Ufficio Stampa Novembre Telecontrollo e telegestione per gli acquedotti calabresi

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1 Telecontrollo e telegestione per gli acquedotti calabresi Le soluzioni di Schneider Electric hanno permesso di realizzare un'architettura perfettamente rispondente alle esigenze del Cliente La Calabria è una regione ricchissima di acqua. In uno studio organico delle risorse idriche della regione sono state infatti individuate e descritte oltre sorgenti con portata di circa litri al secondo di acqua ed altre sorgenti con portata minore. Oltre ad essere abbondanti, le risorse idriche calabresi hanno anche caratteristiche organolettiche di ottima qualità: l acqua presenta infatti una composizione chimico-biologica ottimale dal punto di vista della potabilità grazie alle caratteristiche geolitiche delle rocce serbatoio e per la qualità dell aria che la pioggia attraversa prima di infiltrarsi nel terreno. Grazie alla presenza di antiche rocce quali graniti, scisti, gneiss che non si trovano in nessun altro punto della catena appenninica, nell acqua calabrese sono inoltre presenti minerali particolarissimi e nella pioggia che alimenta le falde è presente una grande quantità di sostanze biologiche molto pure, in quanto l aria non risulta inquinata da un uso irrazionale La sinergia di tutti questi fattori ambientali rendono le acque calabresi di ottima qualità e con particolari proprietà diuretiche e mineralizzanti dell organismo. Una delle sfide che attende questa regione ed i suoi abitanti, al fine di un uso sostenibile della risorsa, è quella di creare nuove tecnologie in grado di massimizzare l uso della risorsa e di ridurre al minimo lo spreco. E proprio in tale ambizioso disegno che la Regione Calabria, con la Legge Regionale n 10/1997, emanata in attuazione della legge nazionale n. 36/1994 (la cd Legge Galli), ha costituito una società a capitale misto pubblico privato alla quale, dopo una procedura di gara finalizzata alla selezione del partner azionista privato, ha affidato la gestione di tutte le opere idriche di captazione, accumulo, potabilizzazione ed adduzione già della Cassa per il Mezzogiorno. o La Società Risorse Idriche Calabresi So.Ri.Cal. S.p.A. questo il nome della società, è quindi oggi il soggetto gestore di tutto il complesso delle infrastrutture acquedottistiche dal quale dipende l appovvigionamento idrico all ingrosso della quasi totalità dei comuni della Calabria. Il complesso delle opere idropotabili regionali è un articolato insieme infrastrutturale che comprende oltre 200 schemi acquedottistici. Le caratteristiche fisiche principali del sistema di opere ed impianti sono: o 3 invasi artificiali (Alaco, Menta, Esaro); o 5 traverse di derivazione di deflussi superficiali; o 474 punti di produzione di risorsa tra pozzi e sorgenti; 1/6

2 o 13 impianti di trattamento; o 300 impianti di sollevamento; o 4300 Km di rete di adduzione; o 900 serbatoi; o oltre 2200 nodi di consegna dell acqua all ingrosso. Quanto, invece, al servizio gestito esso presenta le seguenti caratteristiche: o 383 Comuni serviti (sui 409 Comuni calabresi); o abitanti serviti; o mc/anno di acqua complessivamente fatturata. Dal punto di vista del presidio territoriale SoRiCal è strutturata in dieci Uffici di Zona nel cui ambito sono stati raggruppati e strutturati i vari schemi idrici tenendo conto dell omogeneità territoriale, della funzionalità e della interconnessione degli stessi. La gestione è assicurata dal personale interno, complessivamente 260 unità lavorative, cui sono affidate la conduzione e la sorveglianza delle opere acquedottistiche, supportati e coadiuvati da imprese appaltatrici esterne per gli interventi di manutenzione straordinaria impegnate, sulla base di appositi contratti, per interventi su chiamata sotto la sorveglianza e la direzione del personale interno. L attività dei 10 Uffici operativi di Zona sono oggi aggregate e coordinate nell ambito di tre Compartimenti Territoriali (Cosenza, Catanzaro e Reggio Calabria) con il compito di assicurare un più elevato livello di specializzazione per le funzioni connesse alle attività di manutenzione e di esercizio degli impianti che richiedono un ambito territoriale più ampio di quello dell Ufficio di Zona. In particolare i compartimenti svolgono i seguenti compiti: Interfaccia con le strutture centrali per tutte le attività, con particolare riguardo alla vigilanza igienica ed al controllo e pianificazione della spesa; Manutenzione programmata e straordinaria degli apparecchi di misura e controllo; Esecuzione di attività di ricerca perdite programmata sulla rete acquedottistica; Coordinamento delle attività di manutenzione ordinaria e straordinaria dell insieme di acquedotti ed impianti affidati a ciascun Ufficio di Zona assicurate da imprese appaltatrici esterne, specializzate in lavori di manutenzione civile-idraulica ed in lavori del comparto elettromeccanico-strumentale. 2/6

3 Visuale generale delle Sedi Zonali di Sorical in Calabria Tutto in rete Francesco Iennarella opera nel settore opere elettromeccaniche e telecontrollo di SoRiCal e si occupa, in particolare, della parte di sviluppo e progettazione degli impianti di telecontrollo. "Nella fase preliminare del progetto di telecontrollo e telegestione ci siamo occupati di definire il supporto di trasmissione dei dati di produzione idrica al sistema di supervisione", afferma l'ingegner Iennarella. "Tale supporto è infatti uno dei punti critici e fondamentali nella creazione dell'architettura. In particolare, tramite Telecom Italia, è stata creata un'apn dedicata. Telecom Italia ci ha infatti riservato un'architettura con IP statici, funzionanti in GPRS, che consentono la comunicazione tra le logiche programmabili installate in campo ed il centro di supervisione. Si tratta naturalmente di un'architettura caratterizzata da un elevato grado di scalabilità e flessibilità in termini di apertura del protocollo: dove non vi è copertura GPRS, è possibile utilizzare comunicazioni satellitari, oppure cavi telefonici o qualsiasi altro protocollo di comunicazione". Sin dall'inizio, nello sviluppo del progetto di telecontrollo e telegestione, si è cercato di riflettere l'organizzazione gestionale di SoRiCal. A livello hardware, in particolare, presso l'area CED di SoRiCal a Catanzaro sono stati installati tre server. Due di questi sono ottimizzati per la gestione dell'applicazione Scada, mentre il terzo è dedicato all'acquisizione e alla storicizzazione di tutti i segnali provenienti dal campo. Accanto ai tre server, è stata prevista un'unità di storaging in tecnologia Raid5, per ottimizzare il processo di ripristino immediato del sistema in caso di disaster recovery. Tale unità è utilizzata anche per il backup periodico richiesto dall'applicazione per motivi di tracciabilità dei principali parametri fisici relativi agli impianti telegestiti. "Questa soluzione garantisce un elevato livello di scalabilità in termini di futura gestione degli impianti", sottolinea Iennarella. "Infatti, in caso di saturazione dei server presenti, l'acquisizione e la gestione di nuovi dati potrà essere affidata a server aggiuntivi". 3/6

4 Ai server fa capo un'architettura di comunicazione dedicata all'acquisizione dei segnali provenienti dal campo tramite l'apn GPRS dedicata. Da tale architettura, tramite router dedicati, si può accedere alla VPN aziendale per la storicizzazione, sui server dedicati all'acquisizione, di tutti i dati provenienti dal campo. "E' importante sottolineare il fatto che da un'architettura di tipo centralizzato per ciò che concerne la storicizzazione (dalla 'nuvola' proveniente dal campo andiamo infatti a storicizzare su un unico server), passiamo ad un'architettura che si distribuisce su tutto il territorio tramite la VPN aziendale, dove ciascuna zona di gestione avrà visibilità solo sui dati di propria competenza", aggiunge Iennarella. "Ciò permetterà di mantenere separati i dati di competenza di una determinata zona rispetto a quelli di un'altra zona. L'applicazione Scada esegue infatti un routing dinamico verso le applicazioni di visualizzazione locali di quelli che sono i dati gestiti da ciascuna singola zona". A questa infrastruttura di comunicazione sono quindi collegati i server locali e le workstation di supervisione di zona. Inoltre, vi è la possibilità di collegare alcuni terminali mobili in sessione di Terminal Server, tramite modem GPRS all'interno dell'apn. Per accedere all'apn, ciascuna stazione deve naturalmente autenticarsi. Sul server è quindi presente un Server Radius che gestisce l'autenticazione delle comunicazioni e concede il grant per la comunicazione e la gestione dell'impianto locale. La scelta dello Scada Nella scelta del sistema di supervisione e acquisizione dati (Scada) sono state definite tre esigenze principali. "La prima era quella di individuare uno Scada che fosse il più aperto possibile dal punto di vista della comunicazione", spiega Iennarella. "Vi era poi la necessità di collegare lo Scada ai sistemi gestionali di livello più elevato. La terza esigenza era quella di ottimizzare la programmazione". Come sono stati risolti questi problemi? "A livello Scada è stata scelta una soluzione di mercato che, da una piattaforma server, gestisce una serie di applicativi client riguardanti sia la parte di visualizzazione dei sinottici, sia la parte di generazione dei report e pubblicazione di reportistica su web", afferma l'ingegner Iennarella. In tale architettura è possibile individuare una seconda soluzione server per quanto riguarda la gestione della comunicazione con il campo. "La soluzione scelta offriva una serie di server dedicati all'acquisizione, molto aperti in quanto sviluppati con le principali case produttrici di PLC". In particolare, con Schneider Electric è stato sviluppato un I/O server che utilizza il protocollo Modbus TCP/IP per la comunicazione tra il centro di supervisione ed i PLC Schneider Electric installati in campo. Per la storicizzazione dei dati acquisiti, lo Scada si appoggia ad un Database Server basato su tecnologia SQL Server Microsoft. Per quanto riguarda l'apertura ai diversi protocolli di comunicazione, si è cercato di individuare una soluzione Scada che fosse aperta, verso il campo, a qualsiasi protocollo di comunicazione fra il centro di supervisione e le logiche locali. Dopo avere valutato diverse soluzioni, SoRiCal ha individuato nella tecnologia GPRS il migliore compromesso tra i costi e la possibilità di acquisire in maniera consistente i segnali provenienti dal campo. Per quanto riguarda invece la comunicazione con il sistema gestionale, è da notare che in SoRiCal sono presenti diversi applicativi ERP, parte dei quali si appoggiano ai server presenti in tecnologia SQL Server Microsoft. Si è quindi proceduto all'integrazione funzionale dell'applicazione di supervisione e telecontrollo con gli applicativi di amministrazione. Infine, affrontando il tema della programmazione, è stato considerato il fatto che gli impianti SoRiCal sono caratterizzati da un elevato grado di replicabilità. "Nonostante il loro numero elevato, si tratta di impianti standard, che si replicano su tutto il territorio regionale (campi pozzi, impianti di sollevamento, serbatoi, ecc.)", riferisce Iennarella. "Abbiamo quindi deciso di scegliere uno Scada basato sulla programmazione object oriented. In questo modo, sarebbe stato possibile 4/6

5 definire degli oggetti 'core template' a partire dai quali fosse possibile una semplice replica su qualsiasi impianto, riducendo fortemente i tempi e i costi di sviluppo e di programmazione". Il sistema di automazione "Da un punto di vista elettromeccanico, i nostri impianti sono caratterizzati da un elevato numero di motori elettrici e di pompe", afferma l'ingegner Iennarella. Nella parte idraulica degli impianti, è quindi possibile individuare un insieme di sensori che si occupano principalmente di misure di portata, pressione, livello e temperatura, nonché di attuatori come elettrovalvole, elettrosaracinesche e regolatori di tipo diverso. Nella parte elettrica troviamo invece interruttori con stati a scatti, apparecchi per il telecomando dei gruppi di elettropompe ed una rete di analizzatori di rete che eseguono l'acquisizione dei principali parametri energetici associati ai motori ed alle elettropompe. Per quanto riguarda le logiche di controllo (PLC), SoRiCal ha deciso di adottare un unico tipo di apparecchiatura, in modo da ottimizzare la gestione del magazzino e semplificare la manutenzione degli impianti. A tale scopo, è stato scelto il nuovo M340 di Schneider Electric. "Abbiamo giudicato l'm340 un prodotto innovativo, flessibile e soprattutto molto aperto, in modo da garantire una scalabilità futura dell'impianto stesso", sottolinea Iennarella. L'M340 è utilizzato sia per l'acquisizione dei segnali dal campo, soprattutto nello standard analogico 4-20 ma, sia per la gestione della periferia decentrata. "Negli impianti di sollevamento sono presenti cabine di trasformazione da 20kV a 400V", spiega l'ingegner Iennarella. "Poiché tali sezioni di trasformazione sono delocalizzate rispetto alla sala manovre e alla sala pompe, per ridurre i costi di cablaggio è stata scelta una soluzione basata su periferia decentrata. L'M340 funge quindi da master e gestisce una periferia di I/O implementata tramite morsettiere Advantis STB di Schneider Electric localizzate nei punti dove vi è la maggiore concentrazione di I/O". La periferia decentrata è collegata al master tramite un supporto in fibra ottica. "Abbiamo scelto la fibra sia perché è diventata competitiva rispetto al supporto in rame, sia perché avevamo l'esigenza di garantire un livello di qualità dei dati particolarmente elevato anche in presenza di disturbi, in particolare vicino ai quadri avviatori dove sono presenti dei soft starter che generano frequenze armoniche su tutta la rete". La comunicazione locale si basa su Industrial Ethernet TCP/IP Schneider Electric utilizzando degli switch managed Connexium. Tramite gli switch Connexium, il PLC M340 master comunica con la periferia decentrata attraverso delle morsettiere Advantis. Gli switch managed consentono di rendere virtualmente real time il protocollo Industrial Ethernet. Negli impianti più critici, inoltre, dove esiste la possibilità di interruzioni del collegamento gli switch managed hanno permesso la ridondanza della comunicazione su due anelli di fibra diversi. Negli impianti più piccoli, i PLC M340 sono in configurazione stand-alone e si occupano semplicemente dell'acquisizione dei segnali provenienti dal campo. "In questo caso, avremmo potuto utilizzare logiche di livello più basso", spiega Iennarella. "Tuttavia, avendo deciso una standardizzazione dei PLC, anche le stazioni più piccole sono state implementate mediante M340". Oltre agli M340, su tutti gli impianti SoRiCal troviamo un pannello operatore Magelis XBT GT1100 con touch screen da 5" collegato alla rete Industrial Ethernet. Esso offre un'immediata visibilità su tutti gli stati di funzionamento dell'impianto stesso. "Abbiamo scelto i terminali Magelis perché permettono di descrivere in modo semplice lo stato di fatto dell'impianto per ciò che riguarda principalmente i parametri idraulici, ad esempio le portate erogate da una specifica pompa, i livelli di pressione presenti e i livelli delle vasche", aggiunge Iennarella. Infine, per la comunicazione fra il campo e il sistema di supervisione, sono state utilizzate le nuove W@de RTU Schneider Electric, che svolgono funzioni di web server e presentano un'interfaccia operatore molto semplice. "Anche un operatore senza conoscenze di programmazione approfondite può facilmente programmare una W@de RTU che, una volta impostata come gateway, garantisce in modo trasparente la comunicazione fra il PLC e il sistema di supervisione". 5/6

6 Conclusione Nel primo lotto di implementazione sono stati realizzati 21 impianti. Vi sono quindi 21 controllori M340, 21 unità dedicate alla comunicazione fra il rispettivo M340 e il centro di supervisione e 21 pannelli Magelis XBT GT1100. Sono in fase di test anche altre soluzioni offerte da Schneider Electric, utilizzando le W@ade RTU come interfaccia per la comunicazione fra il campo e il centro di supervisione e le morsettiere OTB per l'acquisizione dei segnali dal campo. "Il primo lotto è stato il banco di prova di questa architettura piuttosto complessa", conclude l'ingegner Iennarella. "La roadmap futura prevede, per il 2009, una seconda fase di realizzazione di altri impianti di telecontrollo, individuati su alcuni principali schemi acquedottistici sia a livello di produzione di acqua potabile, sia a livello di peso energetico sul totale consumato da SoRiCal". In particolare, sono previsti cinque ulteriori schemi acquedottistici che coinvolgeranno circa impianti tra sollevamenti, campi pozzi e serbatoi sui quali vi è l'esigenza di garantire un maggiore controllo sul bilancio idrico dell'acquedotto complessivo gestito e del consumo energetico associato allo schema acquedottistico. Nel 2010 dovrebbe essere invece realizzato un secondo lotto di circa 200 impianti. Informazioni su Schneider Electric Schneider Electric è lo specialista globale nella gestione dell energia, con attività in oltre 100 paesi di tutto il mondo. Offre soluzioni integrate per più segmenti di mercato e occupa una posizione di leadership nei settori dell'energia e delle infrastrutture, dei processi industriali, dell'automazione degli edifici e dei datacenter, vantando inoltre una vasta presenza nell'ambito delle applicazioni per il residenziale. Specializzata nel rendere l'energia sicura, affidabile ed efficiente, con dipendenti nel 2008 la società ha raggiunto un fatturato di oltre 18,3 miliardi di euro, grazie ad un impegno costante nell aiutare individui e organizzazioni ad ottenere il massimo dalla propria energia. Make the most of your energy. Per maggiori informazioni: Ufficio Stampa - Schneider Electric S.p.A. Stezzano (Bg) tel.: fax: comunicazione@it.schneider-electric.com 6/6