L’acquedotto industriale del lago di Como è una rete di circa 60Km. L’impianto, realizzato negli anni ’80 da un consorzio di aziende associate il cui scopo è la fornitura di acqua industriale alle stesse, era già interamente automatizzato, ma necessitava di revamping a causa della obsolescenza del sistema di telecontrollo
WATER & WASTEWATER UTILITIES
Cliente: Acquedotto industriale del lago di Como
Italia
System Integrator: T.S.A.
Chiavi di successo
- Affidabilità del sistema
- Interfaccia grafica intuitiva e facile da usare
- Tempi di commisioning ridotti
Risultati
- Interfaccia uomomacchina user friendly
- E’ possibile raggiungere ogni dispositivo da remoto garantendo un primo intervento per valutare l’evento o effettuare delle diagnosi sul funzionamento del processo
- Il sistema di monitoraggio permette di raccogliere tutti i dati significativi dell’impianto con registrazioni in continuo di tutte le grandezze fisiche, pressioni, livelli, portate e contabilizzatori
L’acquedotto industriale del lago di Como è una rete di circa 60Km. L’impianto, realizzato negli anni ’80 da un consorzio di aziende associate il cui scopo è la fornitura di acqua industriale alle stesse, era giàinteramente automatizzato, ma necessitava di revamping a causa della obsolescenza del sistema di telecontrollo.
L’acquedotto preleva l’acqua direttamente dal lago di Como e attraverso un sistema di pompaggio lo invia ai serbatoi di stoccaggio. Da questi si dirama una rete di distribuzione che raggiunge tutti gli utenti.
La sala controllo è presidiata solo nelle ore diurne dei giorni lavorativi; pertanto il sistema deve operare per la maggior parte del tempo senza presidio. In caso di anomalie è previsto un sistema di reperibilità gestito con un fornitore esterno per il pronto intervento.
L’affidabilità dell’intera infrastruttura è quindi una priorità. Un disservizio o un’interruzione si ripercuoterebbe in breve sulle aziende utilizzatrici con rischio del fermo produzione.
Un altro elemento da non sottovalutare è il risparmio energetico dal momento che la geografia del territorio è particolarmente svantaggiosa ai fini della energia utilizzata.
Il rifacimento del sistema è stata l’occasione per prendere in considerazione oltre all’aggiornamento tecnologico anche una revisione dei concetti di gestione e manutenibilità del sistema.
Si è quindi optato per un sistema basato su hardware di mercato standard quindi con struttura aperta e modulare che migliora anche la manutenibilità introducendo una semplificazione dell’architettura.
Un ulteriore elemento valutato in fase di progetto è stata l’infrastruttura di trasmissione dati: la scelta è stata quella di abbandonare il bus di campo di tipo proprietario preferendo una rete Ethernet che permette di rendere il sistema di comunicazione indipendente dal sistema di controllo plc e supervisione.
Un altro aspetto critico che si è dovuto affrontare è stata la tempistica per la sostituzione del sistema in quanto il sistema totalmente automatico non è gestibile in manuale se non per poco tempo e per risolvere le emergenze. Trattandosi di un sistema centralizzato la sua fermata comportava l’arresto totale dell’infrastruttura.
La sfida è stata mettere in campo un’organizzazione ben coordinata che ha dovuto operare contemporaneamente in tutti i siti per ridurre al minimo il tempo di montaggio, lasciando quindi il tempo necessario per il commissioning.
Il nuovo sistema di controllo si basa su una serie di plc interconnessi tra loro e interfacciati ad un sistema client-server di supervisione attraverso una rete Ethernet veicolata sulla rete telefonica in HDSL. I plc adottati sono prodotti della serie ACS500 di ABB con linguaggio CoDeSys.
Solo in alcuni siti sono stati installati dei pannelli per il comando locale e per la visualizzazione dello stato del sito. Il manutentore è già in grado oggi di connettersi alla rete e tramite il browser del proprio personal computer accedere alle pagine grafiche locali nei plc ed operare da remoto. Per la conduzione dell’impianto si è scelta una soluzione SCADA in modalità client-server. La stazione principale è un server su piattaforma Windows Server 2008 con monitor wide-screen.
Il software scada PcVue di ARC Informatique è stato preferito ad altri per la sua versatilità e facile manutenibilità. Il sw grafico permette di costruire un’interfaccia molto snella e versatile grazie alla semplicità degli oggetti grafici disponibili per la realizzazione dei sinottici e delle animazioni. Anche la gestione delle variabili di campo, utilizzando la struttura a Branch, permette di ridurre i tempi di realizzazione. L’implementazione delle stazioni client inoltre è praticamente automatica in quando, una volta realizzata la stazione server, la stessa applicazione è semplicemente copiata nella macchina client ed eseguita dichiarandola client. Questo permette inoltre la facile manutenibilità: una qualsiasi modifica una volta testata può essere copiata direttamente sulle altre stazioni rendendola subito attiva; inoltre per molte modifiche non è nemmeno necessario il riavvio della macchina.
L’infrastruttura di rete basata su Ethernet è stata preferita ad un bus di campo per sfruttare al massimo le sue potenzialità: potendo far coesistere più protocolli sullo stesso supporto si sfrutta la rete sia per veicolare il protocollo Modbus/Tcp dedicato al telecontrollo ma anche (in futuro) per altri servizi, recuperando così parte degli investimenti; ad esempio per la videosorveglianza, la telefonia o per altri servizi eventualmente in affitto ad altre società multiutility del territorio.
Due sono gli aspetti presi in considerazione: la sicurezza della rete dovuta al fatto di essere connessi a internet e l’altra al fatto che in caso di caduta di una connessione il sistema potrebbe andare fuori servizio.
Per il primo caso si sono introdotti dei firewall con opportune policy che permettono l’accesso solo a utenti riconoscibili. Per il secondo caso si sono introdotti dei modem 3G che realizzano il bypass della VPN. In caso di perdita di una connessione i plc riconoscono la perdita di comunicazione e attivano la connessione sul mobile.
Sfruttando la rete Ethernet ed internet è possibile raggiungere ogni dispositivo individualmente: questo permette al fornitore di accedere al software installato in modo da garantire un primo intervento da remoto per valutare l’evento o effettuare delle diagnosi sul funzionamento del processo ed eventualmente intervenire a modificare il codice sorgente.
L’accesso oggi viene remotato attraverso un software di desktop remoto ma è già possibile veicolare la supervisione su un apparecchio tipo tablet. Nel sistema sono stati inseriti circa un migliaio di segnalazioni di allarmi suddivisi in livelli di priorità: dalle semplici segnalazioni a situazioni che richiedono un intervento di ripristino.
Tutti gli allarmi vengono memorizzati nel sistema di supervisione e resi disponibili immediatamente sia con messaggi di testo che con animazioni grafiche. In caso di insorgenza di un allarme la logica dell’impianto discrimina la tipologia e agisce di conseguenza in diversi modi. I messaggi sms presuppongono che l’operatore si connetta al sistema e riconosca l’allarme in caso negativo viene rinviato ciclicamente il messaggio sino a quando un operatore risponde. L’operazione viene attivata per ciascun nuovo messaggio di priorità alta che può insorgere.
L’occasione del rifacimento del telecontrollo ha permesso di riportare in evidenza la necessità di controllare anche il profilo energetico del servizio idrico fornito. Si è quindi introdotto nel sistema di controllo una logica per gestire in modo intelligente l’uso delle pompe ottimizzandone il funzionamento. In pratica, analizzando i consumi giornalieri ed i prelievi dal lago, si è fatta una stima credibile delle necessità medie e si è introdotto un sistema dinamico di cambio dei set-point che attiva gli inserimenti delle pompe, con l’obiettivo di riempire al massimo i serbatoi negli orari notturni limitando il pompaggio, solo se strettamente necessario, nelle ore diurne in cui l’energia elettrica è più costosa.
Il sistema di monitoraggio permette di raccogliere tutti i dati significativi dell’impianto con registrazioni in continuo di tutte le grandezze fisiche, pressioni, livelli, portate e contabilizzatori: questo permetterà in futuro di ottimizzare ulteriormente la logica di risparmio arrivando ad implementare degli algoritmi sempre più efficaci.
Anche la scelta del fornitore da parte del committente è stata valutata con attenzione. Si è optato per un system-integrator in grado di progettare e realizzare tutto il sistema in piena autonomia. T.S.A. ha garantito il committente presentando un progetto tecnico risultato di un attenta analisi dello stato dell’arte esistente e proponendo un piano di lavoro realizzato in collaborazione con un partner specializzato (Borghi) che ha curato la realizzazione e la installazione dei nuovi quadri di controllo e comando.
La sinergia tra i due partner (T.S.A-Borghi) ha permesso una notevole riduzione dei costi permettendo di proporre una soluzione molto competitiva. Nello stesso tempo si sono messe in campo tutte le professionalità necessarie a poter realizzare in totale autonomia tutte le fasi dalla progettazione alla messa in servizio senza dipendere da altri attori esterni al gruppo di lavoro.
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