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

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

2. Sviluppo, produzione e vendita di componenti elettronici e sistemi di controllo di qualità industriale 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 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

3. 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

4. Il consorzio di bonifica della romagna occidentale Canali promiscui(scolo e irrigazione): Km 476 Condotte tubate irrigue: Km 465 Comprensorio: Kmq 2.005Rete canali: Km 962Canali di scolo: Km 486 Impianti idrovori: n° 19Casse d'espansione: n° 2Impianti 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.Distribuzionead una pressione non inferiore a 4 atm. Funzioni di scolo e irrigazione Circa 11.000 ettari e 1.500 aziende agricole

5. 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

6. 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

7. 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.

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

9. 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

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

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

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

13. 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

14. 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

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

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

17. I compiti e gli obiettivi • Sistemaindustrialesicuroedaffidabile • Backup tra le due CPU Master • Topologiainteramente Ethernet con protocollimultipli e paralleli • ComunicazioniAperte per: • integrarealcunideisistemiesistenti • Integrazione con ilsistemadiTelecontrolloesistente • Essereaperti a future espansioni • Capacitàdigestiremigliaiadi I/O • Prezzoinferioreaiconcorrenti Quadri Masters Cogeneratori Vista CAD del depuratore

18. Rame/ Fibra Rame/ Fibra Patch Patch L’Architettura Master 1 (Main) 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 alle Unità esistenti Ethernet Fibra Ottica 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

19. Gli elementi chiave • Tecnologia innovativa, semplice e affidabile per la soddisfazione del cliente e degli utenti • I/O remotiintelligenti Ethernet per funzionalitàestese e semplicemanutenzione/gestione. • Un unicoambientedisviluppo con Software applicativoportabilesututte le piattaformeutilizzate (CPU, RIO) • Partnership concreta: pieno supporto R&D della casa madre anche nella fase di progettazione Lavagna dell’incontro a Murten (Svizzera)

20. Perche Saia Burgess Controls? • Catena del valoresicuraedaffidabile (tecnologia, integrazione, implementazione) • Ammodernamentomirato e integrato: Integrazionedegliapparatiesistenti, affiancamento e sostituzionedellesezionicritiche, riutilizzodigran parte deicablaggiesistenti: si è sostituitociòchesi è volutosostituire! Uscita sul Rio Granarolo • Partnership concreta: pienosupportoanchenellafasediprogettazione (p.es: task dicomunicazionededicato) • Massimaefficienzanell’ Engineering, Installazione e Messa in servizio: 38 giorni • Aperturanellecomunicazioni: apertoall’esistente (ProfibusDP, Modbus, ModbusIP) e alleintegrazioni future (BacNet) • Un unicoambientedisviluppo con Software portabilesututte le piattaforme • Prezzoaltamenteconcorrenziale

21. 18 anni < Ciclo di vita di un controllore Saia®PCD < 25 anni Generazione successiva con compatibilità dei programmi I Benefici • + Libertà:Prodottie tecnologie “commerciali” • Sistemiaperti, programmabili, flessibili, espandibili e integrabili • + Sicurezza:Piattaformeindustrialirobuste e affidabili con ciclidi vita > 15 anni • Totalecompatibilità del software applicativotrafamigliediprodotto e tragenerazionidifamiglie IEC EN 61131-2 • + Apertura:Integrazionesicura, sia verso ilcentrodiTelecontrolloesistentechedeidispositividi campo presentie futuri. • Alteprestazioninellecomunicazioni e supporto a protocollimultipli

22. Grazie per l’attenzione!