 Sistema de microondas en 23Ghz. 1

ESTACION

REPETIDOR CERRO PAPA

ITEM COMPONENTE CAN APLICACIÓN TAG

SEDAPAL

20


AUTOMATIZACION

T



TT




ESTACION

C.C.S.S VILLA EL SALVADOR




TT



El detalle que contiene cada uno de los tableros se encuentra en el Anexo N° 02 del presente documento y las características técnicas mínimas se encuentra en la sección “3. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE MATERIALES Y EQUIPOS DE AUTOMATIZACIÓN”.

1.5. ARQUITECTURA de comunicación

Para la comunicación entre las estaciones remotas de un mismo grupo hídrico se realizará vía radio enlace en la plataforma Ethernet con el uso de una banda licenciada, que por cuestión de definición del alcance de este proyecto y por indicaciones de SEDAPAL, se debe usar la banda licenciada de 400-430 MHz dentro de los grupo hídricos y desde la estación cabecera hacia el centro de Servicios de Villa el Salvador- Sedapal en un enlace microondas de 23Ghz, tal como está detallado y sustentando en “2.0 ESPECIFICACIONES TECNICAS DEL SISTEMA DE TELECOMUNICACIONES” de este mismo documento; pero si durante la ingeniería de detalle o en cualquier etapa del proyecto se detectara que no hay una excelente continuidad, confiabilidad y calidad en la comunicación entre las ER contiguas, el contratista deberá solucionarlo mediante medios seguros incluyendo la instalación de repetidoras o comunicación alambica finalmente.

Todo el sistema de control y automatización comprende la comunicación entre los instrumentos hidráulicos y eléctricos emplazados en campo, las redes de campo locales,

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AUTOMATIZACION

sistema de comunicación en el esquema hidráulico, PLC, el medio de comunicación principal y el Scada instalado en el Centro de Control de La Atarjea.

1.5.1.1 Comunicación en el esquema hidráulico

El sistema de comunicación entre la estación remota servidor y los clientes será utilizando medios de comunicación alámbricos e inalámbricos. Se utilizará necesariamente la comunicación alámbrica, mediante fibra óptica, desde la torre ubicada en el Cerro Santa Rosa hasta el Centro de control de la Atarjea, el cual es un cableado existente y cuya administración de la data en este tramo será realizado por SEDAPAL.

Se utilizará comunicación inalámbrica, entre las ER distantes. La tecnología plantea a utilizar será radio enlaces Ethernet punto a punto en la banda licenciada de 400-430 MHz con altos niveles de seguridad y encriptación, pero de la estación cabecera hacia el Centro de Servicios de Villa el Salvador en enlace de microondas de 23Ghz.

La distribución de los grupos de telemetría y la designación de las estaciones remotas (ER) Servidores o clientes y la estación cabecera que es la que se enlazará con el Centro de Servicios de Sedapal más cercano o con el Cerro Santa Rosa - Atarjea, que para este proyecto están considerado pasar por intermedio de una estación Repetidor “Cerro Papa” que es propiedad de Sedapal y de aquí enlazar con el Centro de Servicios de Villa el Salvador y utilizar la comunicación existente de esta estación hacia el Cerro Santa Rosa - Atarjea, para final terminar el enlace hasta el Centro de Control de la Atarjea.

GRUPO DE TELEMETRIA N°01

ITEM NOMBRE DE ESTACION TIPO ER ENLACE CON LA ATARJEA

1 PP-01 CLIENTE

2 PP-02 CLIENTE

3 PP-03 CLIENTE

4 PP-04 CLIENTE

5 PP-05 CLIENTE

6 PP-06 CLIENTE

7 RAP-01 CLIENTE REPETIDOR

8 RAP-02 CLIENTE

9 R-1000 CLIENTE

10 R-300 CLIENTE

11 EB-01 CLIENTE

12 PTAP PUCUSANA SERVIDOR CABECERA

13 Cerro Papa CLIENTE REPETIDOR

14 CCSS Villa el Salvador CLIENTE REPETIDOR

15 Cerro Santa Rosa CLIENTE REPETIDOR

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16 CCSS Breña SERVIDOR CABECERA

El sustento técnico y la justificación de esta distribución esta detallada en “2.0 ESPECIFICACIONES TECNICAS DEL SISTEMA DE TELECOMUNICACIONES” de este mismo documento

1.5.1.2 Comunicación principalLa interconexión hacia el Centro de Servicios de Breña, se hará

a través de la cabecera del grupo de telemetría y este a su vez se enlazará con el Centro de Control de la Atarjea, pasando previamente por el Centro de Servicios de Villa el Salvador.

Es requerimiento de Sedapal que cada grupo de Telemetría envíe su información en forma independiente, sin que la caída de un grupo hídrico afecte a otro grupo de ser el caso.

El medio de transmisión desde el Centro de Operaciones Principales COP Atarjea hacia el Centro de Servicios de Breña, se utilizará el sistema existente de SEDAPAL, pero será necesario agregar algunos equipos de ruteo de la data y equipos de monitoreo, lo cual se menciona en el punto “2. ESPECIFICACIONES TECNICAS DEL SISTEMA DE COMUNICACIÓN” de este documento.

Por estos Radios Modem se transmitirá con protocolo abierto MODBUS TCP y deberán soportar protocolos de seguridad de última generación que hagan del sistema una red cerrada, asimismo, las radios serán capaces de interoperar con la norma IEE802.11b y IEE802.11g, IEE802.11i (Seguridad de encriptación) y normas EMI IEE 1613, IIEE61850, IEC 61800-3 (Variadores electrónicos) IEE 61000-6-2 (industria en general) Snooping,WPA2, IEE 802.1d ,VLAN ,con caja impermeable del tipo industrial y deberá mantener la estabilidad del enlace, corrección de errores en la transmisión, manteniendo la tasa de error aceptable y compatible con otros estándares industriales como modos de acceso de punto y estarán en condiciones por ancho de banda para transmitir Data, Audio y video.

Asimismo cada punto deberá tener la funcionalidad de convertirse en repetidora es decir el sistema de radio ante falla soportara redundancia de comunicaciones re-ruteando (enviara la data por diferentes caminos según programación),utilitario que podría ser utilizado en algún momento, deberá tener como salida de potencia 1Watt máxima, será una radio industrial y compatible con proveedores de diferentes plataformas (Rockwell, Schneider, Siemens, ABB, etc.) debiendo soportar la instalación de antenas externas, comunicación punto a punto y punto multipunto, soportar y transferir en formatos UDP y ETHERNET II incluido pero no limitado a TCP/IP y funcionamiento con interface serial RS-232, simultáneamente Deberá tener indicadores de Transmisión, recepción, error, indicador de 10/100 base

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AUTOMATIZACION

T ,asimismo operar entre -30 y 60 grados centígrados o mejor, protección nema 4 mínimo, con carcasa resistente a impactos en cuanto a sensibilidad, la selección de canales y polarización de antenas estará en función al estudio de comunicación para las diferentes zonas y las respectivas pruebas de campo para verificar, y validar la confiabilidad del sistema.

El manejo de la red compuesta por las Radios Industriales, debe ser supervisado por el software de monitoreo de la radio, la cual permitirá recabar información como: Diagnósticos, Reportes, Funcionamiento de los equipos y Esquema de la red. Además este software debe poder ser configurable para limitar el acceso solo a Usuarios autorizados.

2. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DEL SISTEMA DE TELECOMUNICACIÓN

2.1. OBJETIVOS

Establecer, en base a estándares internacionales mandatorios, las especificaciones técnicas de diseño a nivel de ingeniería básica, del Sistema de Telecomunicaciones para el “Ampliación y Mejoramiento de los Sistemas de Agua Potable y Alcantarillado del Esquema Pucusana” y su correspondiente red de radio enlaces, para la transmisión de datos de supervisión y control, que intercomunicará todas las estaciones hidráulicas (Reservorios y Cisternas) entre sí, permitiendo la operación y control de los esquemas hidráulicos y la interconexión a la plataforma de transmisión de datos del Centro de Control de Sedapal, ubicado en la La Atarjea, distrito El Agustino..

Para esta aplicación, se presentan los cálculos usados para el diseño de los radio enlaces y de radio propagación, como herramienta de diseño y de uniformización en el desarrollo de las propuestas

2.2. ALCANCE DEL PROYECTO

Las estaciones consideradas en este estudio y que tendrán que ser integradas al Scada Survelant del centro de control de la Atarjea son las siguientes:

RED AGUA POTABLE COORDENADAS UTM

SEDAPAL

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AUTOMATIZACION

ITEMNOMBRE DE ESTACION

1 PP-01 18L 308401.4262 mE 8617820.0000 mN2 PP-02 18L 308611.7030 mE 8618010.8280 mN3 PP-03 18L 308608.5357 mE 8618000.8203 mN4 PP-04 18L 308660.9148 mE 8618244.2319 mN5 PP-05 18L 308484.9899 mE 8618981.0008 mN6 PP-06 18L 308220.0952 mE 8619213.5632 mN7 RAP-01 18L 308656.7207 mE 8620934.1372 mN8 RAP-02 18L 305151.0321 mE 8618890.5492 mN9 R-1000 18L 305021.9599 mE 8619387.7443 mN

10 R-300 18L 309487.0183 mE 8620522.6598 mN11 EB-01 18L 305026.5232 mE 8618731.7764 mN

12 PTAP PUCUSANA 18L 309352.3449 mE 8619898.7305 mN

2.3. CONSIDERACIONES IMPORTANTES

Se debe considerar el suministro e instalación de torres ventadas nuevas, pero semi-pesadas con tramos tipo Z, para la estación repetidora Cerro Papa RP-08 (Villa el Salvador), por motivos que la torre existente ya están en mal estado y además para garantizar una altura mayor de la torre y tener una buena línea de vista, la misma que debe ir dentro del perímetro de propiedad de Sedapal en esta Estación.

2.4. HERRAMIENTAS PARA LA REALIZACIÓN DE CÁLCULOS

Para la realización de los cálculos de la línea de Fresnel y cálculos de propagación se utilizó el software de Diseño de Redes Microondas PathLoss V.4.0.0, el cual usa la base de datos de la NASA en formato SRTM3 (resolución de 90m), la cual es de uso difundido entre los software de cálculo de radiopropagación.

Para la representación gráfica de los esquemas hídricos se utiliza el Google Earth versión 7.1.2.2041

2.5. DISEÑO DE RADIOENLACES EN EL ÁREA DEL PROYECTO

Estaciones del SistemaEl cálculo de las radios enlaces toma en consideración la operación de

las siguientes estaciones:


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1 PP-01 CLIENTE

2 PP-02 CLIENTE

3 PP-03 CLIENTE

4 PP-04 CLIENTE

5 PP-05 CLIENTE

6 PP-06 CLIENTE

7 RAP-01 CLIENTE REPETIDOR

8 RAP-02 CLIENTE

9 R-1000 CLIENTE

10 R-300 CLIENTE

11 EB-01 CLIENTE

12 PTAP PUCUSANA SERVIDOR CABECERA

13 Cerro Papa CLIENTE REPETIDOR

14 CCSS Villa el Salvador CLIENTE REPETIDOR

15 Cerro Santa Rosa CLIENTE REPETIDOR

16 CCSS Breña SERVIDOR CABECERA

Centro de Servicios de Llegada Centro de Servicios de Breña

Centro de Control Principal Atarjea.

Cabecera de grupoEs aquella estación dentro del grupo de telemetría en la cual estará ubicada la radio maestra o concentradora, que realizará el mapeo y solicitud de información a estas otras radios clientes.

2.6. ZONA DEL PROYECTO

A continuación se muestra la zona de estudio utilizando la herramienta Google Earth versión 7.1.2.2041

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AUTOMATIZACION

Fig.1: VISITA GENERAL DE LAS ESTACIONES DEL GRUPO HIDRICO

2.7. LÍNEAS DE VISTA Y NIVELES DE FRESNEL

Se ha determinado la posición geográfica con sus coordenadas sexagesimales y su altura respectiva (ver Tabla 1), estos datos geográficos fueron extraídos de los planos topográficos del proyecto, se han utilizado imágenes satelitales del programa Google Earth versión 7.1.2.2041, asimismo se ha realizado los cálculos de perfil con un software de diseño de redes microondas PathLoss V.4.0.0 para determinar la zona de claridad de los enlaces de todos los grupo de las estaciones y definir las altura de torres requerida para cada estación así como los cálculos de propagación.

En estos sitios se ha hecho un estudio teórico de propagación RF y cálculo de la línea de vista para la banda no licenciada de 915-928 MHz que es la que se especifica para este proyecto dentro de los grupos hídricos y un enlace redundante 1+1 entre las estaciones (Repetidor y Cerro Santa Rosa).

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AUTOMATIZACION

En el Anexo Nº 1 se muestran los cálculos de perfil para todos los grupos hídricos el cual sirve para determinar la altura de las torres para cada estación del proyecto.

2.8. CÁLCULOS DE RADIO-PROPAGACIÓN

Fundamento Teórico

Cálculo de condiciones de visibilidad Trazados cada uno de los perfiles que en principio pueden determinar la ruta del sistema radioeléctrico, se presenta el problema de verificar la validez de los mismos desde un punto de vista radioeléctrico. Este es el objeto del cálculo de las condiciones de visibilidad que por otra parte nos permitirá la altura mínima necesaria a la que deberá colocarse las antenas radiantes. Los parámetros o variables que se presentan en el cálculo en cuestión se relacionan y estudian a continuación:

1. Frecuencia de trabajo del enlace.2. coeficiente de corrección de radio terrestre.3. Distancia entre estaciones que delimitan el enlace.4. Altitud de las estaciones sobre el nivel del mar.5. Altitud de los obstáculos posibles del trayecto.6. Distancia de cada uno de los obstáculos a las estaciones.7. Cálculo de los parámetros del enlace

Pérdida en la trayectoria de espacio libre [Lp]

Se define como la pérdida incurrida por una onda electromagnética al propagarse en línea recta a través del vacío, sin atenuación por absorción y reflexión debidas a objetos cercanos. Estas pérdidas dependen de la frecuencia, y aumentan directamente con la distancia.

Se calcula con la siguiente ecuación de Friis:

En dB, obtenemos

Donde: f es la frecuencia [Hz].

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Lp=( 4 π Dλ )

2=( 4 π f D

c )2

Lp=20 Log(4 π f Dc ) [dB ]

hojasconárboldBdfA pveg ],[39.0 25.039.0

hojasárboldBdfA pveg sin],[39.0 59.018.0


AUTOMATIZACION

D es la distancia entre las antenas [m]. c es la velocidad de la luz [3X108 m/s].

Pérdidas por vegetaciónExisten varios estudios sobre la influencia que ejerce el tamaño, la densidad, el tipo y la forma de vegetación en la atenuación que sufre la señal al propagarse por áreas con vegetación. El modelo expresado en la siguiente ecuación se aplica para el rango de frecuencias de 200 MHz a 95 GHz.

DondeAveg es la atenuación por vegetación [dB]f es la frecuencia [GHz].dp es la altura de la vegetación [m].Según estudios realizados el modelo que logra una predicción más cercana a la realidad es el siguiente y se recomienda para el rango de frecuencias de 10 a 40 GHz.

Margen de desvanecimiento (Fm)Es un “factor de acolchonamiento” incluido en la ecuación de ganancia del sistema que considera las características no ideales y menos predecibles de la propagación de ondas de radio

, tal como la propagación de múltiples trayectorias, sensibilidad a superficie rocosa, condiciones climatológicas, objetivos de confiabilidad y es válido para una distancia máxima de 400 Km . El Fm se calcula como:

Donde:D es la distancia entre las antenas Tx y Rx [Km]

.f es la frecuencia del enlace de microondas [GHz].

R es el objetivo de confiabilidad del enlace, (ej. 99.99% R=0.9999).A es el factor de rugosidad de la trayectoria.

= 4 sobre agua o terreno muy parejo

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7011061030 101010 RLogfBALogDLogFm

E f e c t o d e l at r a y e c t o r i a

S e n s i b i l i d a d a lT e r r e n o y a l c l i m a

O b j e t i v o s d ec o n f i a b i l i d a d

C o n s t a n t e

7011061030 101010 RLogfBALogDLogFm

E f e c t o d e l at r a y e c t o r i a

S e n s i b i l i d a d a lT e r r e n o y a l c l i m a

O b j e t i v o s d ec o n f i a b i l i d a d

C o n s t a n t e

[dB]

Aveg=0 . 2 f 0 . 3dp0.6 [dB ]


AUTOMATIZACION

= 1 sobre terreno normal= 0.25 sobre terreno montañoso o muy disparejo.

Umbral del receptor, o Sensibilidad del receptorEs la potencia mínima de portadora de banda ancha (Cmin) a la entrada de un receptor que produzca una salida útil de banda base, esta se puede calcular con la siguiente ecuación:

Donde:

CN es la relación portadora a ruido del receptor.NdBm es la potencia de ruido del receptor [dBm]

NF es la figura de ruido del receptor [dB]

Potencia del transmisor

Altura de las torres

A distancias mayores de 10 Km se debe tomar en cuenta el radio de curvatura de la tierra para garantizar que haya línea de vista entre las antenas Tx y Rx.

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Cmin=CN

+N dBm+NF [dB ]

Pt=Gs+Cmin [ dBm ]

rt ddd


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Figura 2: Altura de las Antenas para Librar elRadio de Curvatura de la Tierra

El radio horizonte de línea de vista para una sola antena es:

Para una antena Tx y Rx, la distancia entre las dos antenas se expresa como:

Y en función de ht y hr se expresa como:

Donde: d es la distancia entre las antenas [millas]. ht, hr son las alturas de las antenas Tx y Rx en [pies]

2.9. CÁLCULOS PREVIOS DEL ENLACE DE RADIOFRECUENCIA

2.8.1 Cálculo de radioenlaces: balance de potencias

El cálculo del balance de potencias es el procedimiento que se utiliza normalmente para estimar de una manera rápida si un radioenlace funcionará correctamente. No obstante, debe tenerse en cuenta que se trata de un cálculo teórico, y que por lo tanto está sujeto a variaciones debidas a múltiples factores: apuntamiento de las antenas, reflexiones, interferencias no deseadas, etc. Se puede utilizar durante la fase inicial de diseño del radioenlace, pero en cualquier caso habrá que realizar las oportunas comprobaciones, medidas y ajustes

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d=√2h

d=√2ht+√2hr


AUTOMATIZACION

durante la posterior fase de instalación para asegurar el buen funcionamiento del sistema.

El resultado final de los cálculos es el margen resultante, cuyo valor nos proporciona información acerca del correcto funcionamiento del sistema desde un punto de vista teórico. En la práctica, los radioenlaces se suelen diseñar para obtener un Margen de Operatividad del Enlace (Margen de Desvanecimiento o Fade Margin) de unos 10-15 dB, aunque este valor es muy dependiente de la distancia, frecuencia y tipo de sistema.Para asegurar los estándares de confiabilidad requeridos por Sedapal, el diseño de los radio enlaces para este proyecto considera márgenes de desvanecimiento superiores a 20dB.

Para el cálculo del margen de desvanecimiento de un enlace de radio se requiere conocer:

Potencia de radio modem: 20 a 30 dBm (100mW hasta 1W) (dato extraído de la hoja técnica)

Sensibilidad del radio modem: -106 dBm @ 19.2 kbps @ 1 x 10 -6 BER / 25Kh.

Frecuencia de operación: 400-430Mhz

Ganancia de las antenas a usar: 10 dBi (seleccionado por el diseñador)Este es un valor de ganancia usado en los cálculos y se debe tomar como referencia inicial, el instalador puede considerar un valor diferente pero siempre respetando el margen de desvanecimiento mínimo y la PIRE máxima de acuerdo a ley (36 dBm)

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AUTOMATIZACION

Pérdidas del cable coaxial: 0.089 dB/metro (dato de cable LRM-400) como mínimo.Esto será determinado con un estudio complementario teniendo las longitudes exactas.

Pérdidas en circuitos derivados: 4 dB (dato establecido por el diseñador)Este valor considera las pérdidas en los conectores coaxiales, protectores coaxiales, látigos u otros accesorios que conforman el circuito de conexionado hasta la antena.

Distancia del enlace: Definido a partir de las coordenadas geográficasPara la obtención de los márgenes de desvanecimiento para cada enlace se ha hecho uso del software de diseño de redes microondas PathLoss V 4.0.0.

En el Anexo Nº 1 se muestran las hojas con los reportes de cálculos de radio propagación (márgenes de desvanecimiento y confiabilidad para el nivel de umbral del equipo de radio).

2.10. EQUIPAMIENTO PARA RADIO ENLACES

2.10.1. Especificaciones de Radio Modem

El radio MODEM seleccionado para los enlaces al interior de isla hídrica debe cumplir las siguientes especificaciones generales:

1. Usará la técnica de modulación QAM2. Usará la banda licencia de 400-430MHz3. Debe poseer interfaces Ethernet para transmisión de datos y serial para configuración local.4. Debe poseer altos niveles de seguridad y encriptación5. Debe poseer capacidad de diagnóstico remoto abierto.

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A continuación se detalla las características de las radios tanto para cliente como para maestra.

TABLA 1

400 - 430 MHzBANDASTipo Radio Industrial

Aplicación Telemetría SCADA

Montaje Tablero Indoor

canales que puede usar 12.5 / 25 KHz

Modulación exponencial: QAM/ 16QAM / 32 QAM / 64 QAMRango Mínimo 25 Km

Velocidad RF (Efectivos) 64 kbps (mínimo)

Configuracionesdisponibles Ethernet y Serial como estándar

Radio

Ciclo de Trabajo Continuo

Potencia 20 a 30 dBm (100mW hasta 1W) Valor mínimo

Multivelocidad La maestra deberá tener multivelocidad de comunicaciones de la maestra con las remotas.

Backup Swiching Time 5 seg

Impedancia 50 ohm

Sensitividad (mínima) -106 dBm @ 19.2 kbps @ 1 x 10 -6 VER / 25 kHz

Interface Física

Ethernet 10/100 BaseT

SerialCOM1: RS232COM2: RS232/RS485velocidad minima 38,400 bps

Antena conector: RP-TNC / TNC / SMA / N

Ganancia de Antena (mínima) 10 dBi (antena yagui externa)

LEDs Indicadores de Señales y potencia.

Protocolos

WirelessCSMA/CA

Ethernet IEEE 802.3, IEEE802.1Q (VLAN)

TCP/IP DHCP, ICMP, UDP, TCP, ARP, FTP, HTTP, SNMP, Serial over IP, CRC

Serial serial over IP

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400 - 430 MHzBANDASCapacidad de evitar colisiones Sí

aplicaciones multi maestro Sí

reporte por excepción Sí

protocolos en COM Modbus, IEC101, DNP3, UNI, Comli, DF1, RP570, Profibus

protocolos en Ethernet Modbus TCP, IEC104, DNP3 TCP, Comli TCP, Terminal Server

Repetidores Store-and-Forward cada unidad, ilimitado número

Seguridad

Encriptación AES 128Segregación 802.1Q VLAN

Redundancia 1 + 1 en Maestras y Repetidoras, sintonizadores y fuentes

Administración HTTP, SSH, local console y SNMP.

AmbienteTemperatura -30°C to +70°C

Protección IP 40

Humedad 95% sin condensación

EléctricaAlimentación Maestras y Repetidoras 220 VAC (nativos sin adaptadores)

Alimentación Remotas 10 a 30 VDC (nativos sin adaptadores)

Consideración No se admitirán radios POE ni arreglos similares

MecánicaCase extruded aluminun

Conceptos AdicionalesGarantía Mínima 1 año

Monitoreo Remoto Licencia y Software para todas las ER

Capacitación En fábrica para el responsable (2)

Confiabilidad 99.95% en un periodo meses

Trámites al MTC Asumidos por la Contratista.

*Las radios maestras deberan ser rackeable en 19", redundancia en sintonizadores y fuentes (nativas a 220 VAC).

2.10.2. Especificaciones de Switches para los tableros de control en las estaciones remotas

I. DENOMINACION AMPLIADA:SWITCH LAN FASTETHERNET 8 a más PUERTOS RJ-45 10/100 Mbps (para las estaciones Maestras y cabeceras deberán ser 1000 Mbps con posibilidad de ruteo – Capa 3) AUTOSENSING, CAPA 2 Y 3.

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II.- ESPECIFICACIONES TECNICAS

Estrictamente SWITCH del tipo industrial para ser montado en tableros de Telemetría (din/rail)

SWITCH administrable con operación mínima en la capas 2 y 3 del modelo OSI.

Configuración de puertos rj-45 10/100 MBPS con auto detección. Auto negociación FULL/HALF-DUPLEX en todos los puertos. Leds indicadores de velocidad 10/100. Operación entre 10 – 24 VDC y de -40 a 70 °C. Fuentes redundantes. Protocolos de ruteo dinâmico RIP v1/v2, RIPNG y EIGRP. Incluye mecanismos de protección contra DOS. Soporte de ACLS por puerto, basados en información mínima de capa 2,

3 y 4. Debe permitir la administración a través de interface WEB, CLI, SNMP,

TELNET y utilitarios Windows. Debe soportar protocolos TCP, UDP, ARP, RARP, FTP/TFTP, DHCP, SSH,

RMON. Deberá cumplir los protocolos industriales: UL 508, CSA 22.2 / 142,

EN60204-1, EN61010-1, EN61131-2, EN61140, IEC 61850-3 (substations), IEEE1613 (substations), NEMA TS-2 (ITSS), EN50155 (RAILWAY), ODVA COMMON INDUSTRIAL PROTOCOL, IEEE 1588V2, PROFINET IO.

Certificaciones de inmunidad: EC61000-4-2, IEC61000-4-3/ENV50204, IEC61000-4-4, IEC61000-4-5, IEC61000-4-6.

Estándar de certificación de emisiones electromecánicas: FCC PART 15 CLASS A, EN 55022: 1998 (CISPR22), EN 55024: 1998 (CISPR24), VCCI CLASS A, AS/NZS 3548 CLASS A, CE, CNS 13438 CLASS A, MIC, EN 50081-2, EN 50082-2, EN 61131-2, EN 61326-1, CISPR11.

Configuración y administración de VLANS. Funcionalidad de QOS MULTILAYER. Clasificación de tráfico basada en

direcciones MAC de origen y destino (capa 2), direcciones IP de origen y destino (capa 3) y puertos TCP/UDP (capa 4).

Mínimo 4 colas de priorización por puerto. Control de tormentas de BROADCAST, MULTICAST por puerto Garantía de funcionamiento 24 x 7, incluyendo soporte técnico y

actualización de versiones por 24 meses. Certificación de fábrica en administración y configuración de los equipos

para el responsable de telemetría.

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2.10.3. Especificaciones de Switches para las Estaciones Maestras, y Centros de Servicios

I.- DENOMINACION AMPLIADA:Switch LAN Fast Ethernet de 48 puertos L3 RJ-45 10/100/1000 Mbps autosensing, soporte de puertos configurables 1000 base – SX / 1000 base – TX. Con licencia ilimitada incluida de ser necesario para operar en Capa 3.

II.- ESPECIFICACIONES TECNICASSwitch Fabric Igual o Superior a 160 GBPS.Memoria Dram 256 MB Mínimo.Memoria Flash 64 MB Mínimo.Velocidad de Transmisión de 101 MPPS Mínimo nonblocking.Switch Administrable con operación en las Capas 2 y 3 (Modelo OSI) con licencias instaladas y operativas.Configuraciones 48 puertos 10/100/1000 Mbps con auto Detección.4 puertos SFP para módulos de 1Gbps de los cuales 2 puertos de ellos deben soportar como mínimo módulos de 10Gbps. 1 Modulo 1 GB SX Multimodo.Puertos Auto negociación Full Dúplex / Half Dúplex.Auto MDI/MDX Automática.MTBF No Menor a 171,000 horas.Leds Indicadores de Velocidad.Voltaje de Operación entre 90 a 220 Vac.Fuente de Alimentación Redundante Instalada y Operativa.Cumplimiento de la Norma EEE 802.3az.Switch Rackeable en Gabinete de 19” Pulgadas.Protocolos de Ruteo Dinámico RIP V1/V2.Incluye RFC 3580 Protección de Password (Encriptado).Autenticación de Usuarios y Teléfonos IP.Soporte ACL por puerto, basados información Capa 2,3 y 4.Administración vía WEB, CLI, SNMP.Protocolos Instalados y Operativos : 802.3ad, 802.1w, 802.1d, 802.1s, 802.1p, 202.1Q, 802.3ab, 802.1x, 802.3z.Debe de soportar los protocolos TCP, UDP, ARP, RARP, FTP, TFTP, DHCP, SSH, RMON.Manejo Mayor o Igual a 8000 Mac Address.

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Configuración de Vlans no menor a 1000 con 256 Vlans activas como mínimo.Configuración de Vlan Tags no menor a 4000.Soporte para operación y administración en STACK con soporte para 6 Switches como mínimo.Modulo y Cables de Stack Incluidos.Funcionalidad de QoS Multilayer.Clasificación de Tráfico Basado en Direcciones MAC Origen y Destino Layer 2.Clasificación de Tráfico Basado en Direcciones IP de Origen y Destino Layer 3.Clasificación de Tráfico Basado en Puertos Origen y Destino Layer 4.Clases de Servicio Basado en Puerto; 802.1p VLAN priority based; IPv4/v6 IP precedence/ToS/DSCP based; DiffServ; classification and re-marking ACLs.Mínimo 8 Colas de Priorización por Puerto.Control de tormentas de Broadcast y Multicast por puerto.Soporte SNMP versiones 1, 2c, y 3 con soporte de traps.Soporte de Monitoreo de trafico vía Netflow, Sflow instalado y operativo.Software de Monitoreo Netflow o Sflow Instalado y Operativo.Soporte IPV4 e IPV6.Soporte STP, RSTP.Port Security.DHCP Snooping.Dynamic ARP Inspection (DAI).IP source guard.Prevención de Ataques DoS.Configuración de Rutas estáticas.Soporte para Actualización vía Navegador web (HTTP / HTTPS) y TFTP para actualizaciones de firmware.Capacitación por personal certificado en fábrica en administración y configuración de los equipos.

2.10.4. Especificaciones de equipo para RED MPLS, para interconexión con el centro de servicio y el COP- ATARJEA

02 Tarjetas de interconexión de 8 puertos GE 100/1000 BASE-X R2 para la red MPLS existente de Sedapal.

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Soporte de MPLS, soporte para SYSLOG, soporte ipv6, class-based weighted fair QUEUING (CBWFQ), weighted random early detection (WRED).Operación entre los 90 y 240 VAC.Garantía de funcionamiento 24 x 7, incluyendo soporte técnico y actualización de versiones por 24 meses.Certificación de fábrica en administración y configuración de los equipos

2.11. CONSIDERACIONES GENERALES PARA EL SISTEMA DE TELECOMUNICACIÓN

2.11.1. CRITERIOS PARA LAS ESPECIFICACIONES TECNICAS PARTICULARES. El equipamiento requerido estará basado en la tabla de Equipos

indicados en la Tabla 1, en la sección 2.10.1 Especificaciones de Radio Modem de este mismo documento; tanto para las radios Maestras como para las Remotas. El sistema se comunicará vía MODBUS TCP, y para la gestión de activos vía Red Ethernet con protocolo industrial abierto de ser el caso, asimismo se tendrá redundancia 1+1 entre la estación Repetidor y el Cerro Santa Rosa-Atarjea.

El postor ganador presentará su topología de Comunicaciones propuesta, en configuración punto a punto basándose en el esquema hidráulico y la red de telemetría, así como en los estudios de radio propagación para cada uno de los enlaces propuestos en el sistema, cumpliendo con lo siguiente:- Cálculos de radio propagación teórico (donde se presenten los

cálculos de disponibilidad esperados por cada enlace del sistema lo cual no debe ser menor a 99.95%) y de la zona de Fresnel (zona de despeje mínimo), que justifique la altura mínima de la ubicación de antena direccional sobre el nivel de referencia.

- A fin de homologar los cálculos de propagación RF que se presenten se deberá considerar que para el criterio de diseño será que el Margen de Desvanecimiento del enlace (conocido como fadding margin) deba ser superior a 30dB para enlaces menores a 5Km y el Margen de Desvanecimiento deba ser superior a 25dB para enlaces superiores a 5Km. A mayor margen de desvanecimiento se obtiene un enlace más consistente.

- Además debe realizar de manera obligatoria estudio de campo utilizando analizador de espectro homologado por MTC y debidamente calibrados.

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El Periodo de Prueba de Estabilidad del Sistema, será de 60 días calendario por 24 horas con una disponibilidad del 99.95 % en cada enlace, previo a la conformidad final.

El sistema de comunicaciones que proponga el postor ganador deberá de ser aprobado por SEDAPAL previo a la instalación.

La radios Ethernet, deberán tener habilitada la gestión de administración remota a través de los protocolos SNMP v1/v2/v3, SSH, HTTPS y Telnet”.

Los niveles de seguridad que deberán contar las radios Ethernet, serán a través del protocolo AES128 y Tecnología FHSS.

Las radios deberán contar con protocolos nativos (IEEE802.3, Ethernet II) y TCP/IP (ICMP, UDP, TCP, AP, SNP, TFTP).

Las torres para las antenas en las estaciones remotas y repetidoras para este proyecto, serán torres ventada semi-pesada con base triangular de 30x30cm, parantes en tubo estructural de 1”x 2 mm. de espesor, pasos horizontales en fierro redondo lizo de 3/8”, refuerzo diagonal en fierro redondo lizo de 3/8”, incluye accesorios de montaje como: cable acerado, templadores de ½’’ en acero inoxidable, pernos y arandelas en acero inoxidable, planchas triangulares para anclaje. Además Pintado de tramos de torre con base epóxica tipo protección marina y con esmalte industrial (naranja y blanco), de acuerdo a lo estipulado en las Normas de la Organización Aeronáutica Civil – OACI.

II.- CAPACITACION Capacitación en fábrica para 02 representantes de SEDAPAL, asumiendo

el contratista el costo integral de esta capacitación

III.- MONITOREO

Se suministrará un software de monitoreo Remoto a través de protocolo SNMP v1/v2/v3 (tendencias, históricos, log, etc), con el número de licencias que permita la administración de todas las estaciones del sistema.

Para la Instalación del software de monitoreo deberá de suministrar e instalar una estación de trabajo can las siguientes características: Procesador Intel i7 o más, Memoria RAM de 8 GB expandible a 32 GB, HD de 1TB, Multigrabador Blue Ray &. OVO, Tarjeta de Video de alta definición mínimo de 1 GB de memoria con HDMI (incluye cable HDMI), monitor de 30· con entrada HDMI y cables, Licencias de Windows 7 y Office 2010.

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Para el diagnóstico y soporte en campo, deberá de suministrar una computadora portátil con las siguientes características: Procesador Intel i7 o más, Memoria RAM 4 GB o más, HD de 1 TB, Multigrabaclor Blu Ray, cables USB I Serial, maletín. Licencias de Wlndows y Office

Las Radios Ethernet deberán contar con una garantía de fábrica no menor a 2 años. Se deberá especificar el tipo de soporte post venta.

El cableado estructurado a realizar y las antenas deberán de cumplir con los mínimos de estándares de la IEEE a fin de garantizar un óptimo enlace. Esto deberá ser supervisado y evaluado por el ETE.

Se deberá considerar de acuerdo al estudio de campo las ganancias más óptimas para las antenas, así como su orientación y altura, teniendo en consideración como mínimo deberán ser de 18di.

Toda la implementación y el arreglo, deberá cumplir estrictamente con todos los lineamientos del Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones.

Las Radios Ethernet deberán contar con una garantía de fábrica no menor a 2 años. Se deberá especificar el tipo de soporte post venta.

Luego de la implementación de todo el esquema se deberá realizar una prueba de confiabilidad de las comunicaciones a un 99.95% a través del software de monitoreo a suministrar a fin de emitir un informe final, previo a la recepción, cabe indicar que este periodo no deberá ser menos a 2 meses como se estipula por la IEEE.

Las radios deberán ser montadas en interiores y toda la indumentaria necesaria (cables coaxiales y conectores) deberán ser de marcas reconocidas y de la mejor calidad posible.

En caso de contar con sub estaciones eléctricas aéreas, se deberá considerar para la ubicación de la torre una distancia no menor a 5 mt a fin de evitar las interferencias por campo magnético. La misma que, deberá ser de hierro galvanizado de 25 cm se separación, la altura dependerá del estudio de campo.

Todo el planteamiento de este esquema deberá ser evaluado y supervisado por el especialista del ETE.

Toda la implementación y el arreglo, deberá cumplir estrictamente con todos los lineamientos del Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones.

La comunicación de todos los Sistemas de Comunicaciones del presente esquema se deberá integrar a la red de comunicaciones de sitio más próximo de Sedapal, el cual será determinado del estudio de campo.

Todo el diseño de comunicaciones debe ceñirse a lo descrito el GPOET006 (última versión vigente), respetándose el diseño de la

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redundancia (1+1 o Medge) a nivel de diseño de comunicaciones y hardware de radios (sintonizadores, fuentes, antenas, etc.).

De acuerdo a lo descrito en las necesidades técnicas es necesario aclarar que las infraestructuras de Sedapal y sus estaciones remotas existentes se podría utilizar como punto de repetición solo como ubicación y no la reutilización de la infraestructura, por lo que las estaciones remotas del presente esquema que requieran de ello, deberán contemplar sus propias infraestructuras, tableros, conexiones, antenas, cables, etc.

El equipamiento a utilizar en las estacione remotas (Radios, Router, Switches, etc) deberá cumplir lo descrito en el GPOET006 (última versión vigente).

De acuerdo a la propuesta se deberán incluir los sistemas de comunicaciones y su integración a los sistemas SCADA de todas las estaciones consideradas en el presente proyecto y se debe presentar el “Back Bonne” detallado para su aprobación respectiva.

Todos los trabajos que conciernen al sistema de comunicación deben ser estrictamente coordinados con el ETIC (EQUIPO DE TECNOLOGIA DE INFORMACION Y COMUNICACIONES) de SEDAPAL.

3. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE MATERIALES Y EQUIPOS DE AUTOMATIZACIÓN

3.1.ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DEL TABLERO DE CONTROL Y RECTIFICADOR

3.1.1. Sistema rectificador y alimentación interrumpida en DC para los Tableros Rectificadores

Está conformado por los siguientes componentes: dos fuentes de alimentación de 220Vac a 24Vdc, dos módulos de UPS-DC y dos modulo de baterías, los mismos que se interconectarán para trabajar en redundancia, pero sólo 01 a la vez, además se debe garantizar un funcionamiento de 8 horas de autonomía, además el UPS DC debe contar con interfaz Ethernet con opción a monitoreo remoto a través del protocolo SNMP.

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Fuente de alimentaciónSus características mínimas son:

Voltaje Nominal de entrada 100–240 V AC

– rango máximo: 85…264 V AC

Red de amortiguación: > 40 ms (a 230 V)

Valor nominal de frecuencia de línea: 50/60 Hz

Valor de la corriente nominal de entrada 7.7/3.5 A

– Pico de corriente (25 °C/77 °F ) < 60 A

Voltaje Nominal de salida 24 V DC

– tolerancia ± 3%

– Rango seteado 24 … 28.4 V

Valor de la corriente nominal de salida 20 A

Valor aprox. de la eficiencia nominal 89%

Protección electrónica de corto circuito Si, corriente constante

RI especificaciones (EN 55022) Clase B

Grado de protección (EN 60529) IP 20

Temperatura de ambiente –0...+60 °C

Aprobaciones UL, cUL, CE, FM, GL

Módulo de UPS-DC

Voltaje Nominal de entrada 24, 22…29 V DC

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Almacenamiento principal Depende de las baterías

Valor de la corriente nominal de entrada 15A

– Pico de corriente (25 °C/77 °F ) < 60 A

Voltaje Nominal de salida 24 V DC

Valor de la corriente nominal de salida 15 A como mínimo.

Valor aprox. De la eficiencia nominal 96%

Protección de sobrecarga y cortocircuito Electrónica y restauración automática

Protección de polaridad inversa Contra la tensión de entrada y contra la conexión de las baterías

Protección de descarga total Apagado automático cuando el voltaje de la batería aprox.< 19 V

Grado de protección de ruido/ inmunidad a la interferencia(EN 55022)

Clase B

Grado de protección (EN 60529) IP 20

Temperatura de ambiente 0...+60 °C

Aprobaciones UL, cUL, CE

Alarmas e indicadores de estado Relés de salida indicadores de alarma y estado

Interfáz de comunicación

Sí, Relés de salida y leds indicadores de alarma y estadoEthernet y USB.

Módulo Batería de DC para una reserva de 8 horas

Cantidad de baterías 2

Voltaje nominal por batería 12 V

Capacidad40Ah@ 20hr-rate to 1.75V por celda como mínimo.

Peso (kg) Aprox. 14.5kg

Corriente máxima descarga (A) 400A (5sec)

Resistencia interna Aprox. (mΩ) Aprox. 7.0 mΩ

Rango de temperatura de operación Descarga: -15 ℃ ~50 ℃Carga: -15 ℃ ~40 ℃

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Voltaje flotante de carga 13.5 to 13.8 VDC/a 25ºC

Limite de corriente máxima cargando12A

Terminales B2-L terminals aceptan M5

Material

ABS(UL94-HB/File E50263)*Material no inflamable (UL94-V0/File E88637).

Mantenimiento

10 años libre de mantenimiento a operaciones normales de carga

Operatividad Recargables, alta eficiencia y a prueba de fugas

3.1.2 Limitador de sobretensión para voltajes transistorios.

Voltaje de entrada 240 Vac, Single Phase 0-260 VRMS

Máxima operación de voltaje continuo (MCOV) 240 Vac - 275 VRMS

Frecuencia de línea 47-63 Hz

Tipo de montaje y conexión Montaje en riel DIN, conexión con terminales tornillos para cable #12 AWG.

Corriente de Entrada máxima 20 A

Configuración de fases 2 hilos + tierra

Modos de protección Varios modos: L - N, L - L, L - G, N-G

Safety Agency Approvals UL 1449

UL 1449 (2nd Edition)

Clasificación de supresión

120 Vac Normal/modo común 400 Vac

240 Vac Normal/modo común 800 Vac

Indicación de estado LED , contactos forma C

Grado de protección IP20

Tiempo de respuesta < 0.5 nsec

Temperatura de operación -40°C to +60°C

Humedad de operación 0% to 95% no-condensado

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Atenuación de ruido

Modo normal 50 dB Min

Modo común 40 dB Min

Capacidad máxima de sobrecarga actual (8 x 20 µs)

Línea a Neutro 25 kA

Línea a Tierra 25 kA

Tierra a Neutro 25 kA

Garantía de fabricación 10 ños

3.1.3 Controlador Lógico Programable (PLC)

El Controlador Lógico Programable es un PLC modular compuesto por los siguientes módulos: módulo CPU, módulo fuente, módulo de entradas y salidas discretas, módulo de entradas y salidas analógicas, módulo de comunicación de bus de campo propio y módulo Ethernet Industrial que soporte protocolos de comunicación abierto y no propietario como: TCP/IP, Mobus TCP/IP, DNP3. Todos los módulos se conectarán al módulo CPU instalando dichos módulos en un rack físico o lógico extensible.Se solicita que en el programa del PLC, los registros se inicialicen en caliente, y no en frio, cada vez que hay un corte de energía o el PLC se pone en STOP. Contando con una memoria externa mínima de 1 GB.

Hardware de PLC

Debe tener además las siguientes características generales: Capacidad de programación local y remota mediante la red Ethernet con

protocolo TCP/IP. Capacidad de autodiagnóstico. Alimentación 24 V.D.C Deben ser de tipo modular. Manejo de protocolo Profibus D.P a través de modulo integrado en C.P.U ó

modulo adicional. Debe tener capacidad de adoptar nuevas tecnologías de comunicación

sin necesidad de un cambio total del equipo. Debe tener la capacidad de comunicación Modbus/TCP a través de un puerto

Ethernet RJ-45 integrado en la C.P.U. Los módulos de comunicación no deben convertir un protocolo a otro

protocolo (gateways). No debe tener pila de respaldo para las memorias de la CPU, manteniendo el

contenido de la memoria tras desconectar la alimentación y/o tras un re-arranque completo.

Deberá tener una memoria del tipo SD mínimo de 1 GB que permita el almacenamiento de valores de proceso de la estación.

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Los módulos de entradas y salidas discretas deben ser de 24 V.D.C Debe permitir la configuración diagnóstico a distancia gestión de activos a

través de sus puertos Ethernet. La programación del PLC debe realizarse con software de programación de

acuerdo con la norma IEC 61131-3 Debe permitir actualizar su firmware.

La cantidad total de módulos de entrada y salida será de acuerdo a la cantidad de señales que deben llegar o salir del PLC lo cual debe ser definido en el estudio de ingeniería de detalle, pero siempre dejando como reserva mínima 30% de entradas y salidas libres. Todas las señales de entrada y salida deben ser cableadas a borneras antes de salir/entrar del PLC. Todas las señales deben ser debidamente señalizadas y codificadas.

3.1.4 Panel de operador (HMI)

Voltaje de alimentación : 24Vdc (+20.4 a 28.8Vdc)Corriente de consumo : 0.95A aprox.MEMORIATipo de almacenamiento : Flash/RAMMemoria usable para data : 256MBTIEMPOCONFIGURACIONHerramienta de configuración : Mediante Software diferente al

del PLC.DISPLAYTipo de pantalla : SVGA TFT, color, táctil.Tamaño : 10"Resolución : 800 x 600 pixel, 64K coloresLuz de retroiluminación : LED.

MODO DE OPERACIONPantalla táctil : análogo, resistivo

CONDICIONES AMBIENTALESPosición de montaje : VerticalMax. humedad relativa : 85%, no condensadoTemperatura de operación : 0º a 50ºC.

GRADO DE PROTECCIONFrontal : IP66

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Lateral : IP20

INTERFASES Ethernet : 1 puertos RJ-45 de 10/100Mbit, como

mínimoUSB : 2 Interfaces.Serial : RS-232, RS-485

Tarjeta de memoria : Slot para 01 Tarjeta SD.

ELEMENTOS DE IMAGENES: Objetos gráficos : Mapa de bits, iconos, vectores

gráficos.Objetos dinámicos : Gráfico de barras, diagramas,

funciones curvas.

CERTIFICACION : CE, GL, ABS, BV, DNV, LRS, FM Class I Div. 2, UL, CSA, cULus, EX-Zone 2 (available soon), EXZone 22 (available soon, C-TICK, NEMA 4x, NEMA 12.

3.1.5 Switch Ethernet

Debe cumplir con las características técnicas indicadas en el apartado 9.2 “Especificaciones de Switches para los tableros de control en las estaciones remotas” de este mismo documento.

3.1.6 Interruptor termomagnético

Conformidad a las Normas: NBR NM 60898, NBR IEC 60947-2, UL / CSAGrado de Protección: IP20Número de polos: 1polo o 2 polosRango de Voltaje de Operación: 250/440VAC Capacidad de Ruptura: 10kA/220V

3.1.7. Gabinete del tablero de control.

Deberá ser mínima con un nivel de protección IP55, el cual en su interior debe contar con un sistema de Climatización (ventilador, termostato, higrostato y

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resistencia calefactora), según Norma IEC-529, fabricado con polyester reforzado con fibra de vidrio o material similar, de dimensiones que será determinada según ingeniería, color RAL 7032, autoextingible, que soporte temperaturas extremas de servicio de -50°C a 150°C, resistente a la corrosión, elasticidad, resistencia. Todos los gabinetes deben presentar sus certificaciones internacionales UL, CE o certificaciones expedidas por entidades nacionales acreditadas como INDECOPI, UNI o PUCP. El tablero donde se ubica el PLC tendrá en la parte frontal el HMI, los demás tableros adosados serán del tipo muerto.

CONSIDERACIÓN IMPORTANTE: Con referencia a los tableros eléctricos y de automatización, deben ser

certificados por entidades nacionales acreditadas como INDECOPI, UNI o PUCP, después del montaje para evitar malas instalaciones por los contratistas y el uso de materiales que no cumplan con lo requerido por Sedapal.

3.2 3.2 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE INSTRUMENTACIÓN

3.2.1. Medidor de presión dinámica

Entrada : presión relativa y absoluta.Conexión al sistema : Diafragma de acero inoxidable.Conexión eléctrica : 2 Hilos.Precisión : 0.25% del fondo.Bus de comunicación : Profibus DP v1.Tensión de alimentación : 10 a 30 V c.c.Temperatura fluido a medir : -30 a 120°C.Temperatura de ambiente : -25 a 85ºC.Materiales de la parte enContacto con el fluidoConexión al proceso : Acero inox., N° de mat.

1.4571/316TiJunta anular : VitonRango de medición : 0 A 16 Bar.Grado de protección : IP67

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3.2.2. Medidor de presión nivel hidrostático (en la tubería de purga)

Se función es medir el nivel agua en los reservorios, para lo cual se instalará en la tubería de purga según ubicación indicada en los planos eléctricos e hidráulicos, las características técnicas mínimas que debe cumplir son:

Entrada : Presión relativa y absoluta.Conexión al sistema : Diafragma de acero inoxidable.Conexión eléctrica : 2 Hilos.Precisión : 0.25% del fondo.Tiempo de respuesta (10 a 90%) : < 4ms.

Bus de comunicación : Profibus DP v1.Temperatura fluido a medir : -30 a 120°C.Temperatura de ambiente : -25 a 85ºC.Materiales de la parte en Contacto con el fluidoCélula de medida : Acero inox., N° de mat. 1.4571/316Ti Conexión al proceso : Acero inox., N° de mat. 1.4571/316TiJunta anular : VitonRango de medición : 0 A 1 Bar. Grado de protección : IP67

3.2.3. Electrodos de medición de nivel

Electrodo sumergibleLongitud : 83mm x 22mm diámetroMaterial : Polipropileno.Cantidad : 3

3.2.4. Relé de control de nivel por electrodos

Unidad remota de relayControl de Nivel para 2 sensores + 1 referenciaEntrada: 2 electrodos + ReferenciaAlimentación: 24 VdcSalida: 1 Relé SPDT 250 VAC Sensibilidad Ajustable: 5 kohm … 100 kohm Switc h on delay ajustable: 0,5 s … 10 sSwitch off delay ajustable: 0,5 s … 10 s

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Protección eléctrica: Clase II.Temperatura Ambiente. : -10 a 55 º C.Switch temporizado: 0,5 seg on/off delay.Montaje: riel DIN.

3.2.5. Medidor de caudal

Tipo: Electromagnético. Montaje: Sensor + conversor por separado.

a) Sensor

Forma Constructiva Sensor con perforación maciza Cajas y bridas : Acero al carbono, St 37.2 Caja de bornes : Versión estándar de poliamida

reforzada con fibra de vidrio Tubo de medida : AISI 304 (1.4301) Revestimiento : Goma dura NBR (resistente a

hidrocarburos) EPDM Electrodos : Hastelloy C276 o similar Electrodos de tierra estándar : Hastelloy C276 o similarConexión al sistema : Bridas DIN, EN 1092-1, PN16 (230psi)Condiciones de aplicaciónTemperatura ambiente Sensor : -40 ... +100 °C (-40 ... +212 °F)Grado de protección de la caja Estándar : IP67 según EN 60529 / NEMA 4X/6 (1

m H2O para 30 minutos) Opcional : IP68 según EN 60529 / NEMA 6P (10

m H2O continuo)

Certificados y homologacionesHomologaciones : CSA/FM Clase 1, Div. 2Homologaciones para agua potable EPDM : NSF61 (agua fría, EE.UU.), WRAS

(WRC, BS6920 agua fría, GB), homologación ACS (F), DVGW W270 (D), Belaqua (B)

NBR : NSF61 (agua fría, EE.UU.)

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Homologaciones : Directiva de aparatos de presión DGRL/23/CE1), CRN

b) ConversorPrecisión del conversor : +/- 0.1%. Adjuntar certificado de laboratorio calificado.Error de medida máx.

(incluido el sensor de mediday el cero) : 0.25% del caudal

Rango de medición : Mínimo 0,2 m/s. Máximo 10 m/s.Grado de protección : IP67/NEMA 4X según IEC 529 y DIN 40050 1 m H2O 30 min)Programables para totalizador, contador de batch, flujo alto/bajo, error sistema, tubería vacía, dirección de flujo.Comunicación en bus de campo : Profibus DP v1.Fuente : 24Vdc +/- 10%.Material de la caja : Poliamida reforzada por fibras de vidrioAprobaciones : EN50081-1. EN50082-1Display : Retro iluminado LCD con teclado.

Iluminación de fondo con texto alfanumérico, 3 x 20 caracteres para indicar la tasa del caudal, los valores acumulados, los ajustes y los errores. El caudal de retorno se indica por el signo menos.Accesorios de montaje : para montaje en pared.

3.2.6. Detector de intrusión

Detector dual de doble tecnología, Infrarrojo pasivo QUAD y microondas con 52 haces de detección y ángulo

cero. Alcance 15 m. Apertura 105º Ajuste de sensibilidad para el radar Impulsos 1 y 2-3 automático Compensador autom. Bi-direccional de temperatura. V.L.S.I. (Librería de falsas alarmas). Consumo 30 mA. Temp. Ambiente: -20 a 60º C. Alimentación: 24 Vdc. Montaje: Riel DIN

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3.2.7. Alarma sonora y visualConsiste en un sistema conformado por una baliza y una bocina, con las siguientes características.

Bocina tipo audible y estroboscópica, Baliza con luz destellante Alimentación: 24Vdc, para ambos Emisión de ruido mínimo de la bocina: 96dB.

3.3. ESPECIFICACIONES ELÉCTRICAS GENERALES

Las estaciones remotas a instalar en el presente proyecto en lo referente a los Sistemas de automatización deberán contemplar un pozo a tierra de alta resistividad dieléctrica y libre de mantenimiento con cemento conductivo, los de fuerza de 15 Ohm y los de instrumentación de 5 Ohm. Todos los tableros deben estar debidamente aterrados.

El diagrama unifilar de todos los tableros instalados en todas las cámaras de las estaciones remotas de los Sistemas de Agua y Alcantarillado, deberán estar pegados e impresos en papel sticker en la puerta interior de los tableros

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