Digitalização de Subestação

Servidor com Rede PRP

Os métodos de rede padrão são aceitáveis para a maioria dos sistemas SCADA, entretanto em aplicações críticas, precisam de soluções mais robustas. As soluções em conformidade com a IEC 61850 proporcionam uma rede mais confiável e rápida.

PRP (Parallel Redundancy Protocol), também conhecido como "IEC62439-3": é um dos protocolos de redundância que apresenta a maior confiabilidade, isso porque o PRP é considerado um protocolo de redundância com tempo de recuperação de ‘0ms’, pois dispositivos SANs, por meio de RedBoxes, tem seus pacotes duplicados em duas redes.

• Duplicar o pacote na rede;
• Aceitar o primeiro pacote recebido e descartar o segundo pacote; para tanto, uma placa FPGA é utilizada para garantir a alta disponibilidade e a confiabilidade da rede.

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Servidor com Rede HSR

HSR (High-availability Seamless Redundancy), também conhecido como "IEC62439-3": outro protocolo de redundância com tempo de convergência de ‘0ms’ é o HSR.

Assim como o PRP, o HSR envia simultaneamente o mesmo pacote por duas portas distintas, porém, neste caso, a topologia de rede é dedicada para anel; logo, somente dispositivos que suportam HSR podem participar do anel, portanto, os dispositivos SANs são colocados "dentro da rede" apenas com a ajuda dos RedBoxes (Redundancy Boxes); devido sua complexidade, a gestão dos pacotes duplicados é feita com o auxílio de uma placa FPGA dedicada.

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Gateway de Subestação

Um PC na função de concentrador de subestação, geralmente também conhecido como gateway, é o responsável por coletar todas as informações de uma subestação. Através de um sistema SCADA que consegue coletar dados em diferentes protocolos como MMS, DNP3, IEC-101, IEC-104, Modbus entre outros.

Sendo que computadores desempenhando essa função geralmente operam em conjunto, adicionando redundância na aplicação, pois caso uma falha ou mal comportamento aconteça em uma das máquinas a outra assume imediatamente a função de coletar os dados. Existem diversas tecnologias que permitem habilitar essa função de redundância, um exemplo é a tecnologia Teaming que permite adicionar camadas de redundância e maior desempenho nas portas LAN do computador.

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Máquinas de Engenharia

Uma subestação é um ambiente heterogêneo, geralmente existem diversos equipamentos de diferentes fabricantes, nesse sentido para configuração desses equipamentos cada fabricante possui um software específico para seus dispositivos. Em alguns casos quando a subestação passa por um Retrofit, alguns equipamentos legados permanecem operando, quanto mais antigo o equipamento, mais antigo é o Sistema Operacional que é compatível com esse software de configuração.

Por esse motivo uma máquina de engenharia é aplicada em subestações, uma prática mais recente, é a utilização de virtualização nessas máquinas de engenharia, permitindo criar uma máquina virtual para cada fabricante e com isso inclusive instalando múltiplos Sistemas Operacionais nesse ambiente virtualizado, atendendo a necessidade do time de engenharia.

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Máquina de Acesso Remoto

Normalmente as subestações estão sendo operadas remotamente, quando se faz necessário fazer um acesso remoto à rede operativa pelas equipes de engenharia e manutenção, é utilizada uma máquina à parte para realizar esse acesso ao ambiente de subestação.

Geralmente nenhuma máquina dentro de um ambiente de subestação acumula mais que uma função, isso é uma boa prática para evitar problemas de cibersegurança, nesse sentido uma máquina de acesso remoto faz o acesso à rede de operação de maneira segura, geralmente utilizando o protocolo SSH (Secure Socket Shell), que garante que cliente e servidor remoto troquem informações de maneira segura e dinâmica com criptografia.

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IHM Local

As subestações apesar de serem operadas remotamente, também podem possuir operação e supervisão local. Isso se faz necessário por diversos motivos, como por exemplo a equipe de manutenção chega na subestação para fazer serviços no pátio da subestação, para isso eles contam com uma IHM local (Interface Homem Máquina) para que não fiquem dependentes somente da operação remota.

Nesse sentido, essa equipe ganha autonomia para prosseguir com os serviços. Outro ponto é que se a supervisão remota é perdida e existe a operação local, as concessionárias conseguem evitar multas elevadas. Para isso geralmente a possibilidade de instalar um KVM (Keyboard, Video and Mouse) seja no painel perto das máquinas ou utilizando Extensores KVM para outras salas.