Painel de MCC e automação para centro de dados nos EAU | SENTRADO
Um case de sucesso detalhado da solução de automação industrial da SENTRADO, entregando resultados mensuráveis para operações de centros de dados nos Emirados Árabes Unidos.
Contexto do Projeto & Objetivos
Um dos principais operadores de centros de dados de colocation nos Emirados Árabes Unidos contratou a SENTRADO para projetar e fabricar um Centro de Controle de Motores (MCC) de alta confiabilidade e o sistema de automação associado para sua nova instalação Tier III em Abu Dhabi. O centro de dados, projetado para uma carga de TI de 12 MW, requer infraestrutura ininterrupta de refrigeração e energia para manter a disponibilidade de 99.99% garantida para locatários corporativos e governamentais. O MCC controla todos os motores do sistema de refrigeração, incluindo unidades CRAC (Condicionadores de Ar de Sala de Computadores), bombas de água gelada, bombas de condensador e ventiladores de torres de resfriamento.
Em um ambiente de centro de dados, até mesmo uma perda momentânea de refrigeração pode acionar alarmes térmicos e potencialmente levar ao desligamento de equipamentos em questão de minutos. O MCC e seu sistema de controle devem, portanto, fornecer os mais altos níveis de confiabilidade, redundância e tolerância a falhas — superando amplamente os requisitos industriais padrão. A solução da SENTRADO precisava atender aos padrões Tier III do Uptime Institute para infraestrutura com manutenibilidade simultânea, o que significa que qualquer componente individual pode ser retirado de serviço para manutenção sem afetar a carga crítica.
O escopo do projeto incluiu projeto e fabricação do MCC, controle redundante de CLP, rede em anel PROFINET, monitoramento HMI/SCADA, integração com a plataforma DCIM (Data Center Infrastructure Management) do centro de dados e testes completos de aceitação em fábrica sob condições de carga simulada.
Problemas que Tivemos que Resolver
1. Requisitos de Disponibilidade Tier III
O SLA de disponibilidade de 99.99% do centro de dados significa que o sistema de controle de refrigeração pode tolerar no máximo 52 minutos de tempo de inatividade total por ano. Cada componente, desde CPUs de CLP até fontes de alimentação e switches de rede, deve ser redundante com failover automático.
2. Manutenibilidade Simultânea
A certificação Tier III exige que qualquer cubículo, partida ou controlador do MCC possa ser removido e reparado enquanto o restante do sistema continua operando. Isso exigiu um projeto de MCC extraível com capacidade de hot-swap em todos os níveis.
3. Mais de 40 Circuitos de Motores
O MCC controla mais de 40 circuitos de motores, variando de motores de ventilador CRAC de 5.5kW a bombas primárias de água gelada de 132kW. Cada circuito requer proteção individual, monitoramento de status e capacidade de controle remoto a partir do DCIM.
4. Ambiente Hostil do Golfo
O calor extremo do verão em Abu Dhabi (até 48°C) e a alta umidade impõem estresse adicional aos equipamentos elétricos. O MCC e os sistemas de refrigeração devem operar de forma confiável em temperaturas ambiente elevadas, com considerações de derating.
5. Integração com DCIM
O controlador do MCC precisava se comunicar com a plataforma DCIM do centro de dados via BACnet/IP e SNMP, fornecendo status do motor em tempo real, consumo de energia e dados de alarme, enquanto recebia comandos remotos de partida/parada do sistema de gestão predial.
Nossa abordagem e arquitetura do sistema
A SENTRADO projetou e fabricou um MCC totalmente extraível, com separação de forma 4b, classificado para corrente contínua de 4,000 A, alojando 42 cubículos de partidas de motores em seis seções verticais. Cada cubículo é extraível com as barras de barramento isoladas em um compartimento separado, permitindo que circuitos de motores individuais sejam reparados sem desenergizar as seções adjacentes. O MCC possui relés de proteção inteligente de motores (Siemens SIMOCODE) em cada circuito, fornecendo proteção contra sobrecorrente, falta à terra, sobrecarga térmica e travamento, com comunicação PROFINET de volta para o CLP.
O sistema de controle utiliza um par redundante de CLP Siemens S7-1500R com comutação automática de CPU em menos de 100ms. Dois anéis PROFINET independentes — designados A e B — conectam o CLP a todas as I/O distribuídos, relés de proteção de motores, inversores de frequência e painéis HMI. Cada anel utiliza switches gerenciados SCALANCE com MRP (Media Redundancy Protocol), garantindo que uma única ruptura de cabo ou falha de switch não interrompa a comunicação. Fontes de alimentação críticas, controladores e infraestrutura de rede são alimentados por fontes de energia duplas com backup de UPS.
Todos os motores controlados por inversor de frequência (bombas de água gelada e condensador) utilizam acionamentos ABB ACS880 com controle redundante e capacidade de bypass — se um inversor de frequência apresentar falha, o motor transfere automaticamente para a partida direta para manter a refrigeração. O sistema SCADA fornece uma visão gráfica de toda a planta de refrigeração com monitoramento em tempo real do PUE (Power Usage Effectiveness), medição de energia em cada motor, alertas de manutenção preditiva baseados no tempo de execução e contagem de partidas do motor, e sequências automatizadas de otimização da planta de chillers. O gateway BACnet/IP proporciona integração perfeita com o DCIM para monitoramento e controle centralizados.
Aspectos destacados da arquitetura do sistema
- Controladores redundantes Siemens S7-1500R com failover <100ms
- Anéis PROFINET duplos (A/B) com redundância de mídia MRP
- MCC extraível Forma 4b com 42 cubículos de partidas de motores
- Proteção inteligente de motores SIMOCODE em cada circuito
- Inversor de frequência com bypass automático para motores de bombas críticas
- Fontes de alimentação duplas com backup de UPS para todos os controles
- Integração BACnet/IP e SNMP com plataforma DCIM
- Monitoramento de PUE e algoritmos de otimização da planta de chillers
Parâmetros do sistema e configuração
| Sistema de controle | Siemens SIMATIC S7-1500R (redundante) |
| Controladores | 2 × CPU 1515R-2 PN (par redundante) |
| Classificação do MCC | 4,000 A, 400V, trifásico, 50Hz |
| Circuitos de Motores | 42 (5.5kW a 132kW) |
| Separação de Formas | Forma 4b (totalmente extraível) |
| Protocolo de comunicação | Qual é o prazo de entrega para as soluções ABB? |
| HMI / SCADA | WinCC OA — 2 OS + gateway DCIM |
| Acionamentos por Inversor de Frequência | 8 × ABB ACS880 (11–132kW) |
| Proteção de Motores | 42 × SIMOCODE pro V PN |
| Redundância de Rede | Anéis PROFINET duplos com MRP |
| Grau de Proteção | MCC IP54 / armários da sala de controle IP42 |
| Disponibilidade de Energia | 99.99% (certificado Tier III) |
Componentes-chave e hardware
Siemens CPU 1515R-2 PN
6ES7515-2RM00-0AB0
Controlador redundante de centro de dados
SIMOCODE pro V PN
3UF7011-1AB00-0
Proteção inteligente de motores com PROFINET
ABB ACS880 VFD
3ABD00035842-D
Acionamento industrial com opção de bypass
SIVACON S8 MCC
8PQ1012-3BA12
Centro de controle de motores extraível
SCALANCE X204RNA
6GK5204-0BA00-2KB2
Switch PROFINET redundante
WinCC OA SCADA
6AV6371-1DN07-0AX0
Plataforma de monitoramento de centro de dados
Disjuntor SENTRON 3VA
3VA2340-5HN32-0AA0
MCCB com unidade de disparo eletrônica
SITOP PSU8600
6EP3437-8SB00-0AY0
Fonte de alimentação redundante 24V/40A
Fases do projeto
Projeto de MCC & Sistemas de Controle
8 semanasDiagramas unifilares, arquitetura de CLP, projeto de rede
Fabricação de MCC
10 semanasMCC de 6 seções Forma 4b com todos os cubículos cabeados
Desenvolvimento de CLP & SCADA
8 semanasLógica de controle redundante, gráficos, gateway DCIM
FAT com Simulação de Carga
3 semanasTeste completo de injeção de corrente, verificação de failover
Envio para os EAU
4 semanasFrete marítimo de Xangai para Jebel Ali
Instalação no Local
4 semanasPosicionamento do MCC, cabeamento, terminações
Comissionamento & SAT
3 semanasIntegração com chillers, DCIM, testes de failover
Suporte à Certificação Tier III
2 semanasSuporte à documentação e acompanhamento de testes
Resultados mensuráveis
Dados de desempenho verificados após o comissionamento do sistema e operação contínua.
Desempenho de disponibilidade certificado Tier III
Controle otimizado de chillers e inversores de frequência
Painéis de controle e painéis padrão ABB têm um prazo de entrega de aproximadamente 1 semana após a confirmação do pedido. Para soluções personalizadas complexas, a entrega é tipicamente de 2-3 semanas, dependendo da complexidade da configuração e da disponibilidade de componentes.
Totalmente redundante em todos os níveis do sistema
Antes vs Depois: Comparação Quantificada
| Métrica | Antes | Depois | Variação |
|---|---|---|---|
| Disponibilidade de energia | ~99.9% (projeto Tier II) | 99.99% (certificado Tier III) | +0.09 pts |
| Eficiência energética | PUE de referência | Ganho de eficiência de 30% | −30% |
| Monitoramento de circuitos de motores | Inspeção manual | 42 circuitos totalmente monitorados | Automatizado |
| Pontos únicos de falha | Múltiplos no projeto legado | 0 (totalmente redundante em todos os níveis) | Eliminado |
| Diagnóstico remoto | Apenas no local | Monitoramento e alertas remotos completos | Remoto |
Dados baseados em relatórios de comissionamento do projeto e medições operacionais contínuas. Nome do cliente disponível sob NDA.
Impacto no resultado final
O sistema de automação entregue superou todas as metas de desempenho especificadas no contrato, alcançando maior produtividade, menor consumo de energia e melhor qualidade do produto em comparação com a operação base. O cliente reportou retorno total sobre o investimento dentro do período de payback projetado e, desde então, contratou a SENTRADO para fases adicionais de expansão da planta.
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