CC-Link sostiene la domanda di acqua in Danimarca

I consumatori danno solitamente per scontata la loro fornitura d’acqua, e raramente si chiedono come venga estratta, filtrata ed erogata. Un problema che si presenta in molte reti di distribuzione è la fluttuazione della domanda, che può essere particolarmente marcata quando la popolazione locale aumenta temporaneamente, ad esempio nelle località di villeggiatura. Un altro problema è garantire che il sistema di controllo funzioni in modo efficace sull’ampia area geografica coperta dall’intera rete. Le grandi distanze supportate da CC-Link, unite alla sua affidabilità e semplicità, ne hanno fatto la scelta più naturale per l’aggiornamento di una rete di distribuzione idrica nella regione danese dello Jutland.

Ogni estate, molte persone si recano nello Jutland per godersi lo splendido paesaggio. Il turismo è fondamentale per l’economia regionale, ma può far aumentare la popolazione del 50%. Questo sottopone l’infrastruttura di distribuzione dell’acqua potabile a grandi sforzi; si è deciso quindi di aumentarne notevolmente la capacità per affrontare le esigenze attuali e future.

Il sistema idrico era costituito inizialmente da cinque pozzi remoti al centro di una foresta locale, un serbatoio da 700 m3, un sistema di filtraggio a sabbia verde e una tubazione di distribuzione. I pozzi sono ubicati a 1,2 km dalla stazione principale di pompaggio, ciascuno profondo circa 100 m e in grado di estrarre fino a 30 m3 d’acqua all’ora.

Il primo passo è stato quello di aumentare la capacità d’immagazzinamento dell’acqua aggiungendo un nuovo serbatoio da 2.200 m3 presso la stazione, e scavare sette nuovi pozzi. Al termine di questi lavori, la fase successiva è stata l’installazione di una nuova rete di controllo basata su CC-Link, con un PLC (Programmable Logic Controller). Il problema da tenere in considerazione era come collegare le pompe dei pozzi al sistema di controllo con PLC della stazione idrica. Dopo aver valutato diverse soluzioni di rete, si è deciso di utilizzare una delle principali tecnologie fieldbus, CC Link.

Uno dei punti più interessanti di CC-Link è la sua capacità di trasmettere segnali a lunga distanza, dai pozzi alle stazioni di pompaggio. Era possibile utilizzare anche cavi standard in rame, ma si è deciso di utilizzare la fibra ottica poiché il terreno piatto comporta la possibilità di fulmini, che possono causare disturbi o malfunzionamenti in una rete in rame.

Il dispositivo di controllo master della rete è un PLC Mitsubishi Electric, ubicato presso la stazione di pompaggio principale, dove sono stati installati anche 10 nuovi azionamenti a velocità variabile (VSD), per controllare la velocità di pompaggio dai pozzi.

Il nuovo sistema di controllo è costantemente monitorato e dispone di capacità autodiagnostiche di alto livello per determinare la causa degli eventuali problemi che si presentano. Si avvale inoltre della diagnostica predittiva, monitorando parametri come il livello dell’acqua freatica e le temperature degli organi meccanici per determinare in anticipo la possibilità di eventuali situazioni critiche. Questo ha ridotto notevolmente i costi di esercizio e manutenzione, nonostante l’allargamento dell’impianto.

Gli azionamenti VSD hanno l’ulteriore effetto di risparmiare grandi quantità di energia riducendo la frequenza d’ingresso dei motori e gestire i cambiamenti istantanei delle pressioni di pompaggio. Consentono inoltre di aumentare la durata delle pompe, perché non operano sempre alla massima velocità.

Il controller, gli azionamenti e la rete sono collegati a moduli I/O CC-Link prodotti da Wago, azienda che fa parte della CLPA (CC-Link Partner Association). Essendo CC-Link una tecnologia aperta, Wago è solo una delle oltre 300 aziende che offrono prodotti compatibili con questa rete.

Nelle operazioni normali, il PLC e i VSD operano in modo che l’impianto venga alimentato da due, tre o quattro pozzi, ognuno dei quali lavora su un turno alternato di due ore prima che subentri un altro pozzo. All’aumento della domanda, più pozzi possono essere portati on-line, nonostante raramente vengano superati i sei pozzi in contemporanea. In tutti i pozzi, tranne uno, è installato un VSD controllato tramite CC-Link sulla pompa principale, in modo da poter regolare la portata in modo che corrisponda esattamente alla domanda.

Inoltre, ogni singolo pozzo viene testato individualmente una notte al mese. Questo viene fatto automaticamente sulla rete CC-Link, sottoponendo il pozzo a una routine di lavoro da 30 minuti che verifica tutte le apparecchiature collegate e misura l’uscita dell’acqua freatica.

CC Link ha superato notevolmente le attese in termini di facilità d’installazione e configurazione. Si è dimostrato molto resistente ai disturbi e in generale molto affidabile. Un altro vantaggio è la sua esclusiva modalità di disconnessione I/O, che consente alle stazioni di essere rimosse dalla rete per la manutenzione, senza alcun effetto sulle prestazioni complessive della rete né perdite di dati.

Il nuovo sistema di controllo idrico è talmente flessibile da poter soddisfare senza problemi le esigenze imposte dalla variabilità della domanda. La domanda può abbassarsi fino a 1500 m3 al giorno in inverno, per arrivare a 5000 m3 in piena stagione turistica.

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