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OLTRE IL TUNNEL
Articolo tratto da "Automazione Oggi", numero 182 - Giugno 1996

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Il traforo del Grand S. Bernardo, che collega l'Italia alla Svizzera, è lungo 6 Km e si trova a un'altitudine di circa 1'900m

Tra i progetti di sistemi di monitoraggio più impegnativi, portati a termine in questi ultimi anni da Ismes, riveste particolare importanza quello realizzato per conto di Sitrasb - Società italiana traforo Gran S. Bernardo.

A cura di Maurizio Vavassori, Anna Pilenga, Claudio Sasso, Claudio Reál

I principali obiettivi dell'impianto di telecontrollo, realizzato da Ismes per il lato italiano del tunnel del Gran S. Bernardo, erano quelli di migliorare la sicurezza degli utenti, garantire una viabilità efficiente e soccorsi rapidi, migliorare il controllo degli impianti tecnologici e consentirne una gestione automatizzata.
L'architettura dell'intero sistema
Il sistema è costituito da un elemento centrale, rappresentato dalla sala controllo posta all'imbocco italiano della galleria (da cui gli operatori, tramite il sistema di supervisione, ispezionano il tunnel e gestiscono gli impianti tecnologici), e dai componenti il sistema di telesorveglianza e di telecontrollo direttamente connessi alla sala.
L'architettura del sistema si basa su una rete locale realizzata tramite la dorsale in fibra ottica, utilizzata per la trasmissione di immagini, dati e comandi. Le condizioni ambientali del traforo, e in particolare il fatto di essere sito in luoghi esposti alla caduta di fulmini e la lunghezza di 6 km, hanno imposto l'utilizzo della fibra ottica e la comunicazione in rete per garantire la velocità e precisione nella trasmissione di: immagini delle telecamere, segnalazioni di utilizzo dei dispositivi SOS quali telefoni di soccorso e idranti antincendio, comandi per la gestione degli impianti tecnologici come quelli dedicati all'illuminazione, alla ventilazione o all'impianto anti-ghiaccio.
Lo schema nella pagina successiva riporta la connessione dei componenti l'impianto di telecontrollo, rappresentati dai PLC installati nelle cabine elettriche del tunnel e in sala quadri, con le stazioni di lavoro nella sala comando. Analogamente è stata realizzata la connessione tra le telecamere posizionate nel tunnel e sul piazzale con la matrice video installata in sala quadri e collegata al sistema di supervisione in sala comando.
Come appare dallo schema, un'estremità della dorsale è riferita al lato elvetico, indicando che vengono raccolte e inviate anche in Svizzera, presso la sala comando locale, le informazioni rilevate dal sistema di telesorveglianza e da quello di telecontrollo. Il tunnel e i relativi impianti, infatti, sono controllati e gestiti contemporaneamente da tecnici italiani e svizzeri che devono poter conoscere reciprocamente le attività svolte indipendentemente per procedere a interventi corretti e concordi atti a garantire maggior sicurezza e rapidità negli interventi di soccorso e manutenzione.

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Il sistema di trasmissione dati dell'impianto di telecontrollo del lato italiano del Tunnel del Gran S. Bernardo

Proprio per garantire agli utenti e agli operatori del tunnel la massima sicurezza, la sala comando realizzata è stata fornita di due stazioni di lavoro in configurazione ridondante così da assicurare, in ogni evenienza, la disponibilità di una stazione di lavoro operativa per il controllo continuo del tunnel e degli impianti. Ciascuna stazione è in grado di gestire contemporaneamente i dispositivi audio e video destinati alla telesorveglianza nonché i dati e i comando relativi ai componenti tecnologici dell'impianto; inoltre entrambe sono in grado di eseguire una reciproca verifica di funzionamento così da intervenire sostituendosi automaticamente.
Il telecontrollo
Il sistema consente all'operatore di gestire l'attivazione e lo spegnimento di parti tecnologiche, di controllare l'esito del comando imposto e di avere informazioni costantemente aggiornate riguardo il funzionamento della strumentazione installata.
Tali prestazioni sono garantite dall'utilizzo di otto PLC installati rispettivamente nelle sei cabine elettriche, nella sala quadri attigua alla sala comando del lato italiano e nella sala comando nord del lato svizzero. Questi dispositivi sono collegati da una parte direttamente alla strumentazione installata in campo e dall'altra al sistema di supervisione posto in sala comando tramite la rete Ethernet locale che permette uno scambio di informazioni molto veloce e affidabile.

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Le immagini degli eventi critici vengono trasmesse automaticamente sui monitor di controllo in modo da attivare immediatamente i necessari soccorsi

Il sistema prevede la gestione di 900 segnali e misure acquisite dal campo riguardanti sia le parti più propriamente tecnologiche dell'impianto di telecontrollo, quali ad esempio relè, interruttori e trasformatori di media tensione, sia quelle relative alla sicurezza e all'ambiente, quali semafori, colonnine SOS, ossido di carbonio.
Inoltre consente di intervenire sul campo fornendo la possibilità di gestire 600 segnali e comandi attivati automaticamente dal sistema di supervisione o manualmente dall'operatore in seguito ai controlli eseguiti sulle misure acquisite e sulle informazioni ricevute.
Vengono inoltre fornite tutte le informazioni relative al funzionamento, ai guasti subiti e all'eventuale fuori servizio delle singole apparecchiature consentendo così all'operatore di programmare interventi di manutenzione ordinaria o straordinaria in base all'evento rilevato.
Le modifiche e le installazioni eseguite a norma, consentono agli operatori di agire in regime di sicurezza, fatto di assoluta rilevanza se si considera che molte delle manovre eseguite tramite il sistema di supervisione agiscono direttamente sull'impianto di media e bassa tensione.
L'impianto di telecontrollo è costituito di una serie di componenti; alcuni di questi sono monitorati, controllati e attivati dal sistema, mentre altri, il cui uso dipende dalle necessità degli utenti del tunnel, vengono semplicemente monitorati.
In particolare l'impianto comprende: telefoni SOS e dispositivi antincendio di cui il sistema rileva ogni utilizzo; ventilatori installati in galleria per l'aspirazione di aria viziata e l'immissione di aria pulita, che il sistema attiva e spegne automaticamente, illuminazione del tunnel e del piazzale antistante, gestita manualmente e automaticamente in base a tabelle orarie predefinite dall'operatore; semafori per la regolazione del traffico utilizzati in caso di situazione pericolosa, quale ad esempio la presenza di molti veicoli all'interno della galleria, tampone di traffico, incendio; sensori per il rilevamento di opacità e di concentrazione di ossido di carbonio all'interno del tunnel le cui misure determinano l'accensione e lo spegnimento automatico dei ventilatori; impianto antighiaccio all'imbocco della galleria controllato tramite il rilevamento della temperatura; impianto per il conteggio del traffico che consente di avere informazioni sul numero di autoveicoli presenti in galleria; dorsale di alimentazione elettrica con controllo dello scambio di energia tra Italia e Svizzera; antintrusione nelle cabine elettriche della galleria; funzionamento dei gruppi di continuità; funzionalità della rete locale di trasmissione.
La telesorveglianza
Il sistema di telesorveglianza è costituito da 44 telecamere installate in galleria e sul piazzale di stazionamento antistante il tunnel, tre rilevatori di movimento, vari strumenti posti in sala quadri, quali la matrice video che gestisce 96 segnali di ingresso su 24 uscite ed è corredata da 16 quad-splitter e 4 multiplexer per l'acquisizione e combinazione delle immagini, strumentazione in sala comando destinata all'operatore.
L'utente del sistema ha a disposizione otto monitor dove vedere le immagini selezionando a piacere o in base a un evento occorso le telecamere di interesse. Con le opportune combinazioni e la gestione dei quad-splitter tramite i sistemi di supervisione, l'operatore può portare sui monitor le immagini di tutte le telecamere con la possibilità comunque di visualizzare ciclicamente su un solo monitor tutte le immagini.

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Nella sala di controllo gli operatori, tramite il sistema di supervisione, ispezionano il tunnel e gestiscono gli impianti tecnologici

In caso di eventi particolari e critici, quali quelli dovuti alla richiesta di soccorso tramite i telefoni delle colonnine SOS o all'uso degli idranti antincendio installati in galleria, sui monitor vengono automaticamente presentate le immagini rilevate dalle telecamere poste in prossimità del dispositivo utilizzato.
In tal caso l'operatore della sala comando, oltre a comunicare con il telefono, ha la possibilità di individuare subito visivamente l'entità del problema e se necessario attivare rapidamente i soccorsi necessari.
Tutte le immagini rilevate e visualizzate vengono registrate automaticamente sia in situazioni di normale esercizio sia in caso di emergenza, così come tutti i messaggi ricevuti da un telefono di soccorso. Ciò permette di memorizzare gli eventi particolari che possono essere successivamente indagati e controllati tramite la strumentazione ausiliaria a disposizione dell'operatore in sala comando, ad esempio i videoregistratori time lapse e gli audio registratori digitali.
Il sistema di supervisione
Il software preposto alla gestione dell'intero impianto fornisce all'operatore le informazioni necessarie per gestire tutte le attività di controllo.
Il sistema è caratterizzato da particolare semplicità operativa e affidabilità ed è basato su un'architettura modulare e flessibile, come compete a un sistema di supervisione dedicato al controllo di impianti complessi ed espandibili.
L'applicativo consente, attraverso pagine video attive, di monitorare le 'variabili dell'impianto' (interruttori aperti/chiusi, semafori rossi/verdi, circuiti di illuminazione accesi/spenti, impianto SOS in uso, quantità di ossido di carbonio e polveri rilevata, ventilatori in funzione ecc.) e di interagire con la strumentazione installata per variare la situazione riportata (per esempio aprire un interruttore chiuso, attivare i ventilatori spenti). Inoltre il sistema esegue in continuo i controlli necessari a rilevare situazioni di allarme che presenta tempestivamente all'operatore e se necessario modifica automaticamente lo stato dell'impianto stesso.
Per quanto riguarda l'attivazione di comandi, le pagine video sono strutturate in modo che l'utente, tramite mouse, agisca su pulsanti corredati da icone: gli uni permettono di attivare il comando e le altre riportano lo stato delle variabili a cui sono riferite e su cui il comando ha effetto. In questo modo l'utente ha a disposizione uno strumento dinamico, facile da utilizzare, autoesplicativo e completo.
Super-Flash
E' Super-Flash il sistema di supervisione utilizzato per il tunnel del Gran San Bernardo: un sistema sviluppato da Automa, un'azienda bergamasca che offre una gamma di prodotti e servizi nei campi dell'automazione industriale, del monitoraggio, del controllo e della progettazione assistita da calcolatore.
Alimentare, tessile, ecologia, chimica, trattamento delle acque, movimentazione, imbottigliamento, controllo e telesorveglianza sono solo alcuni dei settori in cui Automa opera da una decina d'anni grazie a diversi prodotti e al più conosciuto Super-Flash disponibile in tre diverse versioni per diverse categorie di utenti: Full-Free per utenti che sviluppano applicazioni; Run-Time per utenti che devono semplicemente sviluppare un solo applicativo; One-Shot per gli utenti finali con una sola stazione ai quali conviene un applicativo vincolato alla chiave di protezione e che devono gestire solo una macchina o un impianto specifico.
Con Super-Flash, Automa ha scelto un approccio che non tutti potrebbero condividere, in quanto nella struttura gerarchica dei livelli di automazione, Super-Flash si pone a un livello molto vicino alla macchina e al processo, inoltre non sono mai state proposte versioni di Super-Flash per Windows 3.1 o 3.11 ma solo per DOS utilizzato solo per partire. Ma tutto questo non risulta comunque una limitazione all'utilizzo e all'applicazione del prodotto visto che, in modo diretto o indiretto, il software realizzato da Automa è installato su circa 8.000 computer.
Automa offre prodotti che consentono di affacciarsi sulle macchine presenti in campo e di instaurare un link con le applicazioni standard a livello host, ad esempio Excel, Access, Visual C e qualsiasi altra applicazione DDE. In particolare, Automa offre prodotti DDE-SFNet, capaci di far colloquiare le applicazioni Windows, Windows NT e OS/2 del sistema informativo aziendale con il campo tramite una rete Super-Flash.
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