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Il documento descrive il sistema di telecontrollo delle reti irrigue nella regione del Vercellese, evidenziando la storia, la struttura operativa e il processo di automazione sviluppato dall'ente di gestione. Viene fornito un resoconto dettagliato delle funzionalità degli impianti, inclusi i sistemi di monitoraggio, controllo e gestione remota. La transizione all'automazione ha portato a significativi miglioramenti nell'efficienza operativa, riducendo i tempi di disservizio e di risoluzione dei guasti.
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- 1. Forum Telecontrollo Reti Acqua Gas ed Elettriche Torino, 3-4 novembre 2011 AUTOMAZIONE AL SERVIZIO DELLA GESTIONE DELLA RISORSA IRRIGUA Sala Fabio – Associazione Irrigua Ovest Sesia Rizzi Michele – Maric Automation Srl
- 2. Collocazione geografica Geograficamente il Vercellese è una regione ben definita. Delimitata a Nord dalle colline biellesi, circondata dagli altri tre lati da tre fiumi – Po – Sesia – Dora Baltea, attraversata dai torrenti discendenti dalle prealpi biellesi – Cervo – Elvo – Rovasenda – Marchiazza. Si presenta come un grande piano inclinato che scende a cuneo degradando fino alla confluenza dei Fiumi Po e Sesia.
- 3. La rete irrigua di Ovest Sesia 9.000 km di canalizzazioni naturali ed artificiali 1.000 Km2 superficie servita 300.000 l/sec portata totale 500 stazioni e punti di rilevamento e monitoraggio idrologico 4000 Utenti associati
- 4. Note storiche Le prime opere di derivazione risalgono al XIII sec. ,per prevalente uso di forza motrice, per iniziativa di Comuni, di Feudatari e di Enti Ecclesiastici sono le Rogge Comunale di Gattinara (1241) e di Lenta, derivate dal Sesia. Nel secolo XIV i Marchesi di Gattinara derivano dal Sesia la Roggia Marchionale e nel successivo secolo XV i Marchesi del Monferrato apriranno dalla Dora Baltea sopra Saluggia il Canale del Rotto – lunghezza km.13 – portata 10 mc/sec. Nel 1448 Amedeo VIII Duca di Savoia inizia da Ivrea il canale omonimo che sarà ultimato dalla reggente Duchessa Jolanda nel 1474, prima grande derivazione dalla Dora Baltea - lunghezza km.72 – portata 20 mc/sec - di cui Leonardo da Vinci disegnerà l’opera di presa e che, come Naviglio prenderà il nome di Via del Sale per il trasporto delle derrate fra Vercelli ed Ivrea.
- 5. La nascita dell’Ente 22 settembre 1851 del Consiglio Provinciale di Vercelli, Presidente il Conte Camillo Cavuor in allora Ministro dell’Agricoltura e Commercio. Discussione sul progetto per l’affitto delle acque demaniali ad una associazione generale di utenti allo scopo di affidare direttamente agli agricoltori, riuniti in associazione, la gestione delle acque fino allora concessa dallo stato a privati appaltatori. Progetto di massima 1) Obbligo di tutti gli associati di accomunare le loro acque con quelle della società a quelle condizioni da determinarsi negli statuti definitivi della società. 2) Il vincolo a favore della società di tutte le acque vive di sovrabbondanza e le colaticcie delle irrigazioni. Proposito Accentrare tutte le acque in una gestione unitaria affinché l’utilizzazione integrale delle acque costituisse un beneficio d’ordine generale a cui tutti gli utenti partecipassero in eguale misura. La legge costitutiva venne emanata il 3 luglio 1853 n° 1575
- 6. Organizzazione irrigua comprensoriale Il comprensorio dell’Associazione è suddiviso in tre zone secondo criteri idrografici, di omogeneità dell’irrigazione e di migliore utilizzo della risorsa idrica, così denominate: Distretti (N°48) Tenimenti Isolati (N°235) Luci Libere (N° n.d.) Zona di Vercelli – Zona di Trino – Zona di Santhià
- 7. Struttura Operativa dell’Ente RESPONSABILE MANUTENZIONE ELETTRICA RESPONSABILE MANUTENZIONE ELETTRICA SEGRETERIO DI ZONA SEGRETERIO DI ZONA CAPO ZONA CAPO ZONA ADDETTO MANUTENZIONE ELETTRICA ADDETTO MANUTENZIONE ELETTRICA ASSISTENTE DI REPARTO ASSISTENTE DI REPARTO SQUADRA ELETTRICISTI SQUADRA ELETTRICISTI CAPO REPARTO CAPO REPARTO CAPO REPARTO CAPO REPARTO CAPO REPARTO CAPO REPARTO ASSISTENTE DI REPARTO ASSISTENTE DI REPARTO ASSISTENTE DI REPARTO ASSISTENTE DI REPARTO Personale addetto circa 30 unità Personale addetto 4 unità
- 8. Attività dell’Ente ATTIVITA' E SERVIZI - Irrigazione - Energie rinnovabili (Idroelettrico: 8 centrali in esercizio) - Difesa del suolo - Protezione Civile (Gestione delle emergenze Idriche) - Tutela e valorizzazione del territorio e dell’ambiente - Didattica
- 9. Irrigazione della risaia paratoia camera di risaia bocchetto canale principale soglino fosso irriguo paratoia camera di risaia bocchetto canale principale soglino fosso irriguo
- 10. Processo di Automazione ELETTRIFICAZIONE IMPIANTI ('80) Venne portata l'alimentazione elettrica agli impianti. Installazione dei primi attuatori elettrici. AUTOMAZIONE ELETTROMECCANICA ('90) Installazione di sensori a galleggiante e di finecorsa meccanici. Logica di massimo livello per evitare tracimazioni. Allarmi tramite combinatore telefonico. AUTOMAZIONE CON RTU INTELLIGENTE (2000) Installazione di strumentazione di misura (Livelli e Posizione paratoie). Regolazione in continuo con algoritmi PID della quota idraulica. Controllo e diagnostica degli attuatori. Logiche operative derivate dall'esperienza dell'operatore. Allarmistica dettagliata a mezzo di SMS. Interazione da remoto a mezzo SMS ed interfaccia web con chiamata punto-punto.
- 11. Tipologia Impianti NODI IDRAULICI “BARRAGGI” Composti da una o più paratoie movimentate elettricamente permettono lo smistamento della portata irrigua da e verso le aste principali di canali in modo da garantire le quote idrauliche necessarie all'irrigazione. CENTRALI Turbine idroelettriche (A sifone e Kaplan) che sfruttano i salti naturali presenti sul territorio per la produzione di energia elettrica pulita. MONITOR LIVELLO Rilevamento puntuale della quota idraulica lungo il corso del canale. METEO Rilevamento parametri meteorologici ed in particolare delle precipitazioni.
- 12. Specifiche Impianti NODI IDRAULICI “BARRAGGI” - Controllo attuatori elettrici. - Regolazione in continuo dei livelli. - HMI locale e remota. - Esecuzione di “manovre” in autonomia. - Diagnostica dettagliata della parte elettrica e di processo locale e remota. - Allarmistica tramite SMS. - Registrazione eventi e misure con consultazione locale e remota. CENTRALI - Controllo organi di macchina. - Regolazione velocità. - Regolazione in continuo del livello. - Esecuzione sequenze. - HMI locale e remota. - Elaborazione dati statistici per produzione e manutenzione. - Diagnostica dettagliata della parte elettrica e di processo locale e remota. - Allarmistica tramite SMS. - Registrazione eventi e misure con consultazione locale e remota. MONITOR LIVELLO e METEO - Acquisizione misure analogiche e digitali - Elaborazione misure - Registrazione dati - Risparmio energia - Richiesta dati via SMS - Invio dati storici via E-Mail
- 13. Selezione RTU REQUISITI MINIMI - Esecuzione di logiche programmabili (sequenze, regolazioni, ecc.) con linguaggio di programmazione secondo standard IEC1131. - Gestione di un numero elevato di I/O locali. - Comunicazione aperta (grande numero protocolli standard ed aggiornabili). - Sistema aperto ed aggiornabile (OS aggiornabile, moduli aggiuntivi). - Registrazione di eventi (libro giornale). - Registrazione misure analogiche (curve di tendenza / trend). - Elaborazione dati statistici (Contatori, totalizzatori, medie, ecc.). - Invio allarmi dettagliati direttamente a più gruppi di reperibili. - Interazione diretta con l’operatore tramite SMS. - Interfaccia con Webserver personalizzabile. - Facile integrazione con software SCADA di mercato.
- 14. “IL BARRAGGIO” IMPIANTO - 3 Canali affluenti - 3 Canali irrigui derivati - 18 Paratoie piane - 7 Sbarramenti indipendenti - 7 Misuratori di livello ad ultrasuoni - 3 Misure di portata calcolate - 1 Misuratore di portata (dedicato x irrigazione) Barr. Spinapesce
- 15. “IL BARRAGGIO” SISTEMA DI CONTROLLO RTU ATTUATORI PARATOIE QUADRO MISURE GRUPPO ELETTROGENO WEB OPERATORE Centro HMI Locale WWW SMS I/O I/OI/O ETH GSM/VPN
- 17. “LA CENTRALE” IMPIANTO Situato sul Naviglio di Ivrea nel comune di Santhià Salto idraulico monte-valle: max. 7,3 m Portata in ingresso: 8..21 m3 /s Massima potenza generatore: 1.200 KW Potenzialità annua: 5.000.000 kWh Segnali gestiti dalla RTU : 240DI+64DO+24AI+4AO Note: coniugazione software pale/ruota C.le Idrometrica
- 18. “LA CENTRALE” SISTEMA DI CONTROLLO RTU WEB OPERATORE Centro HMI Locale GSM SMS I/O I/O RS485 ETH I/O VPN I/O RS485 I/O R S485 I/O BOP QUADRO MISURE SISTEMA SINCRON. QUADRO PROTEZIONI SISTEMA ECCITAZIONE TURBINA
- 19. “LA CENTRALE” Configurazione Ridondata 1 x PanelPC Touch 15” 1 x PC Desktop 19” Connessione VPN con SCADA centrale su ADSL. Integrazione Database con SCADA centrale. SCADA LOCALE
- 20. “MONITOR LIVELLO” N° installazioni: 12 Acquisizione misura di livello con sensore ad ultrasuoni. Funzione di calcolo portata. Alimentazione da pannello solare. Registrazione e invio dati storici via E-mail tramite rete GSM/GPRS. Interrogazione tramite SMS. Interfaccia WEB. Staz. Ponte Reale
- 21. “STAZIONE METEO” N° installazioni: 8 Acquisizione misure di: • Temperatura • Umidità Relativa • Pressione barometrica • Velocità / Direzione Vento • Precipitazioni Registrazione e invio dati storici via E-mail su rete GSM/GPRS. Interrogazione tramite SMS. Interfaccia WEB. Staz. Ruggerina
- 22. Automazione “CAMBIO DEL METODO DI LAVORO” < PRIMA > < DOPO > Ronda giornaliera Operatore Telefonata a Capo Zona Azioni Corretive Coinvolgimento Manutenzione Telefonata da utente Ricerca Anomalia SMS Capo Zona Controllo Continuo Azioni Corretive Anomalia SMS Operatore SMS Manutentore
- 23. Risultati Tempi di disservizio (mancata/parziale irrigazione) - 20% Tempi di mancata produzione energia rinnovabile - 30 % Tempo medio di individuazione e risoluzione guasto - 50 % I dati qui riportati sono riferiti al periodo da inizio automazione impianti ad oggi.
- 24. “Il Centro” ARCHITETTURA Web Client 1 LAN Web Client 2 Web Client 3 Web Client 4 Web Client n GSM1 Web Client Esterno GSM2 (SOLO ALLARMI) Server SCADA RTU RTU RTU www RTU VPN Sinottici Trend Allarmi Report Sinottici Trend Allarmi Report
- 25. “Il Centro” INTERFACCIA WEB CLIENT Basata su tecnologia Java Virtual Machine. Indipendente dal browser utilizzato. Integrabile nel portale aziendale.