Amat gestisce le reti idriche e fognarie di Imperia con Movicon 11

Automazione Industriale Award 2014

Amat SpA gestisce diversi lotti della rete acquedottistica tra la provincia di Imperia e quella di Savona, oltre alla rete fognaria del Comune di Imperia. In particolare, gli impianti controllati dalla utility includono una rete idrica di adduzione e distribuzione dei Comuni di Imperia, Diano Arentino, Diano S. Pietro e Pontedassio, per circa 29mila clienti complessivi. La rete fornisce, all'ingrosso, i Comuni di Andora, Cervo, Chiusanico, Chiusavecchia, Cipressa, Costarainera, Diano Castello, Diano Marina, Dolcedo, San Bartolomeo al Mare, San Lorenzo al Mare, Vasia e Villa Faraldi, per un totale complessivo di 10 milioni mc/annui erogati. Complessivamente, sono gestite 32 stazioni di pompaggio per un totale di: 82 pompe per una potenza installata complessiva di oltre 1.500 kW; 118 misure di pressione; 15 livelli serbatoi e 40 misure di portata su condotte principali (i misuratori di livello e di pressione sono due volte ridondati). Amat gestisce, infine, anche la rete fognaria cittadina per complessivi 260 km di condotte e 26 stazioni di sollevamento di cui, dodici, equipaggiate con 33 pompe per una potenza installata complessiva di oltre 500 kW.

La soluzione

Nell'ottica di una semplificazione e unificazione dei sistemi di telecontrollo e supervisione installati sulle diverse porzioni degli impianti, Amat ha scelto di adottare la soluzione Scada Movicon 11 di Progea. Nel progetto di unificazione del sistema di controllo degli impianti con Movicon 11, condotto tra la fine del 2012 e l'inizio del 2014, Amat è stata supportata dall'esperienza e dalla collaborazione di Siac, system integrator attivo nel settore da oltre 25 anni. Tra le richieste soddisfatte da Siac, vi sono stati senz'altro quella di operare in un contesto applicativo multi-vendor, di avere ottime possibilità di espansione del sistema, di prevedere un'integrazione con il mondo Microsoft, oltre ad autonomia e facilità di integrazione di funzioni, accessi sicuri da remoto.

Attualmente, il 'campo' controllato ha un'estensione geografica di oltre 35 km ed è gestito a intelligenza distribuita. Esistono isole di automazione che, in caso di perdita di comunicazione, attuano un programma di emergenza calcolato in sito. Il sistema di controllo include 60 Rtu equipaggiate con plc industriali di media potenza, più della metà dei quali sono programmabili con i cinque linguaggi dello standard Iec 61131-3. L'hardware delle Rtu è standardizzato, mentre il loro software, specializzato per i singoli siti, contiene il know-how acquisito nel corso di venti anni di esercizio, evoluto progressivamente per rispondere alle esigenze di affidabilità funzionale degli impianti: ridondanza delle risorse, facilità/rapidità di manutenzione, economicità di gestione. Per aggiungere questi obiettivi il controllo del funzionamento idraulico delle varie stazioni integra le esigenze del servizio (ad esempio, livelli di accumulo e di riserva) con i costi, a fasce orarie, dei consumi energetici elettrici.
Le comunicanti tra le Rtu e il server Scada Movicon avvengono attraverso una rete di comunicazione di proprietà Amat Spa progettata e realizzata da Siac. La struttura di tale rete, totalmente radio con oltre 70 apparati radiomodem digipeater, è formata da due 'stelle' principali, una per la rete acquedotto e una per la rete fognaria. Ad alcuni vertici delle due reti principali sono collegate le 'stelle secondarie', che costituiscono delle 'isole di automazione' con funzionamento locale coordinato. L'alimentazione elettrica delle Rtu e della rete di comunicazione avviene da rete 'Enel', da pannelli solari e, anche, da microturbine idrauliche.
Movicon 11 è oggi l'unico sistema di supervisione degli impianti Amat: questo è il risultato finale di un processo di unificazione e standardizzazione che ha sostituito, nel corso di anni, diversi prodotti di supervisione installati su diverse porzioni di impianto. L'applicazione gira su un server Windows 2003 con secondo server di backup 'aggiornato a orari'. Un terzo server costituisce la riserva fredda per il disaster recovery. Attualmente Movicon 11 controlla quasi 6mila variabili tra rete acqua e rete fognaria e, nel medio termine, il 'campo' sarà ancora ampliato ad altre 10 stazioni. Oltre alle normali funzioni di controllo, il servizio di assistenza ha consentito di migliorare le prestazioni per ottenere un sistema sempre più 'esperto' con l'introduzione di nuovi plc, nuovi protocolli e tipologie di allarmi. Nella rete di adduzione potabile principale è stata implementata una gestione di congruenza dei volumi giornalieri entranti e uscenti delle varie tratte, per monitorare eventuali perdite e/o la precisione dei misuratori di portata. Per la rete fognaria il supervisore, che dialoga con una stazione pluviometrica, consente di stabilire, stazione per stazione, senza misuratori specifici, la portata media di tempo secco e gli aumenti di portata dovuti alle piogge: come code dei giorni successivi agli eventi meteorici.

I vantaggi

Grazie all'esperienza di Siac nella progettazione di sistemi e apparati per telecomunicazioni, che ha garantito alti livelli di sicurezza con un'implementazione affidabile e lineare, e alla flessibilità architetturale di Movicon, che consente diagnostica rapida sia di comunicazione sia applicativa, e switch in cold e hot e backup, è stato possibile misurare un uptime di tutto il sistema molto vicino al 100% .
Per quanto riguarda l'efficienza nell'erogazione del servizio 'controllato', negli ultimi tre anni il telecontrollo generale, l'implementazione della verifica giornaliera del bilancio (entrata/uscita) sulle condotte principali, la sua Hmi, il sistema di allarmi e la possibilità di accesso remoto, mediante diversi tablet e smartphone, hanno consentito di prevenire quasi al 100% le situazioni che avrebbero potuto generare sospensioni del servizio, mentre in altre circostanze, nelle quali per guasti multipli coincidenti non si è potuto evitare un disservizio zonale, tale disservizio è stato limitato a qualche ora.
Nella rete idropotabile, l'implementazione del sistema di telecontrollo associato alla gestione azionamenti di pompe a velocità variabile ha consentito di sfruttare in modo ottimale l'energia residua (portata e pressione) sull'adduzione principale anziché dissiparla in serbatoi di calma per poi risollevarla fino alla quota di messa in carico. Con l'implementazione del sistema integrato di telecontrollo abbinato ad azionamento a inverter si è passati a un pompaggio in booster modulato in funzione del livello dei serbatoi e dalle fasce orarie di costo dell'energia elettrica.
In termini di consumi, solo sui due pompaggi principali si è ottenuto un risparmio di energia meccanica pari a circa 1.700 MWh/anno, che tenendo conto di un rendimento medio dei gruppi elettropompa pari a 0,68 dà circa 2.500 MWh/anno di energia elettrica. In termini di immissione ambientale di CO2, tenendo conto che la media in Italia è di 0,47 t di CO2/MWh (fonte CO2Benchmark Ltd), con le implementazioni sopra descritte si ottiene una minore emissione di CO2 pari a 1.175 t/anno.
Infine, nei sollevamenti della rete fognaria il sistema di telecontrollo ha consentito di conoscere, con notevole precisione, l'effettiva portata media di tempo secco, in arrivo a ogni stazione di sollevamento. Questo dato è molto importante perché le norme vigenti consentono, in caso di pioggia che porti a diluire oltre tre volte la portata media di tempo secco, di lasciare andare il flusso allo scarico naturale senza doverlo pompare verso il depuratore. Dal punto di vista puramente energetico si può effettuare una stima del risparmio con i seguenti dati: la potenza complessiva delle stazioni di sollevamento è di circa 500 kW e, tenendo conto che la pioggia significativa (nel 2013) è stata di circa 300 ore, ne consegue un risparmio stimabile in circa 150 MWh e una minore emissione di CO2, pari a 70,5 t/anno.

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