Wide Area Automation: Reti di Telecontrollo, sicurezza e adattabilità Wide Area Automation: Reti di Telecontrollo, sicurezza e adattabilità. Esempio di applicazioni reali. Marco Gussoni – Saia Burgess Controls Italia

Sviluppo, produzione e vendita di componenti elettronici e sistemi di controllo di qualità industriale La casa in Svizzera 70 Mio. Euro fatturato annuo 340 dipendenti, di cui 70 in R&D 2 Mio. Punti I/O per anno 40.000 CPUs per anno 700.000 componenti per anno Controllori di qualità industriale 34 anni di esperienza nei sistemi di controllo Piena integrazione in tutte le piattaforme delle tecnologie WEB+IT I mercati principali : Infrastrutture e costruttori di macchine Una rete di 400 Integratori di Sistema

Valore e Cultura di un’azienda costruttrice di PLC IEC EN 61131-2 Fase di introduzione 3-5 anni Fase di mantenimento del prodotto > 10 anni Fase Service > 5 anni 18 anni < Ciclo di vita di un controllore Saia®PCD < 25 anni Fase di transizione Generazione successiva con compatibilità dei programmi

Il consorzio di bonifica della romagna occidentale Comprensorio: Kmq 2.005 Rete canali: Km 962 Canali di scolo: Km 486 Canali promiscui (scolo e irrigazione): Km 476 Condotte tubate irrigue: Km 465 Impianti idrovori: n° 19 Casse d'espansione: n° 2 Impianti irrigui: n° 33 Costituito il 1 Gennaio 1988, ha funzioni operative , in tema di gestione (manutenzione, esercizio e tutela delle opere, degli impianti e delle risorse naturali) e funzione propositiva , in tema di pianificazione .  Le attività che qualificano particolarmente il Consorzio per l’elevato contenuto tecnico che lo contraddistingue sono la progettazione, esecuzione e direzione di lavori con personale e mezzi propri. L’attività di irrigazione rappresenta un potente motore di sviluppo dell’economia locale (frutticoltura e orticoltura). L’irrigazione avviene attraverso canali consorziali e condotte in pressione. Mappa degli impianti in pressione Mappa degli impianti di scorrimento Funzioni di irrigazione, uso industriale e civile al grezzo.Distribuzione ad una pressione non inferiore a 4 atm. Funzioni di scolo e irrigazione Circa 11.000 ettari e 1.500 aziende agricole

Situazione esistente e limitazioni Sistema dedicato di “telemetria” Grandi difficoltà nel gestire ampliamenti e modifiche Totale dipendenza dal fornitore unico sia per l’hardware che per il software di gestione e analisi Impossibilità di gestire efficacemente automazioni e logiche di gestione. Qualità della visibilità degli impianti condizionata dall’unico vettore di comunicazione Una delle bocche di presa sul CER

Il progetto Telecontrollo: obiettivi Più sicurezza ed efficienza nella gestione degli impianti rendendo il consorzio il più possibile indipendente dai fornitori e dai vettori di comunicazione. Più apertura: basato su sistemi commerciali “aperti”: PLC e Scada di mercato. Più potenza, espandibilità e flessibilità delle funzionalità con l’automazione e il nuovo paradigma: Telemetria+RTU+Automazioni = PLC. Più sicurezza: periferiche sempre disponibili con doppio vettore di comunicazione in ogni stazione periferica Più indipendenza: Scada commerciale

Insight: doppio vettore di comunicazione Doppio vettore su tutte le periferiche PLC: RF+GSM Uso di tecnologia innovativa: IP su RF per mantenere i vantaggi della tecnologia RF (già esistente) e ridurne gli svantaggi (polling). Tunnelling PPP sul vettore RF per veicolare protocolli IP (HTTP, SbusUDP, ModbusIP) Comunicazioni con il centro di Telecontrollo con protocollo Sbus UDP (IP). Comunicazioni intra-stazioni via Sbus UDP (RF) e Sbus (GSM) Implementazione del vettore GSM di back-up “full”: interrogazioni via SMS, invio di SMS di allarme, telecontrollo d’emergenza e comunicazione intra-stazioni.

Architettura rete di comunicazione Provider GSM Sensori e comandi Rs232 aria aria Rete in fibra ottica Lepida PLC Rs232 Attuatori (Pompe, etc) Tunnelling PPP Modem TETRA Centro raccolta dati Consorzi di Bonifica Nodo di rete dell’infrastruttura “ERretre” FTP Sensori e comandi Rs232 Server ARPA elaborazione dati meteo PLC Rs232 Tunnelling PPP Attuatori (Pompe, etc) Modem TETRA

5 elettropompe di distribuzione Potenza 800Kw Portata 589 l/s Un sito come esempio Distribuzione tubata in pressione costituita da una stazione di pompaggio e da una rete di condotte di adduzione e distribuzione, comprensiva di gruppi di consegna - o idranti- collocati ai bordi delle aziende agricole beneficiarie. Dati Impianto: 5 elettropompe di distribuzione Potenza 800Kw Portata 589 l/s Area servita 1.992 ettari Prevalenza 85 metri Vista bacino Vista bacino e meteo Vista fabbricato

Un sito come esempio Pronti per entrare… Dettaglio antenna GSM Dettaglio pompe Vista interna del sito: quadri e pompe

Alimentazione ridondata UPS Radio RF Un sito come esempio Alimentazione ridondata UPS Radio RF PLC Modem GSM Batterie UPS Pannello operatore Web locale Dettaglio quadro elettrico

Un sito come esempio Pagina Scada dello schema Schema progettuale Pagina Scada della centrale Santerno-Senio 3 Esempio di grafico

Ottimizzazione dei costi dei vettori di comunicazione I BENEFICI OTTENUTI Maggiore sicurezza e affidabilità grazie al doppio vettore di comunicazione. Ottimizzazione dei costi dei vettori di comunicazione Controllo completo e dedicato ai bisogni del consorzio (automazione) Velocità e tranquillità nell’implementare modifiche ed aggiornamenti Ottimizzazione delle risorse uomo per la gestione dei bacini Riduzione delle richieste energetiche Ottimizzazione delle risorse idriche

Chi, Cosa, Come, Dove, Quando? Ammodernamento impianto… Anno:2011/12 100.000Ab.Equiv. 14.000mc/giorno Cogenerazione da Biogas per 1.3GWh/anno >2500 I/O fisici

Il valore delle Immagini… Vecchio pulpito allarmi Vecchio pulpito di comando

Innovare, Integrando! Il nuovo pulpito di comando Integrazione: WebOP+sinottico…

I compiti e gli obiettivi Sistema industriale sicuro ed affidabile Backup tra le due CPU Master Topologia interamente Ethernet con protocolli multipli e paralleli Comunicazioni Aperte per: integrare alcuni dei sistemi esistenti Integrazione con il sistema di Telecontrollo esistente Essere aperti a future espansioni Capacità di gestire migliaia di I/O Prezzo inferiore ai concorrenti Quadri Masters Cogeneratori Vista CAD del depuratore

L’Architettura Master 1 (Main) Master 2 Le CPU Master si sincronizzano Patch Rame/ Fibra Master 1 (Main) Patch Rame/ Fibra Master 2 Le CPU Master si sincronizzano elementi interni di memoria (R,T,C,F) WD<>INB1 WD<>INB1 ETH Ethernet Rame Il Master scrive le uscite agli Slave Gli Slave (SMART RIO e CPU) scrivono lo stato dei loro Ingressi ad entrambi i Master Ethernet Fibra Ottica alle Unità esistenti Ai RIO Ethernet e alle CPUs in campo Grigliatura Cabina Elettrica Digestore Bottini Il Master configura e carica il codice applicativo locale di tutti gli SmartRIO Sollevamento Reagenti Digestore Disidratazione HWTurbo Filtrazione Flottazione Antincendio Sollevamento Fanghi Sala Controllo Gli SMART RIO e le CPU comunicano tra loro

Gli elementi chiave Tecnologia innovativa, semplice e affidabile per la soddisfazione del cliente e degli utenti I/O remoti intelligenti Ethernet per funzionalità estese e semplice manutenzione/gestione. Un unico ambiente di sviluppo con Software applicativo portabile su tutte le piattaforme utilizzate (CPU, RIO) Partnership concreta: pieno supporto R&D della casa madre anche nella fase di progettazione Lavagna dell’incontro a Murten (Svizzera)

Perche Saia Burgess Controls? Catena del valore sicura ed affidabile (tecnologia, integrazione, implementazione) Ammodernamento mirato e integrato: Integrazione degli apparati esistenti, affiancamento e sostituzione delle sezioni critiche, riutilizzo di gran parte dei cablaggi esistenti: si è sostituito ciò che si è voluto sostituire! Uscita sul Rio Granarolo Partnership concreta: pieno supporto anche nella fase di progettazione (p.es: task di comunicazione dedicato) Massima efficienza nell’ Engineering, Installazione e Messa in servizio: 38 giorni Apertura nelle comunicazioni: aperto all’esistente (ProfibusDP, Modbus, ModbusIP) e alle integrazioni future (BacNet) Un unico ambiente di sviluppo con Software portabile su tutte le piattaforme Prezzo altamente concorrenziale

18 anni < Ciclo di vita di un controllore Saia®PCD < 25 anni I Benefici + Libertà: Prodotti e tecnologie “commerciali” Sistemi aperti, programmabili, flessibili, espandibili e integrabili + Sicurezza: Piattaforme industriali robuste e affidabili con cicli di vita > 15 anni Totale compatibilità del software applicativo tra famiglie di prodotto e tra generazioni di famiglie 18 anni < Ciclo di vita di un controllore Saia®PCD < 25 anni Generazione successiva con compatibilità dei programmi IEC EN 61131-2 + Apertura: Integrazione sicura, sia verso il centro di Telecontrollo esistente che dei dispositivi di campo presenti e futuri. Alte prestazioni nelle comunicazioni e supporto a protocolli multipli

Grazie per l’attenzione!