AUTOMAZIONE E TELECONTROLLO
DEGLI IMPIANTI DI DEPURAZIONE
Varese 18/11/2005
SIBA S.p.A.
PROGRAMMA
I.
II.
III.
IV.
Presentazione di SIBA S.p.A.
Definizione di automazione, telecontrollo e
supervisione
Automazione, telecontrollo e supervisione
negli Impianti di Depurazione
Evoluzione dell’automazione, telecontrollo
e supervisione nel Tempo
I. Presentazione di
SIBA S.p.A.
SIBA S.p.A.
PRESENTAZIONE GENERALE
z
z
Siba SpA opera, da più di 30 anni, nel settore del trattamento
delle acque reflue civili.
La sua tradizionale attività comprende in particolare la
progettazione, costruzione e gestione per:
● impianti di potabilizzazione
● impianti di trattamento acque reflue
z
z
z
z
Attiva esclusivamente in Italia, HQ a Milano, uffici operativi a
Roma, Napoli e Palermo
Più di 100 WWTP (tra cui Torino 1.6MPE, Milano Nosedo
1.25MPE e Roma Est 0.9MPE)
Fortemente presente nel settore della privatizzazione delle
risorse idriche
Con l’acquisizione di USF Smogless WWT è di recente
formazione e sviluppo un’attività operante nel campo degli
impianti di trattamento acque reflue industriali
DATI SOCIETARI
z
z
z
z
Composizione azionaria:
Veolia Water Systems 75%
Emit
25%
Capitale sociale: 30 M€, Dipendenti : ~100
2004 Fatturato: 42 M€
Società
con
attestazione
SOA*
e
certificazione ISO 9001
*categorie OS22 classifica VIII (importo illimitato)
OG6 classifica VI (10 M€)
OS19 categoria III (1 M€)
qualificazione per progettazione e costruzione fino alla classifica VIII (importo
illimitato)
ESEMPI SIGNIFICATIVI
z
z
z
NOSEDO
PESCHIERA BORROMEO
IDRAFANGHI (ATHOS®)
Nuovi impianti ad
elevata potenzialità e
tecnologia
innovativa, a servizio
di Milano e Provincia
II. Definizione di automazione,
telecontrollo e supervisione
SIBA S.p.A.
SIGNIFICATO DELLE PAROLE
AUTOMAZIONE, TELECONTROLLO E
SUPERVISIONE
AUTOMAZIONE
AUTOMAZIONE
z
Con il termine automazione s’intende definire
una tecnica che consente - tramite idonee
macchine, apparecchiature e procedure - di
rendere un processo sempre meno
dipendente dall’intervento umano, sia di
carattere fisico che intellettuale.
AUTOMAZIONE
AUTOMAZIONE
z
Il nucleo di un sistema automatico è
rappresentato dal sistema di controllo il quale
acquisisce, converte elabora ed emette le
informazioni inerenti il processo.
AUTOMAZIONE
z
z
Per acquisire le informazioni ci si avvale di sensori
esterni e di sensori interni.
Sensori esterni
Sensori interni
I sensori esterni sono sensori che
intervengono
esternamente
sul
processo automatico come ad
esempio i pulsanti, i selettori
attraverso i quali l’operatore può
impostare i dati o comandare il
sistema.
I sensori interni acquisiscono invece
le informazioni inerenti la posizione o
lo stato assunto da una parte
integrante del sistema.
Lo scopo dei sensori è quello di trasformare una
grandezza fisica, a cui sono sensibili, in
un’informazione di tipo elettrico, comprensibile dal
sistema di controllo.
AUTOMAZIONE
AUTOMAZIONE
z
z
I segnali dei sensori una volta convertiti in
informazioni leggibili dal controllore, vengono
elaborati e confrontati al fine di prendere le
decisioni sulle azioni che la singola utenza o
l’impianto intero devono intraprendere.
Una parte dei segnali in uscita dal controllore
sono destinati ad informare l’operatore circa
lo stato in cui si trova il processo in ogni
istante. (segnalazione luminosa, display
alfanumerico, video sinottico ecc …)
AUTOMAZIONE
TELECONTROLLO
TELECONTROLLO
z
I sistemi di telecontrollo sono utilizzati per la
sorveglianza ed il controllo di processi che
sono geograficamente distribuiti. Essi
comprendono tutte le apparecchiature e le
funzioni per l’acquisizione, l’elaborazione, la
trasmissione e la visualizzazione delle
necessarie informazioni di processo.
TELECONTROLLO
TELECONTROLLO
z
Prescrizioni di un sistema di telecontrollo:
–
Caratteristiche funzionali
Corretta informazione con risposte veloci ed accurate
–
Condizioni ambientali
Funzionamento corretto in condizioni ambientali specifiche
–
Affidabilità, disponibilità e sicurezza
Funzionamento sicuro con segnalazione immediata dei
guasti
–
Manutenibilità, facilità d’uso ed espandibilità
HW e SW manutenibili e facilmente adattabili a future
espansioni del processo
TELECONTROLLO
TELECONTROLLO
z
Le caratteristiche che differenziano i sistemi
di telecontrollo dai sistemi di controllo locale
sono le seguenti:
–
–
–
Garanzia della qualità dei dati da trasmettere ed il
necessario tempo complessivo di trasferimento;
Protocollo di trasmissione dati adatto alla
presenza di eventuali rumori;
Controllo centralizzato di numerosi impianti
geograficamente distribuiti.
TELECONTROLLO
TELECONTROLLO
z
z
z
Il sistema di trasmissione dati utilizza
principalmente cavi di comunicazione
pubblici o privati oppure canali radio.
Eventuali limitazioni imposte dai canali di
telecomunicazione possono pesantemente
condizionare l’efficienza complessiva del
sistema.
Il sistema di trasmissione dati deve essere
considerato parte integrale del sistema di
telecontrollo.
TELECONTROLLO
z
CONFIGURAZIONE PUNTO A PUNTO
Questa configurazione collega due stazioni di telecontrollo ed è la più
semplice possibile.
Centro di controllo
Linea trasmissione dati
Stazione periferica
TELECONTROLLO
z
CONFIGURAZIONE PUNTO A PUNTO MULTIPLA
Il centro di controllo è collegato alle stazioni periferiche con un terminale di
linea per stazione. In ogni momento tutte le stazioni periferiche possono
trasmettere dati al centro di controllo che a sua volta può trasmettere
messaggi simultaneamente ad una o più stazioni periferiche.
Centro di controllo
Linea trasmissione dati
Linea trasmissione dati
Stazione periferica
Stazione periferica
Linea trasmissione dati
Stazione periferica
TELECONTROLLO
z
CONFIGURAZIONE MULTIPUNTO A STELLA
Il centro di controllo è collegato a più di una stazione periferica con un
terminale di linea comune. In ogni momento solo una stazione periferica
può trasmettere dati al centro di controllo. L’apparecchiatura di
telecontrollo centrale può trasmettere sia dati ad una o più stazioni
periferiche selezionate sia messaggi globali a tutte le stazioni periferiche
simultaneamente.
Centro di controllo
Linea tras
miss
ati
issione d
m
s
a
tr
a
e
Lin
ione dati
Linea trasmissione dati
Stazione periferica
Stazione periferica
Stazione periferica
TELECONTROLLO
z
CONFIGURAZIONE MULTIPUNTO OMNIBUS
Il centro di telecontrollo è collegato a più di una stazione periferica con un
collegamento comune. Le limitazioni imposte allo scambio tra posto
centrale e stazioni periferiche sono le stesse che nella configurazione
multipunto a stella.
Centro di controllo
Stazione periferica
Stazione periferica
Linea trasmissione dati
Linea trasmissione dati
Linea trasmissione dati
Linea trasmissione dati
Stazione periferica
Stazione periferica
TELECONTROLLO
z
CONFIGURAZIONE MULTIPUNTO AD ANELLO
La linea di comunicazione tra tutte le stazioni forma un anello. Questo metodo
è preferito per migliorare la disponibilità delle comunicazioni. Se il
collegamento è interrotto in un punto qualunque, si mantengono
completamente le comunicazioni poiché ogni stazione può essere
raggiunta dai due lati dell’anello.
Centro di controllo
Stazione periferica
Stazione periferica
Linea trasmissione dati
Stazione periferica
Stazione periferica
TELECONTROLLO
z
CONFIGURAZIONE COMPLESSA
Le configurazioni dei tipi indicati in precedenza possono essere combinate in
una grande varietà di configurazioni complesse. La più importante
composizione è la configurazione a rete magliata in cui si possono avere
comunicazioni tra qualsiasi coppia di stazioni. Si possono inserire punti per
la raccolta, la concentrazione e lo scambio delle informazioni.
Centro di controllo
Punto di raccolta
Centro di controllo principale
Centro di controllo
Punto di raccolta
Stazione periferica
Stazione periferica
Stazione periferica
Stazione periferica
Stazione periferica
Stazione periferica
SUPERVISIONE
SUPERVISIONE
z
z
La supervisione è la tecnologia che grazie
alla semplice interfaccia grafica ed alla
continua raccolta di informazioni in tempo
reale ci mostra con immediatezza lo stato di
tutte le apparecchiature collegate.
L’interfaccia uomo-macchina viene definita
come il confine in comune tra il terminale di
un sistema di elaborazione dati e l’operatore
che l’utilizza.
SUPERVISIONE
SUPERVISIONE
z
I tipi di informazione sono in genere
visualizzati dai seguenti dispositivi:
–
–
–
–
–
–
–
Quadro sinottico
Consolle di operatore
Strumenti indicatori (analogici e/o digitali)
Schermi video
Apparati di registrazione
Segnalazioni acustiche
Apparati di manutenzione
SUPERVISIONE
STRUTTURA DEGLI IMPIANTI DI
AUTOMAZIONE, TELECONTROLLO E
SUPERVISIONE
STRUMENTAZIONE
STRUMENTAZIONE
z
z
La strumentazione misura una grandezza
fisica e/o uno stato in cui si trova una parte
dell’impianto e la converte in una forma
leggibile dall’apparato periferico.
Gli strumenti utilizzati maggiormente negli
impianti sono di due tipi analogico e digitale.
STRUMENTAZIONE DIGITALE
z
z
Un
segnale
digitale
è
usato
per
caratterizzare gli stati che variano in modo
discreto (ON/OFF).
L’informazione digitale è rappresentata da
segnali binari individuali aventi due livelli
distinti ed esclusivi.
STRUMENTAZIONE DIGITALE
STRUMENTAZIONE ANALOGICA
z
z
Un segnale analogico è associato ad una
grandezza che può variare entro valori
predeterminati (Zero/Fondo Scala).
Il campo di segnale della misura analogica
può rappresentare una sorgente di
informazione variabile nel campo fisico
dell’utenza.
STRUMENTAZIONE ANALOGICA
APPARATI PERIFERICI
APPARATI PERIFERICI
z
z
Gli apparati periferici sono i mezzi attraverso
i quali è possibile leggere le informazioni
della strumentazione installata in campo ed
elaborarle e/o inviarle al centro di controllo.
Gli apparati periferici si dividono in sistemi a
logica cablata e sistemi a logica
programmabile.
SISTEMI A LOGICA CABLATA
z
z
z
z
Appartengono a questa categoria tutti quei sistemi
costituiti da componenti discreti, tra loro collegati
secondo una precisa configurazione.
I collegamenti sono fissi: si parla più propriamente di
cablaggio.
Eseguire modifiche è possibile ma con difficoltà
spesso notevoli e comunque non come prassi
normale.
La caratteristica saliente di un sistema a logica
cablata è data dall’elaborazione parallela dei segnali
SISTEMI A LOGICA CABLATA
SISTEMI A LOGICA PROGRAMMABILE
z
z
z
z
In questa categoria di sistemi troviamo i controllori
programmabili o PLC (Programmable Logic
Controller) controllore logico programmabile.
Un PLC è un sistema a base elettronica al quale
sono collegabili, tramite moduli di ingresso e di
uscita, i segnali che provengono dal processo e che
devono giungere al processo controllato.
Il programma è memorizzato sotto forma di istruzioni
in una memoria interna al PLC e viene elaborato in
sequenza.
In questo caso le modifiche sono facilmente
apportabili senza particolari difficoltà.
SISTEMI A LOGICA PROGRAMMABILE
SISTEMA DI TRASMISSIONE DATI
SISTEMA DI TRASMISSIONE DATI
z
Si usano tre metodi basilari per la
trasmissione dei dati nei sistemi di
automazione, telecontrollo e supervisione:
–
–
–
z
Trasmissione inizializzata
(trasmissione spontanea)
Trasmissione su richiesta
Trasmissione ciclica
da
un
evento
Le soluzioni sopra indicate possono essere
combinate tra di loro e generare una
moltitudine di soluzioni diverse.
TRASMISSIONE SPONTANEA
z
z
z
La trasmissione dati è inizializzata da eventi,
nelle stazioni dove essi si verificano, quali
cambiamenti di stato e/o dei valori misurati
ecc.
Questo metodo soddisfa nel modo migliore le
prescrizioni per i sistemi in tempo reale.
Il corretto funzionamento della trasmissione
è verificato con l’invio periodico di
informazioni di prova (funzione watchdog).
TRASMISSIONE SU RICHIESTA
z
z
In questo caso la stazione centrale chiede
alla stazione periferica di trasmettere lo stato
effettivo delle informazioni.
In caso di parecchie stazioni periferiche
questa modalità è chiamata anche modalità
ad interrogazione.
TRASMISSIONE CICLICA
z
z
z
Questa modalità è frequentemente usata per
la trasmissione dei valori misurati dalle
stazioni periferiche al centro di controllo.
Gruppi di valori misurati e/o informazioni di
stato sono trasmessi secondo uno schema a
divisione di tempo.
Questo tipo di trasmissione provoca un
ritardo nell’aggiornamento che aumenta con
l’aumento delle informazioni da esplorare in
un ciclo.
CENTRO DI CONTROLLO
CENTRO DI CONTROLLO
z
z
Il Centro di Controllo provvede alla gestione
ed al monitoraggio di tutte le variabili del
sistema e rappresenta il nodo centrale ove
convergono tutti i parametri funzionali.
Il Centro di Controllo deve garantire
l’interrogazione
dei
nodi
periferici,
l’interfaccia videografica delle informazioni
dell’impianto via software, l’archiviazione, la
visualizzazione e la stampa dei dati.
HARDWARE
z
z
L’hardware del centro di controllo è
tipicamente costituito da uno o più
elaboratori.
Ci sono diversi modi di configurare un Centro
di Controllo i più diffusi sono:
–
–
Configurazione Client – Server
Configurazione Distribuita
HARDWARE
SOFTWARE
z
z
Il software sviluppato, installato e configurato
presso il centro di controllo, ha il compito di
garantire la gestione dell’intero impianto.
Le principali funzioni del software di
supervisione, sono le seguenti:
–
–
–
–
–
Gestione dei dati e messaggi
Gestione allarmi
Comandi ed acquisizioni
Stampe ed archivi
Configurazioni ed impostazioni
BENEFICI AUTOMAZIONE,
TELECONTROLLO E SUPERVISIONE
OBIETTIVI DEI SISTEMI DI AUTOMAZIONE,
TELECONTROLLO E SUPERVISIONE
BENEFICI AUTOMAZIONE, TELECONTROLLO E SUPERVISIONE
z
Gli obiettivi che un sistema di telecontrollo permette
di conseguire mirano a migliorare la gestione
dell’impianto in termini di:
–
–
–
–
–
–
–
–
Centralizzazione delle informazioni
Espansioni future
Centralizzazione degli allarmi e degli stati
Messaging
Prevenzione di guasti e anomalie
Riduzione dei costi di gestione
Rotazione di funzionamento degli apparati
Acquisizione sistematica di dati statistici relativi all’impianto
CARATTERISTICHE DEI SISTEMI DI
AUTOMAZIONE, TELECONTROLLO E
SUPERVISIONE
BENEFICI AUTOMAZIONE, TELECONTROLLO E SUPERVISIONE
z
Il sistema di telecontrollo assicura requisiti
essenziali in termini strutturali e funzionali:
–
–
–
–
–
–
–
–
Modularità
Flessibilità
Integrabilità
Facilità d’uso
Standardicità
Sicurezza dati
Economia di esercizio e manutenzione
Qualità dei componenti e dell’integrazione
III. Automazione, telecontrollo
e supervisione negli
impianti di depurazione
SIBA S.p.A.
CARATTERISTICHE DELL’AUTOMAZIONE
NEGLI IMPIANTI DI DEPURAZIONE
TIPOLOGIA DI UTENZE
z
Le utenze che generalmente vengono
installate in un impianto di depurazione sono
di diverso tipo:
–
–
–
–
–
Utenze manuali (Saracinesche, Valvole ecc)
Utenze elettriche (Griglie, Pompe, Mixer, Nastri
trasportatori, Carroponti, ecc)
Quadri Package (Autoclave, Preparazione
polielettrolita, Filtropresse ecc)
Utenze pneumatiche (Valvole)
Strumentazione (Livelli, Portate, Pressioni ecc)
TIPOLOGIA DI UTENZE
TIPOLOGIA DI PROCESSO
z
z
z
z
z
L’impianto di depurazione non è tra i più
complessi da automatizzare, telecontrollare e
supervisionare.
La struttura dell’impianto di depurazione
facilita l’uso di logiche locali.
Alcune macchine richiedono poca gestione.
Il processo è relativamente lento, cioè
risponde lentamente ai comandi.
L’impianto di depurazione non si può
fermare, in quanto l’utenza non si ferma.
TIPOLOGIA DI SCELTA
z
z
z
z
Strumentazione che garantisca una misura corretta
e costante.
Apparati periferici di categoria medio/alta che in caso
di guasto o malfunzionamento permettano interventi
rapidi e senza blocchi di tutto o parte dell’impianto.
Sistema di trasmissione dati ridondato con cavo
schermato ed armato.
Supervisione che permetta una veloce diagnosi in
caso di anomalie e che riduca al minimo le
conseguenze di guasto su una postazione
operatore.
PROGETTAZIONE DI UN NUOVO IMPIANTO
SUDDIVISIONE DELL’IMPIANTO IN SEZIONI FUNZIONALI
z
z
La suddivisione in sezioni dell’impianto aiuta
a capire come suddividere la gestione delle
utenze tra i vari apparati periferici.
La documentazione che si utilizza è la
planimetria dell’impianto insieme ai disegni
(P&I) che il processista ha sviluppato.
SUDDIVISIONE DELL’IMPIANTO IN SEZIONI FUNZIONALI
CALCOLO INGRESSI E USCITE E DIMENSIONAMENTO PLC
z
z
z
Elaborare uno tipico per utenza al fine da avere uno
standard per tutte le utenze con le stesse
caratteristiche .
Conta delle utenze ed il conseguente calcolo degli
ingressi e delle uscite.
Dimensionamento
dell’apparato
periferico
prendendo in considerazione anche altri aspetti
come:
–
–
–
–
–
suddivisione delle utenze
intervento di utenze di riserva in caso di guasto
scorta per ampliamenti futuri
ridondanza
logiche da implementare sull’apparato periferico
CALCOLO INGRESSI E USCITE E DIMENSIONAMENTO PLC
SCELTA DELLA LINEA DI TRASMISSIONE DEI DATI
z
z
Supporto fisico di trasmissione dei dati ridondato,
schermato ed armato nel caso si usi cavo di rame;
ridondato ed armato nel caso di fibra ottica.
La scelta del tipo di trasmissione dati può dipendere
da diversi fattori:
–
–
–
–
distanza tra gli apparati periferici ed il centro di controllo
percorso che il cavo deve compiere all’interno dell’impianto
tipologia di protocollo di comunicazione supportato dagli
apparati periferici
configurazione del centro di controllo
CONFIGURAZIONE DEL CENTRO DI CONTROLLO
z
z
z
Configurazione client-server per grossi
impianti, configurazione distribuita per
impianti di medie e piccole dimensioni.
La scelta dell’hardware cade su tipologie di
macchine standard di mercato.
Il software adottato è uno tra i pacchetti di
supervisione più diffusi sul mercato.
CONFIGURAZIONE DEL CENTRO DI CONTROLLO
L’ATTIVAZIONE E LA MESSA IN SERVIZIO
DELL’IMPIANTO
L’ATTIVAZIONE E LA MESSA IN SERVIZIO DELL’IMPIANTO
z
L’attivazione e la messa in servizio
dell’impianto di telecontrollo viene effettuata
secondo procedure consolidate:
–
–
–
–
Setup
Test
Start up
Training
AUTOMAZIONE, TELECONTROLLO E
SUPERVISIONE IN IMPIANTI DI
TIPOLOGIA E DIMENSIONI STANDARD
(PESCHIERA BORROMEO)
IMPIANTO DI PESCHIERA BORROMEO
IMPIANTO DI PESCHIERA BORROMEO
z
media potenzialità e concezione moderna
–
–
–
–
–
–
3° depuratore di Milano, dopo Nosedo e Milano
Sud
Comparto biologico mediante BIOFILTRAZIONE
Stabilizzazione fanghi mediante DIGESTIONE
ANAEROBICA
Potenzialità: 250˙000 A.E.
Qmedia (tempo secco) = 96˙000 mc/d
Carico inquinante sottratto al corpo ricettore
(BOD5): 14˙000 kg/d
IMPIANTO DI PESCHIERA BORROMEO
Pretrattamenti: unica unità di trattamento per
dissabbiatura e sedimentazione primaria
IMPIANTO DI PESCHIERA BORROMEO
z
Comparto biologico mediante BIOFILTRAZIONE
–
Trattamento secondario e/o terziario che realizza nel
medesimo bacino
z Depurazione biologica (rimozione di C e N)
z Filtrazione
–
Compattezza (riduzione del volume da 5 a 1 e della superficie
da 7 a 1)
Miglior qualità dell’effluente (è paragonabile con un
trattamento a fanghi attivi + un terziario)
Miglior affidabilità di processo (l’efficienza non è vincolata
alla sedimentabilità del fango come nei sistemi FA)
Modularità
Adattabilità alle variazioni di carico
Facilità di installazione in edifici chiusi e deodorizzati
–
–
–
–
–
IMPIANTO DI PESCHIERA BORROMEO
Acqua di controlavaggio
Influente
• maggiore complessità idraulica
rispetto ai classici fanghi attivi
• necessità di gestire
opportunamente le fasi di
lavaggio con aria/acqua
Effluente
IMPIANTO DI PESCHIERA BORROMEO
DIGESTIONE
ANAEROBICA
• maggiore
complessità di
processo rispetto
alla digestione
aerobica
• necessità di
controllo in
continuo, di misure
accurate e di
dispositivi di
sicurezza vista la
presenza di Biogas
Vista d’insieme della linea fanghi
IMPIANTO DI PESCHIERA BORROMEO
Unità di stampa
Unità di supervisione
in backup caldo
UPS
Sala controllo
UPS
hub interconnessione
ottica
LAN – 10 Mb/s – fibra ottica – ethernet IEEE 802.3
AREA 2
PLC1A
AREA 3
PLC2A
PLC1B
PLC2A
DI: 304, DO: 88,
AI: 32, AO: 8
UTENZE
DI: 336, DO: 80,
AI: 16, AO: 0
UTENZE
DI: 352, DO: 72,
AI: 32, AO: 8
UTENZE
DI: 320, DO: 96,
AI: 32, AO: 8
UTENZE
griglie, paratoie,
soffianti,
elettrovalvole, gruppo
elettrogeno, misuratori
di livello e portata
griglie, paratoie,
soffianti,
elettrovalvole, gruppo
elettrogeno, misuratori
di livello e portata
Ventilatori, paratoie,
soffianti,
elettrovalvole, gruppo
elettrogeno, misuratori
di livello e portata,
analizzatori
Ventilatori, paratoie,
soffianti,
elettrovalvole, gruppo
elettrogeno, misuratori
di livello e portata,
analizzatori
PLC, 64K, comunicazione
ethernet integrata, I/O
discreti high speed
IMPIANTO DI PESCHIERA BORROMEO
z
z
Le unità di elaborazione e controllo delle
stazioni periferiche sono basate su PLC
collegati via ethernet alla supervisione con
cui trasmettono e ricevono dati.
Caratteristiche generali:
–
–
–
–
elevata velocità di elaborazione per brevi tempi di
ciclo
potente biblioteca per funzioni complesse
forma costruttiva compatta per l’installazione in
spazi ristretti
esenzione da manutenzione al 100%
IMPIANTO DI PESCHIERA BORROMEO
z
La rete di comunicazione del sistema di
telecontrollo è costituita da una dorsale in
fibra ottica basata su protocollo ethernet.
Modulo industrial
ethernet PLC1A
Scheda di rete
PC1
Modulo industrial
ethernet PLC1B
HUB
Scheda di rete
PC2
Modulo industrial
ethernet PLC2A
Modulo industrial
ethernet PLC2B
IMPIANTO DI PESCHIERA BORROMEO
z
z
L’hardware del centro di controllo è costituito
da due elaboratori (uno di riserva calda
all’altro); ogni elaboratore possiede la
potenzialità
necessaria
per
trattare
autonomamente tutte le informazioni e i
telecomandi del sistema.
Il software sviluppato, installato e configurato
presso
il
centro
di
controllo
complessivamente gestisce quattro stazioni
periferiche con logiche distribuite.
AUTOMAZIONE, TELECONTROLLO E
SUPERVISIONE IN GROSSI IMPIANTI
(MILANO NOSEDO)
IMPIANTO DI MILANO NOSEDO
IMPIANTO DI MILANO NOSEDO
z
Classica tipologia impiantistica applicata ad un
impianto di notevoli dimensioni
– Potenzialità: 1˙250˙000 A.E.
– Qmedia (tempo secco) = 432˙000 mc/d
– Carico inquinante sottratto al corpo ricettore
(BOD5): 56˙160 kg/d
IMPIANTO DI MILANO NOSEDO
Disinfezione
3
2
Nitrificazione
Denitrificazione
5
Filtropresse
Deodorizzazione
6
1
4
Refluo in uscita dall'impianto
Grigliatura
1. Grigliatura
IMPIANTO DI MILANO NOSEDO
2. Nitrificazione
IMPIANTO DI MILANO NOSEDO
3. Disinfezione
IMPIANTO DI MILANO NOSEDO
4. Refluo in uscita dall'impianto
IMPIANTO DI MILANO NOSEDO
5. Alimentazione Filtropresse
IMPIANTO DI MILANO NOSEDO
5. Filtropresse
IMPIANTO DI MILANO NOSEDO
6. Deodorizzazione
IMPIANTO DI MILANO NOSEDO
IMPIANTO DI MILANO NOSEDO
IMPIANTO DI MILANO NOSEDO
z
z
z
Il sistema di automazione sarà composto da nove
apparati del tipo controllori programmabili (PLC)
predisposti per teleoperazioni, che provvederanno a
gestire direttamente le logiche di automazione
previste per le varie sezioni e/o utenze di impianto.
Ogni PLC è dotato di unità centrale (CPU) ridondata.
Ogni unità periferica controlla i segnali di propria
pertinenza provenienti dal quadro Power center
(PC), dal quadro motor control center (MCC) e dal
quadro strumenti ed interfaccia (QSI).
IMPIANTO DI MILANO NOSEDO
z
z
z
z
z
E’ prevista una rete locale per il collegamento delle cinque
unita’ PLC e delle cinque stazioni di supervisione.
La rete è di tipo Ethernet per applicazioni industriali.
La connessione avviene mediante cavo ottico multiplo adatto
alla posa in cavidotto con protezione antiroditore.
Il collegamento delle quattro stazioni slave delle opere di presa
con la stazione master nella sala controllo, si basa su linea
dedicata, ridondata con linee telefoniche commutate.
La connessione avviene mediante cavo ottico multiplo adatto
alla posa in cavidotto con protezione antiroditore e mediante
linea telefonica commutata per la linea di ridondanza.
IMPIANTO DI MILANO NOSEDO
z
La supervisione è composta da una
piattaforma hardware comprendente cinque
stazioni di supervisione costituite ognuna da
un elaboratore a microprocessore e da una
piattaforma software comprendente sia il
software di base (ambiente operativo e
sistema di gestione della base di dati) che il
software applicativo finalizzato al comando,
alla supervisione ed alla manutenzione.
AUTOMAZIONE, TELECONTROLLO E
SUPERVISIONE IN IMPIANTI
PARTICOLARI (ATHOS)
IMPIANTO DI TRUCCAZZANO
IMPIANTO DI TRUCCAZZANO
z
L’unità Athos®, complessità tecnologica
– Potenzialità: 360˙000 A.E.
– Carico di fango giornaliero 14˙600 kgSS/d
IMPIANTO DI TRUCCAZZANO
z
Athos®: Ossidazione ad umido
–
–
–
–
Reazione chimica ossidazione in reattore in condizioni
controllate
z Ossidazione di composti organici solubili o sospesi
z Reazione realizzata in matrice acquosa
z Non è un incenerimento
Aria od Ossigeno puro come agenti ossidanti
Condizioni controllate
z Temperatura: 150 – 260 °C
z Pressione: 50 – 150 bar
Applicata a:
z Fanghi di supero da impianti depurazione municipali/industriali
z Reflui industriali concentrati (COD 100.000 mg/l)
z Rigenerazione di carboni attivi esauriti
IMPIANTO DI TRUCCAZZANO
IMPIANTO DI TRUCCAZZANO
IMPIANTO DI TRUCCAZZANO
Caldaia
INSTALLAZIONI ACCESSORIE
Prodotto finale:
TECNOSABBIA
Filtropressa
IMPIANTO DI TRUCCAZZANO
IMPIANTO DI TRUCCAZZANO
z
z
z
Un PLC centrale dotato di CPU e doppia
scheda di comunicazione, una verso i rack di
espansione ed una verso il PLC di
preparazione fanghi.
Le estensioni sono installate nell’impianto e
sono adibite alla gestione del Solfato di
Rame, Ossigeno, Caldaia, ecc.
Il PLC di preparazione fanghi è dotato di
CPU e di scheda di comunicazione per il
dialogo con il PLC centrale.
IMPIANTO DI TRUCCAZZANO
z
z
z
z
Il sistema di comunicazione utilizzato è molto
semplice in quanto il Centro di Controllo si trova
nello stesso locale del PLC centrale.
Rete Ethernet in rame per la trasmissione dati tra la
postazione operatore ed il PLC centrale.
Trasmissione dati mediante protocollo Modbus su
cavo di rame tra il PLC centrale ed il PLC di
preparazione fanghi.
Il collegamento tra il PLC centrale ed i rack di
espansione avviene attraverso cavo di rame.
IMPIANTO DI TRUCCAZZANO
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Il centro di controllo è configurato con una sola
postazione operatore di supervisione.
Per la stampa degli allarmi viene usata una
stampante ad aghi collegata direttamente alla
postazione operatore.
Per la stampa grafica viene usata una stampante
laser collegata direttamente alla postazione
operatore.
La postazione operatore è dotata di combinatore
telefonico per l’avviso su telefonia mobile degli
allarmi.
IV.
Evoluzione dell’Automazione,
telecontrollo e supervisione
nel tempo
SIBA S.p.A.
PROGETTO IMPIANTI DIMOSTRATIVI
PLUVIRRIGUI (1983)
PROGETTO IMPIANTI DIMOSTRATIVI PLUVIRRIGUI (1983)
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N°
2
stazioni
automatiche
agrometereologiche controllate e comandate
da un unico computer per la gestione irrigua
delle zone S. Paolo Civitate e Lesina.
Le due aree distano tra loro 15 Km circa,
mentre il computer è alloggiato in un
apposito vano della casa di guardia che dista
circa 10 Km da ogni area sperimentale.
Il collegamento tra le aree ed il computer
sarà eseguito via linea telefonica dedicata
(CDA) fornita da Telecom.
PROGETTO IMPIANTI DIMOSTRATIVI PLUVIRRIGUI (1983)
PROGETTO ACQUEDOTTO MARSALA
(1990)
PROGETTO ACQUEDOTTO MARSALA (1990)
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Il sistema acquedottistico di Marsala e' composto da 4 stazioni
di approvvigionamento (pozzi), da 5 stazioni di accumulo e
smistamento (serbatoi) e da 14 stazioni di distribuzione (nodi).
Presso ogni stazione sono predisposti gli apparecchi (pompe,
valvole, sistemi di dosatura del cloro) e gli strumenti di misura
(portata, livello, il cloro residuo, la pressione) necessari per la
corretta gestione della distribuzione idrica.
L'intero impianto può essere gestito sia in locale, sia dal Centro
Operativo posto presso la stazione di Cardilla, dal quale e'
possibile monitorare tutte le stazioni e inviare a ciascuna di
esse comandi sia in tempo reale (modalità manuale remota),
sia in base a programmi automatici predefiniti (modalità
automatica).
Tutte le informazioni scambiate tra le stazioni periferiche e il
Centro Operativo vengono registrate in maniera cronologica.
PROGETTO ACQUEDOTTO MARSALA (1990)
PROGETTO ACQUEDOTTO MILANO (1996)
PROGETTO ACQUEDOTTO MILANO (1996)
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I dati e i comandi relativi alle varie stazioni di sollevamento sono
ricevuti e rispettivamente inviati a mezzo di una unica coppia
telefonica per ogni Stazione Periferica verso il Centro di competenza
tramite l’apparato di teletrasmissione (Novara, Anfossi, Suzzani,
S.Siro).
Gli apparati al Centro provvedono a collegarsi sequenzialmente ad
ognuna delle Stazioni Periferiche di competenza.
Ad ogni Centro sono disponibili le segnalazioni di allarme relative allo
stato degli apparati di telecontrollo collegati ed alla teletrasmissione.
In ogni Centro gli elaboratori sono connessi ad un quadro sinottico di
segnalazione e comando (di conformazione identica per tutti i Centri
esistenti).
Al Centro di San Siro sono installati 3 terminali per la visualizzazione
dei dati dei Centri di Novara, Anfossi, Suzzani e S.Siro stesso.
Tali elaboratori sono connessi alla rete locale per la condivisione delle
stampanti e per il collegamento con i Centri di Novara, Anfossi e
Suzzani.
PROGETTO ACQUEDOTTO MILANO (1996)