La gestione del patrimonio idrico in modo efficiente, equo e senza sprechi costituisce l’obiettivo primario di CAFC S.p.A., azienda incaricata della gestione dell’intero Servizio Idrico Integrato di 83 comuni friulani della Provincia di Udine e della città di Udine. La struttura, con i suoi 177 dipendenti e un fatturato di 39.000.000 €, vanta oltre 80 anni di attività, durante i quali si è registrato un processo evolutivo costante per rispondere alle esigenze di una società in continua trasformazione.
La rete di distribuzione idrica si estende su una superficie di 2270 km2, mentre oltre 278.000 sono gli utenti dell’acqua gestita. Gli impianti di depurazione hanno una potenzialità di depurazione di circa 1.200.000 AE, espressa con 2 impianti di potenzialità >100.000 AE, 3 tra 10.000 e 100.000 AE, 32 tra 2.000 AE e 10.000 AE e con 302 impianti di depurazione con potenzialità <2.000 AE, di cui buona parte con ciclo primario (Ihmoff). Accanto a questi impianti, 239 sono le stazioni di sollevamento fognario ubicate all’interno della rete di fognatura.
L’obiettivo di CAFC S.p.A. è il miglioramento della qualità dei servizi offerti su tutti i fronti. Il programma di sviluppo dell’azienda, orientata a ottimizzare i servizi un tempo resi dalle singole amministrazioni comunali, passa attraverso la formazione continua delle risorse umane, il miglioramento degli impianti, il rinnovo delle tecnologie e forti investimenti nel settore della ricerca. In questo contesto si colloca il progetto di telecontrollo e automazione degli impianti, implementato con l’obiettivo di eguagliare anche nel?settore della depurazione e della rete?fognaria gli standard già raggiunti nel settore acquedotto, ove gli strumenti informatici hanno consentito di ottimizzare la pianificazione degli interventi di manutenzione.
Nel programma aziendale il progetto pilota Codroipo ha costituito il nucleo dal quale, per gemmazione, si è provveduto ad ampliare il TLC a un nutrito numero di impianti di depurazione secondari/terziari e a numerose stazioni di sollevamento della rete fognaria, al fine di ridurre l’impegno del personale dedicato al monitoraggio diretto della rete fognaria, mantenendo pochi impianti presidiati e gestendo gli allarmi di impianto in tempo reale.
L’esigenza del TLC è molto sentita nel settore della depurazione, in quanto i processi depurativi si fanno sempre più complessi e necessitano di personale specializzato per il controllo e la conduzione. L’obiettivo è mantenere pochi impianti presidiati e gestire gli allarmi di impianto in tempo reale con una codifica di gravità che consenta al responsabile di impianto o di reperibilità di capire la gravità della situazione e intervenire tempestivamente anche nei periodi non lavorativi, riducendo al contempo l’impegno del personale nelle attività routinarie di controllo di processo in campo. Accanto a queste priorità vi è inoltre l’esigenza del contenimento dei costi industriali di gestione, da coordinare attraverso un accurato controllo di tutte le variabili di processo volto a minimizzare i costi di energia elettrica, reagenti e sopralluoghi necessari.
OBIETTIVI RAGGIUNTI
Grazie al sistema di telecontrollo, che include strumentazione, automazione, vettori di comunicazione e sistemi di supervisione e grazie alla sinergia di competenze sviluppate sia all’interno dell’azienda, sia in collaborazione con le Università degli Studi di Udine e di Trieste, sono stati ottenuti risultati significativi.
Riduzione perdite acquedotto
L’implementazione continua di nuovi punti di controllo e automazione di impianti basata su logiche di processo simulate con modelli matematici ha consentito di ridurre le perdite in distribuzione dal 35% del 2008 al 30% del 2012.[1]
Riduzione consumi energetici
Grazie alla sinergia con gli istituti universitari, utilizzando la modellazione idraulica e attuando le logiche nei PLC dedicati all’automazione, è stato possibile ottenere le seguenti ottimizzazioni di consumi EE: ? -41% acquedotto Savona,?? -50% acquedotto Buja?? -30% acquedotto Gemona del Friuli-Godo, ? -15% San Daniele del Friuli,?? -20% depuratore Campoformido.
Ottimizzazione dei processi
Sono stati ottimizzati i processi dei singoli impianti e delle reti adduttrici interessate. Nell’ambito della depurazione è stato possibile migliorare i processi di trattamento dei reflui, garantendo così in maniera continuativa e affidabile i requisiti allo scarico secondo DLGS152/2006.
Riduzione costi di gestione
L’impegno del personale dedicato al monitoraggio diretto della rete fognaria e al controllo dei processi di trattamento dei reflui è notevolmente diminuito, ottenendo il mantenimento dei costi industriali di gestione.
Migliore gestione e manutenzione impianti
Una delle scelte fondamentali di CAFC S.p.A. è stata l’individuazione di un prodotto commerciale che rispondesse a requisiti essenziali quali scalabilità, modularità, elevati MTBF (Mean Time Between Failure) e disponibilità, garanzie di compatibilità dei prodotti e relativi software, utilizzo di protocolli e software aperti e rispondenti ai rispettivi standard IEC. Il rispetto di questi criteri ha generato notevoli vantaggi economici e operativi, come la standardizzazione dei componenti, l’alta disponibilità degli impianti, la stabilità dei processi gestiti, la facilità di ampliamento impianti, l’automazione e il telecontrollo, il personale altamente formato e la riduzione dei componenti presenti in magazzino.
SCELTE PROGETTUALI
Standardizzazione
L’utilizzo di prodotti commerciali standardizzati e la scelta di ridurre al minimo le tipologie di dispositivi impiegati consente di gestire pochi apparati, mantenere un elevato livello di formazione dei tecnici, limitare le tipologie di applicazioni software, ottimizzare la gestione delle componenti presenti in magazzino e contenere i relativi costi. Si è puntato anche all’utilizzo di sistemi aperti e operanti con protocolli standard.
Affidabilità e disponibilità
Sono stati scelti prodotti industriali con elevati MTBF, mezzi di comunicazione proprietari possibilmente wireless e implementati sistemi ridondati per i server di acquisizione, i vettori di comunicazione e gli impianti maggiormente critici.
Scalabilità
La scelta dei prodotti e dei sistemi a elevata scalabilità è stata effettuata in vista di possibili ampliamenti futuri.
Standard
Linguaggi di programmazione standard IEC61131-3, trasmissione dati basati su standard IEC60870-5-101 per le comunicazioni seriali, IEC60870-5-105 per le comunicazioni TCP/IP, programmazione a oggetti e sistemi in grado di gestire eventuali ridondanze.?
DETTAGLI TECNICI SULLA CONFIGURAZIONE UTILIZZATA?
La soluzione TeleControl Professional consente la connessione di stazioni remote (RTU) con uno o più Control Center attraverso lo standard OPC. Le stazioni RTU sono realizzate attraverso l’uso di PLC della famiglia SIMATIC S7-300 e S7-400 di Siemens, facili da reperire sul mercato e con affidabilità comprovata, cui sono stati aggiunti moduli TIM (Telecontrol Interface Module) dedicati a questo tipo di applicazioni.
TeleControl Professional supporta le più svariate forme di rete e modalità operative, consentendo la realizzazione di topologie di rete flessibili tra stazioni remote e centro di controllo. I possibili protocolli di telecontrollo sono costituiti da SINAUT ST7 di Siemens, dal protocollo aperto DNP3 oppure dagli standard IEC 60870-5.
Le sottostazioni per il sistema di accesso remoto TeleControl Professional si basano su SIMATIC S7-300 e S7-400/400H, cui si collegano moduli di comunicazione TIM (Telecontrol Interface Module, inseriti in custodie SIMATIC S7-300) che sviluppano il protocollo di telecontrollo desiderato attraverso la rete WAN scelta. I moduli TIM sono dotati di un buffer interno su cui si memorizzano i dati di telecontrollo in caso di interruzione della comunicazione dovuta al mancato collegamento WAN.?La trasmissione dei dati può avvenire sia in modalità verticale, tra campo e SCADA, sia in modalità orizzontale tra PLC. Le sottostazioni TeleControl Professional su base IEC 60870-5-101, -103, -104 sono invece realizzabili attraverso biblioteche SIMATIC. Siemens offre per queste stazioni i pacchetti completi SIPLUS RIC Bundle costituiti da CPU, Unità di interfaccia/comunicazione, Memory Card, CD con biblioteca e licenza.
Tutta la rete realizzata per il telecontrollo risulta completamente sincronizzata, garantendo una migliore storicizzazione dei dati e una diagnostica più avanzata.
CONCLUSIONE
L’applicazione dell’automazione e telecontrollo nell’ambito del ciclo idrico integrato porta all’implementazione di progetti e tecnologie innovative volte a un recupero di efficienza e produttività e a un uso corretto e sostenibile delle risorse, oltre a garantire un migliore servizio all’utente finale.
[1] Rateo desunto dalle schede del metodo normalizzato per la determinazione delle perdite degli acquedotti secondo il DM 8 GEN 97, n°99.
