AssoAutomazione AWARD. Telecontrollo in tecnologia Wireless Internet (GPRS) di una rete di siti a rischio inquinamento ambientale

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1 AssoAutomazione AWARD Tecnologie di Telecontrollo verso il futuro- 1^ Edizione Telecontrollo in tecnologia Wireless Internet (GPRS) di una rete di siti a rischio inquinamento ambientale Relatori: Ing. Michele Frare Responsabile Divisione Factory Automation Ing. Simone Recchia Responsabile Ufficio Tecnico Ing. Giovanni Castagnaro Application Engineer 11/10/0719/09/2012 Pagina 1 di 19

2 1. Introduzione e cenni relativi alla tecnologia GPRS La soluzione di automazione e telecontrollo a base Plc che presenteremo ha il merito di aver saputo coniugare la prevenzione dei rischi ambientali, risparmi energetici e opportunità di marketing, sfruttando al meglio una spinta integrazione di hardware, software e mezzi di comunicazione wireless. La particolare implementazione di telecontrollo wireless scelta è giustificata da un lato da una efficace valorizzazione del connubio processo/comunicazione remota, dall altro da una vivace dialettica tra fornitore del sistema di controllo/telecontrollo e utilizzatore/integratore della tecnologia, discussione che ha portato a disegnare un innovativo approccio alla problematica della disponibilità del dato remoto e del servizio a qui il dato è correlato. Diverse sono infatti le metodologie possibili nel telecontrollo wireless, ciascuna improntata a cogliere esigenze diverse in termini di affidabilità, tempi di reazione, sicurezza, continuità, costo, volume e frequenza dei dati da gestire. Innanzitutto un primo bivio che si presenta all utilizzatore è quello tra telecontrollo con tecnologia Rtu e telecontrollo a base Plc, dove il primo è tipicamente visto come dispositivo puramente dedicato alle funzione di datalogging e comunicazione remota, mentre il secondo a queste aggiunge il controllo vero e proprio dell automazione/processo; il maggiore vantaggio del Plc si evidenza nella sua flessibilità e adattabilità alle diverse esigenze nonché alla semplificazione della topologia tra reti di comunicazione locali (fieldbus) e remote. In questa applicazione l utilizzatore ha optato per il Plc sia per la ragioni sopra enunciate sia per la garanzia di poter disporre di una intelligenza integrata che coniugasse gli algoritmi del campo a quelli della comunicazione remota. Una seconda scelta affrontata è nella particolare tecnologia wireless adottata. Tralasciando la tecnologia ponte radio per il carattere relativamente locale della comunicazione e per la 11/10/0719/09/2012 Pagina 2 di 19

3 pesante infrastruttura necessaria, le opzioni che si presentano all utilizzatore sono fondamentalmente il GSM e il GPRS. Il GSM è la tecnologia più adatta quando il carattere della informazione da trasmettere si limita a una quantità ridotta di dati trasmessi, a una bassa ciclicità e soprattutto a una semplificazioni dei servizi disponibili (in particolare dial up ed sms ) Il GPRS offre la possibilità di gestire un importante mole di dati con la sua velocità di trasmissione di un ordine di grandezza superiore al GSM, permette una prontezza real time grazie alla sua modalità sempre on line, garantisce una soddisfacente disponibilità tramite una copertura sovrapponibile a quella della rete GSM, apre al mondo della Information Technology e dei relativi servizi grazie alla sua conettività Ethernet tramite Internet Protocol (IP). I vantaggi del poter connettere la macchina/impianto in wireless internet, permette non solo di poter raggiungere dalla postazione centrale o dalla rete la stazione remota al costo della connessione internet, ma anche di poter inviare con file allegati.csv contenenti il datalogging d impianto, collegarsi da remoto al Plc con i tool di programmazione, effettuare la supervisione d impianto tramite software Scada, visualizzare e interagire con l impianto tramite pagine HTMl ed oggetti Java direttamente sul proprio browser (per esempio Internet Explorer), pubblicare i dati d impianto in formato standard XML, implementare comunicazione M2M tramite protocollo client/server ModbusTcp, comunicare secondo il protocollo standard del telecontrollo IEC ,. Per queste a altre articolate esigenze dell utilizzatore, di cui parleremo nel seguito, la scelta nelle applicazione in questione è ricaduta sulla tecnologia GPRS. Scelta l infrastruttura di comunicazione, ci si è posti quindi la domanda in merito a quale strategia di comunicazione GPRS adottare. 11/10/0719/09/2012 Pagina 3 di 19

4 Sono infatti diverse le modalità di connessione praticabili, ciascuna rispondente a criteri operativi e scelte strategiche aziendali diverse: se per esempio la stazione centrale deve interloquire con una stazione remota deve conoscerne il suo indirizzo IP, così come se è utilizzato un particolare protocollo di comunicazione, ci si deve accertare se la particolare porta correlata a quel indirizza IP sia o meno aperta. Ad oggi il mercato dei provider di servizi internet offre soluzioni a IP dinamico, essendo esaurita la disponibilità di indirizzi IP statici, che comportano il cambiamento dell indirizzo IP ad ogni disconnessione del modem dalla rete GPRS (che avviene o per shut down da parte del controllore della connessione, il Plc, o per fisiologica e temporanea disconnessione/connessione della cella GPRS che gestisce il servizio); inoltre non tutti i provider offrono la possibilità di indirizzi IP pubblici (in gergo pingabili ) e di porte aperte. Da queste sintetiche considerazioni si evidenzia come dalla scelta del provider e del metodo di connessione ne discendano conseguenze tecniche e operative molto significative. Diamo in questa sede un breve excursus di alcune metodologie, con vantaggi e svantaggi, al fine di inquadrare meglio anche la scelta poi fatta nell applicazione tema della presente: - tecnica che permette alla o alle stazioni centrali di conoscere l indirizzo IP corrente delle stazioni remote tramite da queste ricevuta, ad ogni cambio di indirizzo IP, e contenente l informazione numerica sui quattro campi che contraddistinguono l indirizzo. Soluzione che ha il merito della semplicità implementativa e di una buona autonomia dal provider di servizi, lo svantaggio pero di dover prevedere un numero limitato di utenti destinatari della (per alcuni questa potrebbe essere però una esigenza), e del doversi affidare al servizio di mailing che necessita da parte dei sistemi centrali di una certa elaborazione del dato per poter garantire una gestione automatica della dinamica di cambiamento del indirizzo IP. 11/10/0719/09/2012 Pagina 4 di 19

5 Rete VPN: in questo caso ci si appoggia al servizio fornito da un provider che individua un gruppo di utenti appartenenti a una Virtual Private Network ciascuno individuabile dagli altri da un indirizzo IP valido staticamente all interno del gruppo. Vengono in questo modo superati i problemi di indeterminazione dell indirizzo IP ed inoltre risulta semplice l implementazione (una sorta di Lan), la contropartita pero è il costo del servizio VPN (che si aggiunge ai costi di comunicazione), il gruppo di utenti limitato (nel bene e nel male), la dipendenza dal provider di servizio Protocollo FTP: il Plc remoto con opportuni comandi AT al modem GPRS dotato di stack TCP/IP puo scrivere e leggere, in qualità di Client, su files del Server centrale. Alta l autonomia dal Provider, per contro la comunicazione e i servizi sono non trasparenti a causa della necessità di implementare i comandi ascii tra Plc e modem; è necessaria inoltre la conoscenza dell indirizzo della stazione centrale (Server). Http Server proprietario: tutta la rete di nodi remoti viene gestita da un server di proprietà dell utilizzatore che gestisce gli indirizzi IP dinamici e reindirizza opportunamente le richieste provenienti dalla rete e richiedenti domini tipo L autonomia è massima, per contro la difficoltà implementativa e i costi di gestione rappresentano il rovescio della medaglia. Central Internet Service: tecnica che consiste nello sfruttare Server e servizi disponibili in Rete. Ne citiamo due particolarmente interessanti quali: - Utilizzo del servizio offerto da che permette di associare un nome fisso ad un indirizzo IP variabile (Update dyndns Internet server) - l utilizzo di uno spazio WEB che supporti file php e generazione di una pagina html dinamica al cui interno è presente l indirizzo IP dinamico corrente (Log on to a Internet server type) 11/10/0719/09/2012 Pagina 5 di 19

6 Questi ultimi due esempi rappresentano a nostro avviso un buon compromesso tra le esigenze non sempre conciliabili delle varie tecniche descritte (dipendenza dal provider, plug&play, chiusura/apertura alla rete, completezza funzioni/servizi, costi), ed è su uno di questi che si è appuntata la scelta dell utilizzatore: Web space con scripts PHP. Dopo questa introduzione che rappresenta sia una sintetica premessa alla tecnologia di telecontrollo implementata, sia il percorso tecnologico che ha condotto alla scelte operative dell utilizzatore, andremo ora a descrivere nel dettaglio l applicazione e gli strumenti di controllo e telecontrollo, hardware e software, utilizzati. 2. Aspetti generali dell applicazione La crescente sensibilità per la tutela dell ambiente comporta una certa attenzione anche nei confronti delle numerose stazioni di servizio carburante per autotrazione presenti sul territorio, dove è sempre più necessario monitorare costantemente e con accuratezza i serbatoi sotterranei in cui viene stipato il combustibile. I problemi causati dalle perdite dei serbatoi in cui vengono immagazzinati benzina e gasolio possono infatti generare fenomeni di inquinamento che, con il trascorrere del tempo e con il versamento di centinaia di litri di derivati dal petrolio nel terreno circostante, causano danni ambientali ed economici ingenti: le sostanze, infatti, possono filtrare sino alle falde acquifere con le conseguenze immaginabili, inoltre un terreno impregnato di prodotti oleosi perde qualsiasi valore commerciale, con conseguenti pesanti ripercussioni legali per l azienda inquinante. Per prevenire tali rischi, le società petrolifere sono alla continua ricerca di soluzioni adeguate, che tutelino l ambiente e al tempo stesso siano compatibili con i vincoli di budget; soluzioni 11/10/0719/09/2012 Pagina 6 di 19

7 spesso difficili da mettere a punto a causa della presenza di perdite (anche di pochi litri al giorno), che è estremamente complicato individuare con tempestività mediante comuni sonde di livello. In genere una delle soluzioni più sfruttate è quella di creare un doppio serbatoio. In questo modo si garantisce una migliore tenuta nel tempo, anche se i costi di installazione sono decisamente elevati e un simile palliativo non fa altro che rimandare la risoluzione del problema. Per questa ragione una azienda specializzata nel trattamento di ambienti contaminati, ha creato un innovativo sistema in grado di individuare tempestivamente anche la minima perdita, permettendo così di intervenire in tempi rapidi garantendo una buon livello di protezione dell ambiente. L idea è nata sfruttando il sistema brevettato dall azienda stessa per rimuovere l umidità presente nel terreno intorno ai serbatoi la cui condensa, accumulandosi sulle pareti dei serbatoi, rappresenta la principale causa della formazione della ruggine, responsabile del loro progressivo deterioramento. Il principio messo a punto dai tecnici progettisti, infatti, prevede di far circolare costantemente un flusso d aria deumidificata nel terreno: la mancanza dell agente causa della ruggine allunga in questo modo la vita utile del serbatoio (secondo recenti studi l aumento di operatività del serbatoio arriva a vent anni). Non ci si è fermati però alla semplice prevenzione della corrosione, ma ci si è posti l obiettivo di una tutela ambientale a trecentosessanta gradi, obiettivo raggiunto grazie a una rete di sensori nel terreno e in aria. Per ridurre i consumi energetici ed individuare eventuali difformità rispetto ai parametri desiderati, infatti, il sistema è equipaggiato di una serie di sensori che permettono di monitorare costantemente temperatura e umidità, regolando di conseguenza i parametri di funzionamento. 11/10/0719/09/2012 Pagina 7 di 19

8 La consapevolezza che la riduzione dell umidità dal terreno, pur prolungando la durata del serbatoio, non avrebbe permesso di individuare immediatamente un eventuale perdita, ha spinto a un ulteriore estensione nell utilizzo della rete di sensori. I progettisti del sistema hanno dunque deciso di sfruttare il controllore, già incaricato di gestire tutte le funzionalità dell impianto di deumidificazione del terreno nonché di primo intervento di bonifica in caso di perdite, anche per analizzare la concentrazione di idrocarburi presenti nell aria. In questo modo sarebbe stato possibile individuare tempestivamente qualunque perdita, anche minima, mettendo in atto tutte le necessarie contromisure per impedire conseguenze ambientali negative. 3. Il Sistema di Automazione e di Comunicazione Una volta messo a punto il principio fisico e il processo da gestire, l attenzione si è appuntata su quale tecnologia di automazione utilizzare, passo importante per determinare il successo dell applicazione in termini di affidabilità, efficienza, flessibilità e costo. Il controllore scelto per l automazione è un PLC (Progammable Logic Controller) compatto ad alte prestazioni dotato di 32K passi di programma e 32Kword di memoria dati, 3 porte seriali a configurazione indipendente; l espandibilità massima prevede: 384 I/O digitali, 40 ingressi analogici, 28 uscite analogiche. Sono disponibili anche altre funzioni avanzate quali: gestione di I/O remoti, controllo assi, connettività a reti standard e proprietarie. Le elevate prestazioni abbinate alla compattezza rappresentano una necessità in situazioni come quella in oggetto, dove gli spazi sono molto contenuti. Il cardine del sistema Telecontrollo è invece il dispositivo Web Server, anch esso molto compatto (25x90x64mm), che racchiude una varietà di servizi e prestazioni uniche nella sua 11/10/0719/09/2012 Pagina 8 di 19

9 categoria. La funzione che nel caso in questione viene maggiormente utilizzata è la connettività verso la rete wireless GPRS, e quindi Internet. Il Web Server è stato pensato e realizzato per lavorare in ambiente industriale e generalmente in luoghi non presidiati. Con quest ottica sono stati sviluppati gli automatismi interni (firmware) che gestiscono la chiamata, la connessione, il mantenimento della stessa e l eventuale ri-connessione: in pratica tutto ciò che è necessario fare per garantire il collegamento da siti non presidiati, quali quelli tema della presenta. E inoltre possibile riprogrammare e riconfigurare totalmente il Web Server, cosi come il plc, da remoto senza alcuna operazione manuale sul posto, funzione fondamentale per i necessari upgrade software previsti dall applicazione in questione. Il software di configurazione del Web Server è strutturato in modo che, una volta fatte le scelte iniziali, per le configurazioni successive di dettaglio il programmatore venga guidato presentando già i parametri consigliati ; questa prerogativa ha permesso un set up trasparente delle funzioni di comunicazione remota da parte dell utilizzatore. I rischi intrinseci nell utilizzo di tecnologie quali quella GPRS, che hanno messo in difficoltà se non fatto desistere più di un System Integrator, sono legati all utilizzo di hardware non supportato da adeguato sw di configurazione, a informazioni carenti sui servizi GPRS forniti dei vari provider, a difficoltà nell integrare sistemi (di controllo, di rete e di comunicazione) provenienti da fornitori diversi. Tali rischi sono stati superati dall utilizzatore in questione grazie all adozione di una soluzione che si caratterizza per l omogeneità dei prodotti di automazione (provenienti da un unico fornitore), per la scelta di un fornitore con esperienza applicativa nel GPRS, per la relativa semplicità di configurazione ed utilizzo dei sistemi. I componenti hw e sw utilizzati sono infatti predisposti per l integrazione delle funzioni di automazione e telecontrollo: da ciò ne deriva una certa trasparenza, per l utilizzatore, delle funzionalità di basso livello e 11/10/0719/09/2012 Pagina 9 di 19

10 dunque un carattere user friendly dei dispositivi che permette al progettista di concentrare la propria attenzione sugli altri aspetti dell applicazione come il processo o la gestione centralizzata dei dati. Vi sono ulteriori funzionalità disponibili nel web server, alcune utilizzate nell applicazione quale la possibilità di inviare con testo dinamico e comprensive di allegato contenente dati raccolti dal plc e formattati in un file.csv, altre potenzialmente utilizzabili nell evoluzione dell impianto (pubblicazione di pagine html, ed oggetti Java, con dati in scrittura/lettura del plc disponibili nei browser in rete, la connessione trasparente TCP/IP client/server o UDP/IP, la gestione dei protocolli standard ModbusTCP client/server ed IEC e 104, la funzione di sincronizzazione orologio/calendario da server locale o remoto SNTP). Altro elemento importante nel sistema di automazione è il software di programmazione del plc, conforme allo standard IEC La disponibilità dei cinque linguaggi di programmazione (Diagramma di Flusso Sequenziale, Testo Strutturato, Lista Istruzioni, Diagramma a Contatti e Diagramma a blocchi Funzione) ha permesso di adottare uno stile di programmazione diverso a seconda della funzione implementata (processo con ladder, telecontrollo con blocchi funzione, algoritmi speciali con strutturato, ), adattandosi dunque di volta in volta alle necessità del programmatore. Il plc gestisce nel suo complesso l automazione dell impianto: acquisisce una ventina di segnali analogici provenienti da vari sensori di grandezze chimico-fisiche oltre ad un centinaio di segnali digitali. Tramite complessi calcoli e algoritmi di derivazione neurale, coperti da brevetto, attiva una serie di pompe e valvole che iniettano aria trattata a temperatura controllata nel terreno a una certa profondità. Si ottiene così il triplice effetto di controllare le perdite di idrocarburi, bonificare il terreno e aumentare la durata del serbatoio, preservandolo dalla corrosione. 11/10/0719/09/2012 Pagina 10 di 19

11 Il Web Server entra in gioco quando, su richiesta del plc, effettua la connessione verso la rete GPRS, da cui acquisisce un indirizzo IP dinamico assegnato al plc e dunque all impianto. L indirizzo dinamico acquisito da ogni singola Stazione (che può cambiare senza preavviso in caso di disconnessine operata arbitrariamente dalla cella locale GSM/GPRS) deve essere reso noto alla centro di raccolta dati (server centrale) Le stazioni remote superano il centinaio (in prospettiva possono diventare qualche centinaio), si è posta dunque la necessità di adottare un sistema di monitoraggio degli indirizzi IP semplice e flessibile: nella procedura prevista il modulo Web Server invia l informazione relativa alla propria connessione, comprensiva di indirizzo IP, al Server centrale il quale a cadenza periodica può accedere ai dati d impianto del plc remoto. Questa semplice procedura permette di avere sempre sotto controllo la situazione delle stazioni remote in merito alla loro connessione e al loro stato. La tecnologia adottata è quella del Web Space con scripts PHP (per i dettagli sulla particolare funzionalità si ritornerà in seguito). La possibilità da parte del Plc di memorizzare i dati d impianto (la memoria grazie ai sui 32 KWord, espandibili fino a 1 Mword, è in grado di garantire un back up dei dati d impianto relativi a diversi giorni), permette di superare brillantemente e per un periodo di tempo di tutta sicurezza, eventuali disconnessioni dalla rete GPRS (tipicamente rare e di durata limitata). L autonomia del Plc comunque non è per nulla influenzata dall eventuale disconnessione GPRS, infatti la sua azione di bonifica, se necessaria, è attività dagli algoritmi di cui dispone nel programma. 4. Telecontrollo e Telesoccorso 11/10/0719/09/2012 Pagina 11 di 19

12 La complessità del processo da monitorare e gestire ne impone l affidamento a un plc in grado di analizzare la dinamica dei diversi parametri e gestire autonomamente, per mezzo di algoritmi più o meno convenzionali, il funzionamento dell intero sistema; il tutto garantendo un costante coordinamento da parte della sala di controllo centralizzata tramite una comunicazione quantitativamente e qualitativamente evoluta che ha l obiettivo di assicurare la necessaria tempestività di intervento in situazioni di potenziale pericolo. In origine il compito di supportare la comunicazione era affidato a comuni linee telefoniche cablate, che però per i costi dovuti al frequente numero di chiamate giornaliere (costo fisso di chiamata) e alla durata stessa della comunicazione (tipicamente in tariffa interurbane), introducevano una componente di criticità per i budget pianificati; a queste difficoltà si aggiunga la non disponibilità del collegamento telefonico in stazioni, per esempio, lontane da centri abitati. Queste ragioni hanno fatto propendere l utilizzatore verso una tecnologia wireless ed in particolare a una delle più recenti, il Gprs, grazie alla quale è possibile trasmettere costantemente i dati a costi compatibili (tariffe tipicamente a dato ), e indipendentemente dalla presenza o meno dell infrastruttura cablata in loco (la copertura GPRS è garantita dove disponibile quella GSM, ne consegue un ottima disponibilità sul territorio nazionale). Tutti i dati d impianto sono in questo modo accessibili dal Web, che la sala di controllo sfrutta per monitorare costantemente gli stati di tutte le stazioni di servizio carburante dotate del sistema. Va sottolineato che la proposta del fornitore di automazione composta di hardware (plc, webserver, modem GPRS) e software (librerie IEC61131 anche relative a funzioni di comunicazioni e telecontrollo), ha sostenuto e facilitato il percorso di concezione e messa in opera di questa originale e per certi versi avveniristica applicazione su larga scala. Non si tratta infatti di una semplice applicazione di telecontrollo del tipo raccolta dati da stazioni remote, ma di una sorta di macro processo distribuito: per ogni stazione occorre 11/10/0719/09/2012 Pagina 12 di 19

13 attuare uno sviluppo di azioni complesse che partendo dalla lettura di elementi chimico fisici rilevati in ambiente (aria + sottosuolo) elabora un analisi locale con algoritmi innovativi, analisi che diventa parte di un esame esteso grazie alla rete. La Stazione Centrale preposta alla supervisione e al controllo può interagire con la singola stazione remota andando a modificare le curve di risposta del sistema rendendolo più o meno severo in funzione della particolare situazione che si è creata. Ciò è possibile grazie al massiccio impiego di reti neurali (sviluppate in collaborazione con una Università). L intera rete di distribuzione carburanti diventa una sorta di grande cervello che impara dall esperienza accumulata sul campo. L esperienza di una stazione diventa patrimonio dell intera rete. In caso di evento imprevisto la stazione remota può inoltre chiedere un intervento immediato inviando una o più di allerta ai servizi di pronto intervento e/o al centro di controllo (azione su evento non programmato). La disponibilità di un plc di prestazioni elevate come pure di strumenti di programmazione di alto livello (IEC ), sono necessari all impianto di oggi (inteso nel suo complesso centro + periferia) ma anche alla sua evoluzione nel tempo; le stazioni infatti sono in continua evoluzione e crescita all interno della rete per cui non è raro il caso in cui occorra effettuare un upgrade dell applicazione. Lo strumento di programmazione deve essere già predisposto per questo evento, in modo tale che sia possibile, direttamente via GPRS, riprogrammare o aggiornare il plc senza recarsi sul posto. Anche questo è un aspetto fondamentale del moderno telecontrollo su larga scala. La grande quantità di dati raccolti, se da un lato fornisce un informazione in quantità, dall altro costringe ad una complessa analisi e interpretazione degli stessi (focalizzazione sulla qualità del dato). Un caso tipico caso è l eliminazione dei falsi allarmi, come ad esempio quelli conseguenti alle operazioni di riempimento dei serbatoi: se alla registrazione di un 11/10/0719/09/2012 Pagina 13 di 19

14 improvviso aumento del valore di concentrazione dei vapori di idrocarburi nell aria analizzata, segue una progressiva e tipica discesa, si interpreta l evento come un non guasto. Analogamente una rottura induce un aumento progressivo e tipico dei valori registrati, permettendo all operatore di individuare la situazione attraverso il proprio sinottico e di intervenire prontamente. La disponibilità di un Plc capace di analizzare una serie consistente di dati, ha suggerito agli ideatori della macchina di aggiungere ulteriori sensori, per un totale di 150 I/O, in grado di analizzare anche le condizioni delle acque in uscita dai sistemi di depurazione di cui sono dotati i distributori di maggiori dimensioni. Infatti l acqua utilizzata per ripulire i piazzali così come quella proveniente dagli autolavaggi, viene raccolta in appositi pozzetti e filtrata da una serie di agenti inquinanti, prima di venire immessa nel sistema fognario locale. La predisposizione di appositi sensori garantisce la possibilità di analizzare questi scarichi, interrompendo immediatamente il processo nel caso in cui vengano superati i parametri stabiliti dalla legge. Per supportare inoltre le attività di marketing pianificate dalle compagnie petrolifere, una serie di sensori è stata installata anche sul bordo della strada e all ingresso dell area di rifornimento, con il fine di quantificare con precisione il volume di traffico stradale e la percentuale di veicoli che si arrestano presso il distributore; il beneficio si traduce in una più efficiente focalizzazione degli investimenti delle compagnie petrolifere in termini di servizio e immagine. 4. Central Internet Server e scripts PHP 11/10/0719/09/2012 Pagina 14 di 19

15 Come descritto precedentemente come tecnologia utilizzata nel telecontrollo delle stazioni remote è stato scelto il servizio Web Space con scripts PHP. Questa soluzione risulta efficace sia dal punto di vista della semplicità di accesso (identificazione dell indirizzo IP dinamico mediante url), sia dal punto di vista del costo (si paga solo il traffico realmente scambiato e non il tempo per cui si rimane connessi), ma anche poiché apre la possibilità di sfruttare, tramite script dinamico e flessibile, la gestione dei dati mediante interfaccia a DataBase standard. Infatti, l utilizzo dello script php permette, una volta noto l indirizzo IP dinamico della stazione remota, di eseguire operazioni quali: l apertura dello stack TCP, l invio di protocollo standard alla stazione remota per la lettura dei dati, la gestione delle risposte ricevute dal campo con l estrapolazione dei dati effettivi dal protocollo e la loro archiviazione in un Data Base standard (Es. MySQL). Condizione necessaria per poter iniziare la comunicazione da parte di un client TCP (identificato nel caso in questione dal server centrale) è quella di conoscere l indirizzo IP dinamico della stazione remota, ed è una delle funzionalità ad alto valore aggiunto del Web Server remoto che permette di garantire questo servizio: il Web Server remoto supporta, mediante la compilazione di semplici form, l invio delle informazioni relative all indirizzo IP corrente al server HTTP centrale (precedentemente predisposto mediante il caricamento nello spazio WEB di opportuni file php). 11/10/0719/09/2012 Pagina 15 di 19

16 Tabella 1: schermata configuratore del modulo Web Server con form relativa a set up GPRS Tabella 2: schermata configuratore Web Server con form relativa a set up PHP Nel collegamento tramite PHP internet Server, è sufficiente: Definire il nome della stazione che sarà visualizzato nella pagina Html centrale assieme all indirizzo IP dinamico della stazione remota (in questo caso Telecontrollo 2007 ). 11/10/0719/09/2012 Pagina 16 di 19

17 Definire i riferimenti del server HTTP che si è deciso di utilizzare per l applicazione (in questo caso peweu.de ). Il processo di trasferimento dell indirizzo IP dinamico al Server HTTP e quindi allo script PHP si può riassumere come segue: Tabella 3: Sequenza connessione GPRS e gestione indirizzo IP Analizzando il tipico file login.php, si può individuare l istruzione che permette allo script PHP di individuare l indirizzo IP di chi ha chiamato in esecuzione il file login.php stesso. $RC=$_SERVER['REMOTE_ADDR']; La variabile $RC conterrà l indirizzo IP dinamico e potrà essere utilizzata dalla stazione centrale per aprire una connessione client PHP. 11/10/0719/09/2012 Pagina 17 di 19

18 La connessione client PHP da parte del server HTTP viene gestita sfruttando le caratteristiche dello script PHP, lasciando all abilità del programmatore le possibili e molteplici scelte operative. Tabella 4: Sequenza tipo di comunicazione con stazione remota Opportuni script PHP permettono la verifica della connessione di tutte le stazioni in rete o della sua eventuale mancanza temporanea su una specifica stazione che ne interrompe il flusso delle informazioni (dati che possono comunque essere salvati sul PLC in attesa del ripristino della connessione GPRS). Diamo di seguito alcune opzioni possibili nella gestione della modalità Web Space con scripts PHP. E interessante a nostro avviso evidenziare il fatto che la funzionalità PHP sia implementabile o con un Server HTTP (con supporto script php standard) tra quelli disponibili in Internet 11/10/0719/09/2012 Pagina 18 di 19

19 (Es. oppure con un Server HTTP locale (Es. Apache). Entrambe le soluzioni sono praticabili ma presentano specificità distinte: il server standard è sicuramente più affidabile, almeno in prima battuta, ed è già dotato di servizi di backup dei dati, per contro i servizi resi disponibile dal gestore potrebbero essere limitati (per esempio potrebbe non essere disponibile la modalità Client). il server locale necessita un lavoro di configurazione e gestione iniziale abbastanza impegnativi, con il vantaggio pero di una flessibilità totale che permette all utilizzatore di considerare qualsiasi possibile soluzione di comunicazione. I DataBase che possono essere interfacciati a PHP sono vari, da cui se ne deduce una certa adattabilità rispetto alla familiarità con questi dell utilizzatore. Ulteriori opzioni che si presenta all utilizzatore risultano dalle diverse modalità disponibili di lettura/scrittura da centrale del dato remoto: il WEB Server connesso alla stazione remota è esso stesso un Server http dunque in grado di gestire pagine HTML o XML, puo inoltre diventare un Client Modbus TCP e aprire ulteriori possibilità di gestire la comunicazione da remoto, può essere inoltre interrogato e riprogrammato (assieme al Plc a lui collegato) tramite l indirizzo IP disponibile sul Server http. 5. Conclusioni Una applicazione nata inizialmente solo per allungare la vita operativa di un serbatoio è diventato poi strumento di prevenzione e bonifica ambientale permettendo un efficace economia di scala. E stato semplice, dall idea originale dei progettisti, ampliare il numero dei sensori e attuatori, così come le numerose funzionalità, grazie a scelte tecnologiche basate su hardware potente e flessibile e su un servizio di comunicazione IT quale quello GPRS, ottenendo significativi benefici ambientali ed economici. 11/10/0719/09/2012 Pagina 19 di 19