prof.ssa Regina Lamedica Roma 12/09/2011 Fortunato Alampi Predisposizione, impiego e configurazione di sistemi di supervisione per la diagnostica di impiantistica ferroviaria. tutor aziendale ing. Marco Patanè tutor universitario prof.ssa Regina Lamedica

Indice degli argomenti La diagnostica in ambito ferroviario Lo strumento SCADA-FS (Supervisory Control And Data Acquisition) Modellizzazione Caratterizzazione Applicazione Esempio di Applicazione SCADA-FS Architettura hardware Applicazione di Posto periferico Applicazione di Posto centrale Pagina allarmi Esempio di analisi diagnostica Segnalazioni bordo treno Rappresentazioni L’evoluzione dei sistemi di diagnostica La certificazione del software Conclusioni

La diagnostica in ambito ferroviario Evoluzione dei sistemi di supervisione ferroviaria SCC SCMT SSC Nuove esigenze di Manutenzione Nuove esigenze: Monitoraggio h24 degli impianti ferroviari. Controllo dello stato della Circolazione a scopo manutentivo. Tempestività nell’individuazione dei malfunzionamenti. Supporto alle scelte operative in caso di guasto. Ausilio alle attività di riparazione. Ottimizzazione delle risorse sia di mezzi che umane. Riduzione dei costi.

La diagnostica in ambito ferroviario In un contesto fortemente evoluto tecnologicamente negli ultimi anni, un forte contributo al soddisfacimento delle “nuove esigenze” passa necessariamente attraverso l’implementazione e realizzazione di sistemi di DIAGNOSTICA Cosa si intende per “Diagnostica”? Monitoraggio dei parametri di funzionamento delle apparecchiature. Supervisione degli impianti tramite l’utilizzo di MMI user-friendly. Telecomando e teleregolazione. Affidabilità delle informazioni diagnostiche. Rilevazione tempestiva delle situazione di anomalia (Diagnostica on-condition). Previsione di guasto (Diagnostica predittiva).

La diagnostica in ambito ferroviario Date le nuove esigenze e l’apporto che può portare un utilizzo esteso di sistemi di diagnostica, occorre identificare in che modo realizzare applicazioni mirate a tale scopo. Un sistema di diagnostica deve inoltre : Permettere un’agevole configurazione diagnostica degli impianti. Permettere la realizzazione/gestione di librerie di modelli. Permettere di definire, sulla base degli stati/misure disponibili, una qualsiasi funzione diagnostica. Avere strumenti agevoli per la gestione e distribuzione delle applicazioni. Poter operare in contesti stand-alone e/o distribuiti Avere un’interfaccia funzionale alle esigenze di un operatore ferroviario. Disporre di tools per l’analisi dei dati raccolti.

La diagnostica in ambito ferroviario La distribuzione e la molteplicità delle applicazioni. L’ingente mole di dati disponibili. La traduzione del know-how umano in logiche definite ed affidabili. La continua evoluzione in termini di enti /sistemi diagnosticati. DIAGNOSTICA Investimento a medio/lungo termine !!! La soluzione oggi disponibile è lo “SCADA-FS”.

Lo strumento SCADA-FS SCADA-FS SPECIALIZZAZIONE Requisiti “Mondo ferroviario” FactoryLink SPECIALIZZAZIONE SCADA-FS SCADA-FS è il risultato della specializzazione di FactoryLink. Consente la generazione di applicazioni”specializzate” nella gestione della diagnostica degli impianti ferroviari. Librerie enti, algoritmi di tipo ferroviario. Strumenti per la caratterizzazione. Strumenti per la manutenzione.

SCADA-FS: Modellizzazione Albero modelli: consente l’accesso a tutti i modelli di SCADA-FS Modelli Applicazioni Enti Oggetti Correlazione Enti Oggetti Correlazione

SCADA-FS: Caratterizzazione Sw acquisizione dati Dati impianto CARATTERIZZAZIONE SCADA-FS-PC SCADA-FS-PM SCADA-FS-PP

SCADA-FS: Applicazione Recepisce stati e misure da un sistema di acquisizione esterno. Recepisce stati dalla Circolazione. Elabora lo stato diagnostico dell’ente tramite l’utilizzo di ALGORITMI specifici dell’ente stesso. In funzione dell’esito di tale elaborazione genera l’eventuale allarme come: Soglia di ATTENZIONE (Giallo) Soglia di INTERVENTO (Rosso) Rappresenta congruentemente lo stato operativo/diagnostico. Distribuisce l’informazione (stati/misure e allarmi) a tutti i livelli (PC, PMan, PP). Archivia le informazioni (misure, stati, allarmi)e le rende disponibili a tutti il livelli. Fornisce strumenti per realizzare analisi sulla base informazioni acquisite.

SCADA-FS:Architettura HW (SCC) Circ V401 D&M D&M Circ V401 D&M D&M Rete Locale PP SCC Rete Locale PP SCC SCFS SCFS Rete Acquisizione Dati Rete Acquisizione Dati UTD URD/S URD/L URD/G URD/G URD/L URD/S UTD Rete Diag Fissa 401 segnalazione dei dati delle circolazione SCC stati della circolazionne Stati e misure (URD) PCM/IT PCM/FT SCFS PC PCM

SCADA-FS: Applicazione PP

SCADA-FS: Applicazione PC

SCADA-FS: Pagina Allarmi

Segnalazioni bordo treno (SSC) Lo SCADA-FS rappresenta efficacemente un esempio di realizzazione di un sistema completo per la diagnostica degli enti. Ma cosa si può ottenere, senza stati/misure ma avendo disponibile offline una banca dati contenente le informazioni relative al traffico di segnalazioni generate dai rotabili in circolazione? UN ALTRO ESEMPIO DI DIAGNOSTICA: Strumento interamente sviluppato durante lo stage. A basso costo e proprietario. Utilizzabile nell’ambito della rete RFI. Con hmi semplificata. Espandibile per qualsiasi necessità. Strumento per l’analisi diagnostica codici errore SSC

Segnalazioni bordo treno (SSC) RDBMS FILTRAGGIO: Ridondanza Dati errati Dati inconsistenti SEGNALAZIONI (Data, Ora, Errore, PI, Rotabile, etc.) Le informazioni ottenibili: Segnalazioni vs Data, Compartimenti, etc. Segnalazioni vitali. Arresti per basso airgap. Rotabili mal funzionanti. Punti informativi mal funzionanti.

Segnalazioni bordo treno (SSC) Analisi effettuata su 4525 segnalazioni!!!

SSC: Segnalazioni vs Errori vitali Totale: 38

SSC: Arresti per basso airgap Totale: 9

SSC: Rotabili mal funzionanti # segnalazioni >= 25 Periodo: Giugno 2011

SSC: PI mal funzionanti # segnalazioni >= 25 Periodo: Giugno 2011

Riassumendo… Lo stage si è svolto quindi con: Una fase di apprendimento. Una fase di analisi/implementazione e applicazione di un nuovo strumento di diagnostica. Una fase di studio propedeutica all’individuazione dei concetti base dei futuri sistemi di diagnostica.

Evoluzione dei sistemi di diagnostica Principali caratteristiche Soluzione sviluppata ad hoc per il contesto ferroviario. Ambiente di sviluppo/gestione centralizzato. Possibilità di creazione nuovi modelli di diagnostica. Architettura multilivello (come SCC). Applicazioni configurabili. Standardizzazione applicazioni (hw/sw). Standardizzazione MMI. Gestione degli storici. Tools di analisi/reportistica a corredo. SCADA-FS Limiti Soluzione basata su sw commerciale non di proprietà. Non certificato EN50128. Architettura vincolata tipo SCC (3 livelli funzionali). Vincolato a piattaforma Windows.

Evoluzione dei sistemi di diagnostica Lo SCADA-FS è oggi la piattaforma per la diagnostica degli enti ferroviari. Dalla nascita del prodotto ad oggi lo scenario è profondamente cambiato: Incremento delle performance dell’ hw. Evoluzione e molteplicità delle piattaforme sw. Potenziamento e disponibilità delle reti tlc. Evoluzione dei sistemi ferroviari e delle esigenze di diagnostica. Esigenze di certificazione SIL (EN50128). Esigenze particolari a seguito dello sviluppo dei sistemi di supervisione.

La certificazione del software La norma CEI EN 50128 specifica le procedure ed i requisiti tecnici per lo sviluppo del software nelle applicazioni ferroviarie. Livello di integrità della sicurezza del software Descrizione dell’integrità della sicurezza del software 4 Molto Alta 3 Alta 2 Media 1 Bassa Non in sicurezza Voglio fare una breve descrizione della norma per poi parlare dei livelli di sil.

La certificazione del software CLIENTE PROGETTISTA SIS CERTIFICATORE VERIFICATORE Voglio fare una breve descrizione della norma per poi parlare dei livelli di sil.

La certificazione del software

CONCLUSIONI Tutte queste innovazioni devono poter essere integrate/gestite nelle future applicazioni diagnostiche, fatto salvo quanto già realizzato fino ad oggi. Dovrà inoltre essere considerato l’aspetto di proprietà del prodotto RFI, che con SCADA-FS ha evidenziato aspetti positivi e negativi. Nelle future scelte si dovrà considerare se gli sviluppi dei sistemi di diagnostica potranno essere realizzati tramite implementazioni ad hoc oppure tramite uno sviluppo di una piattaforma comune che potrebbe, di fatto, essere proprietaria. In ogni caso i futuri sistemi di diagnostica dovranno soddisfare le esigenze in funzione del contesto in cui vengono realizzati, garantendo nel contempo la standardizzazione delle applicazioni, l’ottimizzazione delle attività manutentive e la riduzione dei costi, rappresentando una sfida da cui non ci si può sottrarre.