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Componenti e piattaforme di mercato per la realizzazione di sistemi distribuiti di automazione

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Componenti e piattaforme di mercato per la realizzazione di sistemi distribuiti di automazione

Componenti e piattaforme di mercato per la realizzazione di sistemi distribuiti di automazione Obiettivo del rapporto è l’analisi di componenti standard di mercato per la realizzazione di sistemi di automazione di stazione ad architettura distribuita. Queste piattaforme vengono valutate con riferimento alla capacità di realizzare le funzioni della automazione integrata di stazione, comprensiva quindi delle protezioni, del comando- controllo, del controllo e del monitoraggio. Viene inoltre valutata la loro capacità di soddisfare ai requisiti di prestazione, operatività e dependability proprie dello specifico settore applicativo. Viene valutata la possibilità di realizzare sistemi scalabili, che si adattino quindi a specifiche e requisiti di diversa natura, ed il loro grado di apertura, ovvero l’adozione di standard che consentano l’integrazione di parti di diversi costruttori. Stato dell’arte La moderna protezione e controllo delle stazioni utilizza tecnologia a microprocessore e comunicazione digitale per migliorarne il funzionamento e l’affidabilità e ridurre il costo complessivo del ciclo di vita. Il tradizionale assiemaggio di componenti, spesso completamente differenti, come rele, misuratori, interruttori, videoterminali, viene sostituito da dispositivi intelligenti e multifunzionali, che comunicano tra di loro per mezzo di collegamenti a bus riducendo drasticamente il numero di cablaggi richiesto dalle soluzioni tradizionali. La estesa disponibilità di comunicazioni digitali consente inoltre una migliore integrazione della automazione di stazione con i livelli superiori di controllo e supervisione ed un più ricco scambio informativo a supporto della organizzazione incaricata della conduzione ed esercizio degli impianti e della rete. La gestione della stazione avviene tramite procedure guidate su videoterminali con interfacce grafiche amichevoli a tutti i livelli, sia locale alla stazione che in postazione centrale. Tutti i maggiori costruttori,a livello mondiale, di apparati di controllo e protezione di impianti di trasmissione e produzione di energia elettrica si muovono in questa direzione, con proposte, che in aggiunta all’originalità propria, puntano ad allinearsi su standard internazionali di interfacciamento. Il processo di apertura dei sistemi da parte dei fornitori di automazione è tuttavia parziale e molto lento e richiede una costante pressione da parte degli utilizzatori finali che devono trasferire nelle proprie specifiche le esigenze di apertura dei sistemi. In questo rapporto vengono riportati i risultati della analisi della offerta dei tre principali costruttori del mercato europeo e di uno dei principali fornitori di automazione sul mercato globale. Tutti tendono a conservare fieldbus proprietari al livello più basso di interfacciamento con le unità in campo, essenzialmente per motivi di compatibilità con la propria tradizione e di difesa del proprio know how. Tutte le soluzioni hanno raggiunto un buon grado di apertura, in termini di documentazione, mentre l’interoperabilità con soluzioni di fornitori diversi viene raggiunta solamente incorporando interfacce specifiche per ogni protocollo diverso da quello originale. Man mano che si sale di livello, si incontrano protocolli sempre più aperti che, in linea di principio, dovrebbero assicurare la possibilità di interscambio dati tra prodotti di costruttori diversi. Una famiglia di protocolli per impiego nel mercato elettrico è IEC 60870-5-xxx (progettato per telecontrollo su reti a bassa velocità), che si sta consolidando sempre più in termini di prodotti che lo supportano. D’altra parte si va pure diffondendo l’impiego di protocolli e soluzioni per l’interfacciamento di applicazioni distribuite che impiegano tecnologie non specifiche del settore di mercato ma di impiego più generale come i protocolli basati su ethernet o la tecnica OPC (Ole for Process Control) che presentano una forte sinergia con l’ambiente Microsoft.

ALSTOM La piattaforma ALSTOM per la supervisione e controllo del sistema elettrico è denominata Energy Management Platform (EMP) e rappresenta il fondamento di ALSTOM per la generazione, trasmissione, distribuzione, e commercializzazione dell’energia elettrica. Supporta differenti sistemi operativi e si collega alla famiglia ALSTOM ALSPA di prodotti di automazione per l’industria e il settore dell’energia elettrica. Attenzione particolare è volta alla portabilità su piattaforme hardware e software di base di diverso tipo ed alla scalabilità complessiva del sistema. A questo scopo l’architettura software è stratificata ed in particolare suddivisa in due strati principali: Lo strato software che assicura la portabilità consiste nell’ambiente di sviluppo HABITAT che incapsula le particolarità dei sistemi operativi ed espone verso l’applicazione una serie di servizi quali: • Comunicazioni in rete. • Allarmi • Gestore dei processi • Gestore dell’applicazione • Servizi di tempo e data • Servizi di concessione delle autorizzazioni • Accesso al database • Interfaccia utente • Servizi di database Al di sopra di questi servizi lo strato applicativo di Energy Management include funzioni quali: • SCADA, con il compito di raccogliere i dati dal sistema elettrico e presentarli all’operatore, • AGC, per il controllo e la schedulazione della generazione, • Applicazioni di rete, per la gestione della intera rete elettrica, • DTS, simulatore per addestramento. SIEMENS Nel capitolo relativo alla offerta Siemens sono riportate le caratteristiche di due famiglie di sistemi di controllo : SINAUT, sistema di controllo più datato e quindi di maggiore diffusione, SICAM, sistema di controllo di più recente immissione sul mercato. Famiglia SINAUT Nel sistema di controllo di stazione SINAUT LSA, le funzioni possono esseere distribuite tra stazione e montante. I dispositivi di I/O, a livello di controllo montante, supportano i seguenti processi: • Acquisizione segnali • Acquisizione misure e parametri • Monitoraggio dell’esecuzione dei comandi di controllo, p.e. per • Controllo interruttori • Commutazione delle prese dei trasformatori • Posizionamento delle bobine di Peterson Elaborazione dati, come: • Monitoraggio dei limiti delle misure, inclusa l’attivazione delle risposte alle violazioni • Calcolo delle misure derivate (p.e. P,Q,cosj) • Decidere l’ammontare di informazioni da trasmettere all’unità centrale di controllo, ad ogni ciclo di polling • Attività legate all’automazione degli interruttori • Sequenze di commutazione, in risposta a comandi o eventi di processo • Sincronizzazione • Controllo locale (solo per unità controllo montante 6MB524): • Visualizzazione dello stato attuale del montante

• Controllo locale dell’interruttore e dei sezionatori • Visualizzazione delle misure e delle registrazioni eventi • Trasmissione dei dati dalla protezione numerica all’unità centrale di controllo Famiglia SICAM SICAM è una famiglia di prodotti per l’automazione digitale di impianti d’energia. Il sistema offre una copertura continua, dal centro controllo di sistema, attraverso tecnologie informatiche, fino alle unità di protezione e controllo di montante. Il sistema SICAM è basato sui PLC Siemens della serie SIMATIC e moduli PC standard. SICAM è quindi un sistema aperto con interfacce standardizzate, adattabile a futuri sviluppi. La famiglia SICAM è formata dai seguenti sistemi individuali: SICAM RTU, il sistema di telecontrollo con le seguenti caratteristiche • Trasferimento informazioni • Connessione con il processo centrale • Funzioni di PLC • Comunicazioni con il centro di controllo SICAM SAS, il sistema di automazione decentralizzato • Automazione di stazione • Collegamento di processi decentralizzati e centralizzati • Funzionamento locale e monitoraggio con le funzioni d’ archiviatura • Comunicazione con il centro di controllo SICAM PCC, il sistema di controllo di stazione basato su PC, con le seguenti caratteristiche • Supervisione e controllo di stazione • Collegamento di processi decentrati • Comunicazione su LAN/WAN con standard IEC 60870-6 TASE.2 • Comunicazione flessibile • Collegamento ai prodotti Office ABB La soluzione di ABB per l’ automazione di sottostazioni di media e alta tensione include il controllo della stazione, il Gateway di comunicazione, il bus fra i montanti, il controllo del montante stesso e le sue protezioni. La soluzione totale è un sistema che si prenda carico di tutte le protezioni, controlli e monitoraggi e delle funzioni di comunicazioni locali e remote. Include inoltre le stazioni di lavoro indipendenti dell’operatore ed i Gateway di telecomando. La soluzione integrata di ABB, denominata Panorama, offre soluzioni che coprono tutti gli aspetti della automazione di impianto e della sua integrazione nei sistemi gestionali e di governo aziendali. La parte più specificamente dedicata alla automazione corrisponde al sistema denominato S.P.I.D.E.R. che include funzioni di: SCADA, per l’acquisizione dei dati dall’impianto e per la presentazione agli operatori, EMS, per la gestione della rete, DMS, per la gestione delle reti di distribuzione. SCADA Include funzionalità di: • acquisizione dati • controllo • interblocco • controllo dei limiti • perturbografia

EMS Include funzionalità di: • previsione di carico • controllo della generazione • controllo economico • dispacciamento ottimo di energia • stima dello stato • analisi di sicurezza • simulatore di addestramento Rockwell RSView32 è un prodotto software modulare, di interfaccia uomo-macchina, per monitoraggio e controllo di processi di automazione. Progettato per ambienti Microsoft, Windows NT e Windows 95/98. RSView32 è uno dei prodotti più moderni che, sfruttando le emergenti tecnologie "open", fornisce una connettività senza precedenti verso altri prodotti Rockwell Software, Microsoft e di terzi. RSView32 è leader nelle seguenti prestazioni: • estensione di progetti in RSView32, con inclusione diretta, nelle pagine grafiche, di controlli ActiveX, personalizzabili e riutilizzabili • programmazione secondo un modello a oggetti, per rendere disponibili, agli utenti, le sole interfacce funzionali • integrazione di Microsoft’s Visual Basic for Applications (VBA), come linguaggio di facile personalizzazione RSView32. • Supporta lo standard OPC, sia come server che come client, per comunicazioni facili ed affidabili tra un’ampia varietà di dispositivi RSView32 Active Display System fornisce la possibilità sia di monitorare e controllare, come pure di visualizzare solamente, un progetto RSView32 residente su un server, da più client remoti. Sempre in un ottica innovativa , RSView32 è stato potenziato anche con tecnologia Add-On Architecture (AOA), che ne espande la funzionalità direttamente a livello di core, consentendo l’ottimizzazione delle prestazioni.

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