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
Controllori 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

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
di mercato.
Scada
•
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
Attuatori
(Pompe, etc)
Rete in fibra
ottica Lepida
Rs232
PLC
Tunnelling
PPP
Modem
TETRA
Nodo di rete
dell’infrastruttura
“ERretre”
Sensori e
comandi
Rs232
PLC
Attuatori
(Pompe, etc)
Tunnelling
PPP
Centro raccolta dati
Consorzi di Bonifica
FTP
Server ARPA
elaborazione
dati meteo
Rs232
Modem
TETRA
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 idranticollocati 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 e meteo
Vista bacino
Vista fabbricato
Un sito come esempio
Pronti per entrare…
Vista interna del sito: quadri e pompe
Dettaglio antenna GSM
Dettaglio pompe
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
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
WD<>INB1
elementi interni di memoria
(R,T,C,F)
WD<>INB1
ETH
Ethernet Rame
Rame/
Fibra
Rame/
Fibra
Il Master scrive
le uscite agli Slave
Patch
Gli Slave (SMART RIO e CPU) scrivono lo stato
dei loro Ingressi ad entrambi i Master
Patch
alle Unità esistenti
Ethernet Fibra Ottica
Grigliatura
Ai RIO Ethernet e alle CPUs in campo
Cabina Elettrica
Digestore
Bottini
Digestore
Disidratazione
Il Master configura e carica il codice applicativo
locale di Reagenti
tutti gli SmartRIO
Sollevamento
Flottazione
Antincendio
HWTurbo
Sollevamento
Fanghi
Sala Controllo
Gli SMART RIO e le CPU comunicano tra loro
Filtrazione
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
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
IEC EN 61131-2
Generazione successiva con compatibilità dei programmi
 + 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!