SISTEMA DI SUPERVISIONE, TELECONTROLLO E AUTOMAZIONE DELLE RETI DI ACQUEDOTTO GESTITE DA ACAOP S.p.A

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2 S.p.A. SISTEMA DI SUPERVISIONE, TELECONTROLLO E AUTOMAZIONE DELLE RETI DI ACQUEDOTTO GESTITE DA ACAOP S.p.A Ing. Daniele Sturla Acaop S.p.A Stradella (PV)

3 S.p.A. ACAOP S.p.A. (Azienda Consorziale Acquedotti Oltrepo Pavese) è una società a capitale totalmente pubblico che gestisce il servizio di acquedotto in 51 Comuni della Provincia di Pavia nell Oltrepo orientale e nel Basso Pavese Area servita da ACAOP

4 Comuni serviti: n 51 Popolazione servita: ca abitanti Acqua potabile erogata annualmente: oltre di mc Sede ACAOP S.p.A Dipendenti: n 43 Utenze: n Ampiezza della rete: Km di linea Superficie servita: 460 Kmq Stazioni di pompaggio: n 42 Serbatoi: n 76 Impianti di potabilizzazione acqua: n 15 Pozzi di captazione: n 60

5 Schema tipico nostri impianti di acquedotto: Il mezzo di trasmissione dati piu utilizzato è quello via radio UHF tramite due ponti radio disposti in modo da coprire tutto il territorio. Attualmente il sistema utilizza anche la rete telefonica cellulare (gprs) Pozzi Impianto di potabilizzazione centrali di sollevamento rete di adduzione serbatoi di accumulo rete di distribuzione utenze La morfologia del nostro territorio è caratterizzata da una vasta zona collinare con una scarsa disponibilità idrica ed una zona di pianura in cui essa è invece discreta. Già a partire dalla nascita della nostra azienda si è sentita l esigenza di prelevare l acqua dalla pianura e pomparla verso tutto il territorio collinare. Ne è nato un sistema molto complesso: basta pensare che in alcuni comuni dell alta collina l'acqua alle utenze arriva dalla pianura dopo 6 sollevamenti ( da quota 70 m.s.l.m fino a 600 m.s.l.m). Per poter efficacemente gestire il sistema già a partire dal 1977 gran parte delle centrali di pompaggio, pozzi, impianti di potabilizzazione e serbatoi di accumulo sono supervisionate dal centro di telecontrollo sito in Stradella.

6 Rete radio UHF

7 I principali parametri di processo monitorati dal telecontrollo sono: Livello idrico dei serbatoi Portata idrica delle tubazioni Pressioni di pompaggio Stato delle pompe di rilancio Allarmi vari (mancanza ENEL, sonde di livello, ecc..) Scopo del telecontrollo acquedotto Monitorare le variabili di processo e corretto funzionamento degli impianti Implementare algoritmi di automazione e ottimizzare i pompaggi (tenendo conto delle richieste di rete ma anche dell ora, del giorno della settimana, della stagione, delle fasce tariffe energia elettrica) Intervenire in caso di guasto prima che l utente chiami per mancanza acqua Ricercare le perdite in rete

8 Il nuovo centro di telecontrollo Il sistema di telecontrollo di ACAOP a partire dalla sua prima implementazione ha avuto diversi aggiornamenti (all incirca uno ogni 10 anni). Gli aggiornamenti consistevamo nella sostituzione delle periferiche e/o del software del centro di telecontrollo. Nel 2006 il sistema consisteva in 43 periferiche Siemens Telegyr TG801, TG803 e TG805 ed uno Scada (basato sul software Factory Link) presso il centro di telecontrollo che girava su sistema operativo OS/2 L HW e il SW del centro, ormai obsoleto, necessitavano di una radicale sostituzione mentre le periferiche potevano essere mantenute. Si è quindi proceduto ad una ricerca di mercato per trovare la soluzione ottimale per le nostre esigenze

9 Il nuovo centro di telecontrollo Alla luce delle nostre passate esperienze e dello stato dell arte attuale in materia il nuovo centro doveva possedere i seguenti requisiti: Essere in grado di dialogare con le periferiche esistenti Essere aperto e standardizzato (standard OPC) in modo tale: 1. Poter dialogare con altre periferiche attraverso protocolli standard e mezzi di comunicazione diversificati ( oltre ai ponti radio UHF, anche via GSM/ GPRS, linee ADSL, sistemi wireless TCP/IP) 2. Poter scambiare dati con altri SCADA ( poiché è previsto un unico gestore del sistema idrico integrato per tutta la provincia sorgerà l esigenza di avere un unico centro di controllo in grado di scambiare i dati con quelli già esistenti attraverso per es. la rete internet) 3. Non essere eccessivamente vincolati ad un unico fornitore sia dell HW che del SW (possibilità di utilizzare periferiche di diversi fornitori, evitare richieste esorbitanti di costi per rinnovi di licenze)

10 Il nuovo centro di telecontrollo Essere user-friendly vale a dire essere dotato di una interfaccia tale da poter rendere agevole all operatore finale l aggiunta di nuove periferiche o nuovi segnali, l aggiunta di nuovi sinottici o nuovi garfici Essere sicuro ( sistema ridondato) Essere efficiente, affidabile e a prezzi di mercato A seguito di una indagine di mercato e analisi delle offerte si è scelto come fornitore la FAST S.p.A di Rubiera (RE)

11 Campo Esterno Centro di telecontrollo Configurazione schematica del sistema Strumenti misuratori di portata, livello, ph, sonde di livello, segnali mancanza Enel, stato delle pompe e macchinari, stato delle valvole, ecc.. 20 periferiche Telegyr TG periferiche Telegyr TG periferiche Fast MWS 12 periferiche Fast MWS 7 periferiche Fast Aqualog Radio Analogiche Radiomodem GSM rete internet Serial HUB PC MASTER Ethernet Locale Switch PC SLAVE Ethernet Aziendale Switch GSM SMS di allarme ai reperibili Intranet - Internet (supervisione da casa o da smartphone/tablet)

12 Oggi il nostro centro di telecontrollo è in grado di dialogare con: N RTU Modello Protocollo Mezzo di comunicazione Controllo 20 Siemens Telegyr TG 801,803,805 Proprietrario Ponte Radio (radio analogiche) Tempo reale 14 Siemens Telegyr TG 801,803,805 Proprietrario Ponte Radio (radiomodem) Tempo reale 14 Fast MWS Fast Aqualog Master Modbus RTU Ponte Radio (radiomodem) Tempo reale 12 Fast MWS Modbus TCP/IP Rete GSM Trend scaricati 2 volte al giorno o su allarme/evento 2 Fast Aqualog Master Modbus TCP/IP Rete internet via GPRS (VPN) Tempo reale 5 Fast Aqualog Monitor/Aqualog T (alimentazione a batteria) Modbus TCP/IP Rete internet via GPRS Trend scaricati 2 volte al giorno o su allarme/evento E stato previsto un sistema Master/Slave ridondato costituito da 2 computer: il PC MASTER risulta essere il principale ( interroga le periferiche ed esegue le automazioni) mentre il PC SLAVE prende il controllo del sistema in caso di guasto del primo.

13 Schema funzionale del server di telecontrollo I dati raccolti tramite i canali radio (da periferiche TG800 e FAST MWS) e da rete GSM/GPRS (raccolti in tempo reale oppure scaricati n volte al giorno o su evento) vengono messi a disposizione in formato OPC ai client SCADA, ai programmi di memorizzazione dei dati storici su database, ai programmi custom. Alarm Messenger Custom Application Automa Assetti Accumuli Plant View SCADA Fast Allarm, & Data Logger Ridondanza RSM Networking OPC Server Opc Server Opc Server Opc Server Tunneling Siemens-Landys Modbus RTU TCP/IP Gestione periferiche RTU, Modem, Ponti radio,.

14 OPC SERVER (Visualizzazione)

15 Softwares Client OPC Installati presso centro ACAOP 1. PLANT VIEW SCADA (interfaccia utente) 2. Fast Data Logger (programma di archivio dei dati su database) 3. Fast Alarm (gestione allarmi per interfaccia utente) 4. RSM (gestione della ridondanza tra i due PC) 5. AUTOMA e ASSETTI (programma custom di gestione dell automazione) 6. ACCUMULI (programma custom per calcolo dei volumi idrici giornalieri) 7. FAST MESSENGER SERVER (programma per invio allarmi via SMS o )

16 INTERFACCIA UTENTE PLANT VIEW Programma di consultazione, creazione e modifica delle pagine grafiche: 1. Visualizzazione in tempo reale dello stato degli impianti 2. Configurazione parametri e modalità di comunicazione per ciascuna RTU (periodo di aggiornamento dei dati, disabilitazione connessioni, diagnostica di comunicazione) 3. Indicazione, riconoscimento, storicizzazione degli allarmi 4. Invio dei comandi manuali 5. Visualizzazione dei trend 6. Creazione di nuove pagine grafiche o modifica di quelle esistenti

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20 PAGINA DIAGNOSTICA

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22 AUTOMA e ASSETTI : SOFTWARE DI AUTOMAZIONE Oltre a varie automazioni locali ( es. pompe che alimentano serbatoi di accumulo comandate via cavo o radio tramite logica a sonde, oppure automazioni di impianti con PLC) il nostro acquedotto prevede un sistema di automazione che passa attraverso il centro di telecontrollo. Tale automazione regola il pompaggio verso i serbatoi di accumulo e l apertura e chiusura di valvole con attuatori. Esempio: -Al centro di telecontrollo arriva il valore del livello del serbatoio di Castelletto Serbatoio Castelletto -il server OPC mette a disposizione tale valore ai vari Client tra cui il software di automazione 6.50 Centrale Sabbie l automa stabilisce l assetto i pompaggio previsto in corrispondenza del livello e dell ora -dal centro, attraverso il server OPC, verranno inviati i comandi di marcia o arresto pompa 1 e/o pompa 2 alla centrale di pompaggio di Sabbie -tale controllo viene effettuato ad ogni interrogazione (circa ogni minuto) -l assetto di pompaggio è modificabile dall utente -L automazione puo essere disabilitata e si possono inviare comandi manuali

23 Interfaccia di impostazione degli assetti di pompaggio Log dei comandi inviati dall automa ad una centrale

24 RSM (Sofware per la ridondanza del sistema)

25 SOFTWARE ACCUMULI : Calcolo del volume giornaliero, orario, notturno transitante nella rete Volume calcolato per integrazione dei valori di portata misurata Indispensabile per la valutazione delle perdite di rete (volumi notturni) e per le analisi quantitative degli impianti.

26 ANALISI PERDITE IDRICHE TRAMITE PORTATA MINIMA NOTTURNA Andamento portata immessa in un distretto ( da 2 al 3 ottobre 2013) Portata minima notturna

27 MESSENGER SERVER Software per la generazione di allarmi e invio degli stessi via SMS, Telefono e Questo programma analizza le variabili messe a disposizione dei server OPC, in base ai valori di tali variabili genera degli allarmi (semplici o frutto di combinazioni logiche) e stabilisce quando e a chi inviare l allarme via SMS o o telefono Gli allarmi sono impostati dai tecnici del telecontrollo e inviati via sms ai reperibili e in contemporanea via al responsabile tecnico. Esempio: Allarme semplice Serbatoio Castelletto Se livello.serbatoio.castelletto < 25% da piu di 5 minuti genera allarme e invia messaggio SMS ai reperibili e al responsabile. Il testo del messaggio è livello serbatoi Castelletto basso < 25% Allarme complesso Se livello.serbatoio.castelletto < 50% da piu di 10 minuti e P1.Sabbie ferma e P2.Sabbie ferma genera allarme e invia messaggio SMS ai reperibili e al responsabile. Il testo del messaggio è livello serbatoi Castelletto < 50% e pompe ferme Centrale Sabbie Il reperibile puo collegarsi via internet col proprio PC al centro di telecontrollo e valutare meglio la situazione. Per ora ci si collega attraverso il software open source Real VNC

28 OBIETTIVI FUTURI / CONCLUSIONI Il nuovo sistema di telecontrollo a partire dal revamping del 2006 ad oggi ha avuto continui aggiornamenti: - sono state via via aggiunte nuove funzionalità ( es. messenger server, controllo da remoto del sistema, supervisione da tablet, ecc..) - sono state aggiunte nuove periferiche (il tutto ad opera del personale ACAOP) - sono stati utilizzati nuovi mezzi di comunicazione (GSM, GPRS) In particolare nel 2013 si è dato inizio all utilizzo di periferiche alimentate a batteria (Aqualog Monitor della Fast ) per il monitoraggio (via GPRS) di siti remoti non raggiunti da alimentazione elettrica (monitoraggio del livello di serbatoi a servizio di piccole frazioni) con un riscontro positivo a fronte di limitati costi di acquisto e installazione (individuazione rapida di guasti, tempestività di intervento, agevolazione nella ricerca perdite). Si è installata in un pozzetto una periferica alimentata a batteria IP68 (Aqualog T della Fast ) per la misura di portata e pressione in ingresso ad un distretto (portata tramite contatore Woltmann con uscita impulsiva): ci ha permesso di individuare rapidamente perdite idriche analizzando la portata minima notturna. OBIETTIVI FUTURI - Incrementare il monitoraggio dei serbatoi remoti (costo limitato) - Incrementare il monitoraggio delle portate immesse nei vari distretti ai fini della ricerca perdite (costo maggiore, legato alle infrastrutture necessarie per creare i distretti) - Utilizzare come mezzo di comunicazione anche la rete internet WiMAX - Nell ottica di una riorganizzazione del Servizio Idrico Integrato della Provincia di Pavia (a breve avremo un gestore unico) vi sarà la necessità di scambiare dati con altri sistemi di telecontrollo.

29 S.p.A.

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