IMPIANTI TECNOLOGICI PER GALLERIE AUTOSTRADALI

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2 INDICE 1 Generalità Scopo Sistema d illuminazione gallerie autostradali Sistema d illuminazione di rinforzo con lampade SAP Ripartizione delle funzioni tra RT e PLC locale Sistema di regolazione del flusso luminoso Regolatore di tensione : Funzionamento e regolazione Rotazione dei circuiti di rinforzo Segnale di illuminazione ridotta o mancante Segnali dal RT per la supervisione Segnali dal PLC per la supervisione Condizioni di servizio Sistema d illuminazione permanente a LED Modi operativi del sistema di illuminazione permanente Condizioni di servizio Codifica apparecchi illuminanti a LED Pagine Video Pagina video tipica di un impianto d illuminazione ^ Edizione IMP-010/2 Pag. 2 di 14

3 1 Generalità 1.1 Scopo Il contenuto di questo documento rappresenta l indispensabile base per lo sviluppo del software di supervisione e controllo dei circuiti luce in galleria. I modi operativi di seguito indicati, si riferiscono ad un impianto standard e dovranno essere adeguati e/o integrati con quanto esplicitamente riportato negli altri documenti di progetto. Per la definizione delle sigle e le prescrizioni di validita generale vedere il fascicolo Parte generale. 1.2 Sistema d illuminazione gallerie autostradali Le gallerie Autostradali sono in generale dotate dei seguenti impianti d illuminazione: Sistema d illuminazione di RINFORZO Sistema d illuminazione PERMANENTE 2 Sistema d illuminazione di rinforzo con lampade SAP Ogni fornice della galleria lato ingresso è provvista del sistema di rinforzo che copre due zone: soglia e transizione. Gli apparecchi illuminanti a lampade SAP sono sottesi ad un regolatore di tensione (RT). L intero sistema, per ogni canna, è suddiviso in tre circuiti : Circuito 1 e 2 per la zona di soglia e transizione Circuito 3 per il raccordo fotometrico tra la zona di transizione e quella riguardante i permanenti 2.1 Ripartizione delle funzioni tra RT e PLC locale Il sistema di controllo del regolatore di tensione (RT) ed il PLC locale sono autonomi, quindi un fuori servizio del PLC non dovrà essere causa dello spegnimento delle lampade. Il sistema, nel suo complesso, potrà quindi operare in automatico con un minimo degrado causa la mancanza dei segnali provenienti da altri quadri, nel seguito specificati. Viceversa, il fuori servizio del RT consentirà il solo funzionamento locale senza possibilità di regolare la tensione Il RT dovrà acquisire ed inviare alle apparecchiature di manovra e protezione i segnali descritti nel seguito. Tutti gli stati, allarmi e misure del regolatore di tensione (RT) sono trasmessi per via seriale RS485 al PLC. Il PLC acquisirà tutti gli stati, allarmi e misure delle apparecchiature del quadro +QPD-LP/R e li trasmetterà al RT. Tramite la rete alla quale il PLC è allacciato, le informazioni sono inviate agli altri sottosistemi ed al sistema di supervisione. 4^ Edizione IMP-010/2 Pag. 3 di 14

4 2.2 Sistema di regolazione del flusso luminoso I tre circuiti del sistema di rinforzo (circuito 1, circuito 2 e circuito 3) dovranno essere comandati in funzione della luminanza esterna ed interna, misurate rispettivamente dal rilevatore fotoelettrico di luminanza +RFL-CE e +RFL-CI. La variazione della luminanza in galleria può essere ottenuta attraverso le seguenti metodologie: discreta (a gradini), a seguito dell accensione e lo spegnimento dei circuiti luce continua, a seguito della variazione del flusso luminoso delle lampade attraverso il RT. La combinazione della regolazione discreta (a gradini) e della regolazione continua, dovrà garantire una soddisfacente approssimazione, comunque in eccesso, della curva ottimale di luminanza prevista dalla normativa vigente. La regolazione di tipo discreto (a gradini) e costituita dalla seguente sequenza di accensione. Primo livello L1: accensione del solo circuito 1 (oppure del solo circuito 2) Secondo livello L2: accensione dei restanti circuiti (dovranno risultare accesi il circuito 1, il circuito 2 ed il circuito 3). Nella casistica annuale si evidenzia che il circuito al quale viene assegnato il primo livello lavorerà un numero di ore significativamente maggiore degli altri due circuiti. I circuiti 1 e 2, pertanto, non corrispondono univocamente al primo e secondo Livello di rinforzo (L1 e L2); infatti, il sistema di controllo del RT dovrà assegnare ai due circuiti, ciclicamente, priorità diverse; ciò al fine di equilibrare la vita utile delle lampade e quindi di effettuare il cambio lampade con intervalli maggiori e in un unica soluzione. Nel caso di avaria ad uno dei due circuiti (circuito 1 o circuito 2), dovra essere assegnata priorita di accensione al circuito pronto. Operativamente tutte le suddette funzioni sono svolte dal sistema di controllo del regolatore di tensione (RT). 4^ Edizione IMP-010/2 Pag. 4 di 14

5 2.3 Regolatore di tensione : Funzionamento e regolazione Gli stati di funzionamento e i modi di regolazione svolte sono riassunti in Tabella 1. Stati di funzionamento Controllo del flusso con variatori Automatico in linea Diurno Modi di controllo e di regolazione Notturno (spegnimento) Orario Manuale (solo regolazione) Note Con Luminanzometri interno-esterno e calendario astronomico interno alla CPU Con solo luminanzometro esterno e calendario astronomico interno alla CPU Con calendario astronomico interno alla CPU In caso di guasto del Luminanzometro esterno. Con calendario astronomico interno alla CPU Il controllo della tensione può essere manuale locale o su valori prefissati in base alle ore del giorno. Tramite pulsanti aumenta diminuisci, previa scelta da tastiera del pannellino di controllo locale Senza controllo del flusso By-pass Automatico Tramite PLC Disservizio apparati di controllo (CPU) By-pass manuale Mediante selettore Aut.-Locale Sul pannello di alimentazione Per manutenzione Tabella 1 - Modi di funzionamento del regolatore RT 4^ Edizione IMP-010/2 Pag. 5 di 14

6 2.4 Rotazione dei circuiti di rinforzo Gli apparecchi illuminanti di questo sistema, come già detto, sono suddivisi in 3 distinti circuiti tutti sottesi ad un unico regolatore di flusso. Il circuito relativo al livello L1 sarà inserito per un numero di ore più elevato rispetto a quelli del livello L2; quindi il consumo delle lampade non sarà uguale. Il circuito 3 viene inserito all accensione del livello 2. Il controllore dei rinforzi che dovrà tenere il conteggio delle ore di lavoro, opererà, periodicamente tale scambio durante le ore notturne (quando cioè i rinforzi sono spenti). Nelle tabelle che seguono sono riportati degli esempi di rotazione mensili Primo mese livello Circuito 1 Circuito 2 Circuito 3 L % V L % V Secondo mese livello Circuito 1 Circuito 2 Circuito 3 L % V L % V % V Terzo mese livello Circuito 1 Circuito 2 Circuito 3 L % V L % V 2.5 Segnale di illuminazione ridotta o mancante Il RT deve mettere a disposizione un segnale digitale (DI) da collegare al PLC locale che riassuma lo stato di illuminazione: illuminazione ridotta o mancante. Tale segnale attiverà il rotocartello di avviso per galleria scarsamente illuminata, posto all esterno della galleria. 4^ Edizione IMP-010/2 Pag. 6 di 14

7 2.6 Segnali dal RT per la supervisione I segnali che il RT dovrà mettere a disposizione sulla porta seriale RS485 sono i seguenti Stati di funzionamento dei regolatori Devono indicare lo stato di funzionamento degli apparati in quel momento. Tali stati possono essere così suddivisi: Stato sistema in by-pass Le lampade non sono regolate. Stato sistema in linea La tensione alle lampade viene regolata Allarmi Interruttore generale aperto. Contattore di linea aperto; Problemi alla regolazione; Singoli circuiti NON PRONTI Singoli contattori difettosi; Sezionatore generale uscita aperto; Sezionatore by-pass chiuso; Interruttore protezione sensore di luminanza esterna aperto; Interruttore protezione sensore di luminanza interna aperto. Misure Tensioni d ingresso sulle singole fasi; Tensioni d uscita sulle singole fasi; Potenza attiva ed apparente erogata; Misura della luminanza esterna; Misura della luminanza interna; Fattore di potenza; Ore di funzionamento totali; Ore di funzionamento a regime nominale, ridotto, by-pass. 4^ Edizione IMP-010/2 Pag. 7 di 14

8 2.7 Segnali dal PLC per la supervisione Unitamente ai dati del RT, dovranno essere trasmessi al sistema di supervisione i segnali acquisiti dal PLC locale per il quadro elettrico +QPD-LP/R, come descritto nel fascicolo Parte generale. 2.8 Condizioni di servizio 1 - Condizione normale di servizio: Alimentazione da rete La condizione normale di servizio prevede che il quadro +QPD-LP/R sia alimentato da rete. Tale condizione dovrà essere rilevata dalla CPU del RT (ad esempio attraverso i segnali di stato degli interruttori, sezionatori e relè di presenza tensione). In combinazione logica con gli stati dei circuiti propri del regolatore si ha la condizione di pronto operativo che il RT dovrà trasmette al supervisore tramite il PLC locale. 2 - Mancanza rete Al mancare della rete tutte le lampade del sistema di rinforzo si spengono. Il sistema BT viene, in questa condizione, alimentato dal Gruppo elettrogeno +GE, che sarà avviato in automatico dal sistema ATS dei quadri power center, come descritto nel fascicolo Distribuzione elettrica. L accensione dei circuiti di rinforzo dopo l avviamento del gruppo elettrogeno dovrà essere eseguita dal sistema di supervisione dopo la verifica delle seguenti condizioni: Attesa di un tempo pari a 2 min (valore impostabile dall utente) a partire dalla rilevazione di presenza tensione sotto GE. Tale periodo transitorio è necessario per permettere al gruppo elettrogeno di avviare eventuali ventilatori che erano in marcia prima della mancanza della rete elettrica; Verifica che il carico attuale del gruppo elettrogeno sia minore del 70% della sua potenza massima nominale. Tale valore percentuale, che dovrà risultare programmabile dall utente, dovrà essere ridefinito in fase di commissioning sulla base delle dimensioni del gruppo elettrogeno e del carico effettivamente installato. A seguito delle suddette verifiche, i circuiti luce saranno inseriti singolarmente ad intervalli successivi non inferiori a 5 min e comunque programmabili dall utente. Se dopo l accensione delle lampade, il gruppo elettrogeno dovesse superare il carico percentuale impostato, in maniera sequenziale verranno spenti i singoli circuiti luce, fino a quando la potenza del gruppo rientra nei valori impostati. 3 - Mancanza rete e GE non avviabile per avaria Lo stato di mancanza rete con GE in avaria deve essere rilevato dal RT. Il sistema di controllo del RT dovrà aprire tutti i circuiti di rinforzo. I rinforzi restano spenti fino al ritorno della rete. Al ritorno della rete il RT dovrà comandare l accensione sequenziale dei singoli circuiti luce con un ritardo non inferiore a 5 min (e comunque programmabili dall utente) tra la chiusura di un circuito ed il successivo. 4^ Edizione IMP-010/2 Pag. 8 di 14

9 4 - Incendio in galleria Nel caso di incendio in galleria, i circuiti di rinforzo dovranno essere spenti, per avere la massima disponibilità di potenza per l impianto di ventilazione ed antincendio. 5 Apertura degli interruttori d uscita dei circuiti oppure pos. Manuale dei selettori L apertura degli interruttori di protezione dei circuiti luce, (come pure la pos. Locale del rispettivo selettore) determinano il blocco del circuito da manovre in automatico; il RT considererà tale circuito come non disponibile. 4^ Edizione IMP-010/2 Pag. 9 di 14

10 3 Sistema d illuminazione permanente a LED L architettura di sistema prevede una struttura gerarchica di controllo costituita da uno o più PLC di controllo. Questi PLC saranno dotati degli applicativi necessari alla gestione del sistema di illuminazione di permanente. Ciascun corpo illuminante sarà dotato di un interfaccia in grado di dialogare con il PLC di controllo. Il protocollo di trasmissione dovrà essere sviluppato su modalità ASCII per quanto attiene al collegamento PLC/Corpo-Illuminante. Le modalità di trasmissione saranno di tipo bidirezionale, Half duplex a bassa velocità (1200 baud) e le interfacce saranno di tipo optoisolato. L apparecchio illuminante deve avere memorizzato al suo interno i dati identificativi per la mappatura. Le funzioni ed i comandi da prevedere per la gestione dello scambio dati fra apparecchio illuminante a LED e PLC dovranno essere le seguenti: Variazione dell intensità luminosa da 0 a 100 % con possibilità di fissare sia il valore di corrente di fondo scala, corrispondente al valore di emissione in regime diurno, che quello di regime notturno; Comandi di accensione e spegnimento; Stato di funzionamento (funzionante degradato - spento). Nel caso di funzionamento degradato o spento di un certo numero di lampade (numero programmabile dall utente), il PLC dovrà trasmettere un segnale per l attivazione del rotocartello di avviso galleria scarsamente illuminata. Conferma sull attuazione di ciascun comando di regolazione; Previsione di un comando di tipo broadcast per una risposta immediata del campo in caso di emergenza (es.: lampeggio); Previsione di una funzione di mappatura da effettuare mediante palmare o da PLC; Funzione di indirizzamento per aggiornamento firmware da remoto con opzione di reset in caso di mancata conclusione di aggiornamento; Durata del tempo di accensione; Acquisizione dall apparecchio illuminante delle seguenti grandezze: 1) Corrente di funzionamento 2) Tensione di funzionamento 3) Temperatura di funzionamento. 4^ Edizione IMP-010/2 Pag. 10 di 14

11 3.1 Modi operativi del sistema di illuminazione permanente La condizione operativa normale dei circuiti permanenti prevedere di mantenere i due circuiti sempre accesi 24 ore su 24 e regolare il flusso luminoso durante le ore notturne. I modi operativi da prevedere sono: Automatico Locale o Manuale Per ognuno dei due circuiti del sistema permanenti è previsto un selettore Manuale-0-Autom. Nella condizione di AUTOM. è il PLC che controlla il sistema di illuminazione. In Manuale o Locale (cioè dal quadro) il controllo è affidato all operatore. In questa condizione deve essere possibile la regolazione manuale del flusso luminoso. Metà dei circuiti permanenti dovranno essere sottesi all UPS. Questi circuiti, al mancare della rete resteranno pertanto alimentati senza soluzione di continuità, in accordo alla Norma UNI L altra metà dei circuiti permanenti sarà alimentata da Rete/GE. Il PLC e il sistema locale, dovranno permettere di scambiare i circuiti sotto UPS con quelli sotto Rete/GE. La rotazione dei circuiti deve avvenire senza interruzione di alimentazione alle lampade, ovvero senza interrompere l illuminazione della galleria durante la commutazione. Il PLC del sistema di illuminazione permanente dovrà inoltre garantire le condizioni di servizio di seguito descritte. 3.2 Condizioni di servizio 1 - Condizione normale di servizio: Alimentazione da rete La condizione normale di servizio prevede che il quadro +QPD-LP/P sia alimentato da rete. Tale condizione dovrà essere rilevata dal PLC (ad esempio attraverso i segnali di stato degli interruttori, sezionatori e relè di presenza tensione). In tali condizioni, il PLC dovrà trasmette al supervisore anche il segnale di pronto operativo. 2 - Mancanza rete Al mancare della rete le lampade permanenti sotto rete si spengono. Il sistema BT viene, in questa condizione, alimentato dal Gruppo elettrogeno +GE, che sarà avviato in automatico dal sistema ATS dei quadri power center, come descritto nel fascicolo Distribuzione elettrica. L accensione dei circuiti permanenti dopo l avviamento del gruppo elettrogeno dovrà essere eseguita dal sistema di supervisione in seguito alla rilevazione di presenza tensione sul quadro +QPD-LP/P da +GE. Dovrà essere verificato che il carico attuale del gruppo elettrogeno sia minore del 80% della sua potenza massima nominale. Tale valore percentuale, che dovrà risultare programmabile dall utente, dovrà essere ridefinito in fase di commissioning sulla base delle dimensioni del gruppo elettrogeno e del carico effettivamente installato. 4^ Edizione IMP-010/2 Pag. 11 di 14

12 A seguito delle suddette verifiche, i circuiti luce saranno inseriti singolarmente ad intervalli successivi non inferiori a 5 min e comunque programmabili dall utente. Se dopo l accensione delle lampade, il gruppo elettrogeno dovesse superare il carico percentuale impostato, in maniera sequenziale verranno spenti i singoli circuiti luce, fino a quando la potenza del gruppo rientra nei valori impostati. I circuiti luce permanente avranno comunque priorità rispetto ai circuiti di rinforzo, ovvero in caso di spegnimento di circuiti luce, verranno prima aperti i contattori dei circuiti di rinforzo. 3 - Mancanza rete e GE non avviabile per avaria Il sistema di controllo PLC comanda l apertura del circuito sotto rete, mentre quello sotto UPS continua ad operare per il tempo permesso dall autonomia delle batterie dell UPS stesso. 3.3 Codifica apparecchi illuminanti a LED I corpi illuminanti a LED verranno collegati, tramite cavo bus, alle porte RS 485 dei PLC installati nei by-pass pedonali o uscite di emergenza (circa ogni 300m). I PLC saranno dotati di 2 o 4 porte seriali a seconda della presenza di uno o due fornici. L Appaltatore all atto della messa in opera dovrà provvedere a codificare i singoli corpi illuminanti come di seguito specificato: Per la carreggiata destra (sud) verranno utilizzate le porte COM1 per la marcia e COM2 per il sorpasso; Per la carreggiata sinistra (nord) verranno utilizzate le porte COM3 per la marcia e COM4 per il sorpasso; La numerazione del singolo C.I. sarà progressiva, nel senso di marcia con inizio dall imbocco o dai by-pass pedonali o uscite di emergenza corrispondenti; Sulla marcia verranno utilizzati i numeri dispari a partire da 1, mentre sul sorpasso verranno utilizzati i numeri pari a partire da 2; Le tratte di impianto afferenti ad ogni PLC saranno di circa 300m, pertanto la numerazione si ripeterà in ogni tratta. Potrebbe rendersi necessario suddividere le tratte in due gruppi di lampade. L Appaltatore a fine lavori dovrà riportare sulla planimetria della dislocazione dei corpi illuminanti, a fianco della numerazione di progetto, la codifica completa comprendente l identificativo del PLC, della porta COM, eventuale gruppo ed il numero progressivo assegnato al corpo illuminante stesso. 4^ Edizione IMP-010/2 Pag. 12 di 14

13 4 Pagine Video Di seguito sono fornite alcune precisazioni concernenti le pagine video per il sistema di illuminazione. La condizione di "NON DISPONIBILE rappresenta lo stato di guasto, di manutenzione, o di modo operativo "manuale o locale". Per la condizione di "manutenzione preventiva o correttiva, il sistema di controllo deve implementare una specifica routine, di seguito descritta: L'operatore che effettua l'intervento, tramite un apposito codice di accesso, mette in stato di manutenzione l'apparecchiatura o l'intero sottosistema sul quale deve intervenire. In tale condizione, tutti gli stati attuali, gli allarmi e le eventuali misure dell'apparecchiatura o sottosistema in manutenzione devono essere registrate in un apposito archivio. Se l'intervento viene effettuato a seguito di un anomalia (allarme Rosso), l'uscita dallo stato di manutenzione ripristina il relativo allarme. Le pagine video dovranno impiegare la seguente codifica di colori per la rappresentazione delle aparecchiature. a) Grigio fissa per Pronto b) Blu fissa per NON disponibile c) Verde fissa per marcia in automatico d) Rosso fisso Si attiva quando il sistema di controllo comanda l accensione ( o lo spegnimento) ed in contattore di manovra NON si chiude (o apre), oppure, uno o entrambi gli interruttori dei circuiti si aprono. 4^ Edizione IMP-010/2 Pag. 13 di 14

14 5 Pagina video tipica di un impianto d illuminazione 4^ Edizione IMP-010/2 Pag. 14 di 14