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SENSORI
approfondimenti
Automazione e Strumentazione
n
Gennaio/Febbraio 2016
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innovazione anche per la modalità di interfaccia
standard con il
sistema di acquisizione dati
. La
necessità di integrare in modo semplice ed effi-
cace dispositivi differenti e la loro intercomuni-
cazione ha portato l’IEEE alla definizione di una
famiglia di standard, IEEE 1451, con l’obiettivo
di semplificare l’inserimento di tali dispositivi in
un contesto di rete. Le funzionalità aggiuntive di
uno smart transducer
IEEE 1451
sono, la capacità
di autoidentificazione, autodescrizione, autodia-
gnostica, autocalibrazione, cognizione di tempo
e localizzazione, elaborazione dei dati, notifica di
errori, impiego di un formato standard per i dati e
per i protocolli di comunicazione
L’IEEE 1451 è legato all’uso dei cosiddetti dati
Teds
(Transducer electronic Data Sheet). Gli
standard IEEE 1451, in estrema sintesi, propon-
gono un insieme di regole che prospettano un
concetto similare a quello delle schede elettroni-
che di tipo
plug&play
per personal computer.
La disponibilità in rete del Teds apre innumere-
voli campi applicativi dei sensori e risolve proble-
matiche come l’impossibilità di integrare l’elet-
tronica digitale con quella del sensore.
Dalla convergenza di questi obiettivi è stato stan-
dardizzato il concetto di
Smart Transducer
defi-
nito nello standard IEEE 1451 per la realizzazione
di reti di sensori.
Lo Smart Transducer trova impiego sia nelle
misurazioni dell’energia utilizzata da un’utenza
passiva, sia nelle attuali Smart Grid, dove sono
presenti utenze preposte a consumare energia e
immettere potenza attiva in linea. In quest’ambito
assume un ruolo chiave anche lo standard
IEEE
1588
che definisce una procedura per la sincro-
nizzazione dei clock di dispositivi connessi in reti
distribuite.
Telemisura e smart metering
Un applicazione cruciale degli Smart Sensor è
data dai sistemi di misura distribuiti, in partico-
lare nel settore dell’energia e delle reti pubbliche.
La conoscenza dei profili di consumo in tempo
reale consente a chi gestisce le reti energetiche di
realizzare meccanismi di maggiore dinamicità e
interattività nella gestione delle reti stesse. Questa
modalità di rilevamento e gestione dei consumi
va sotto il nome di
Smart Metering
. Per quanto
riguarda l’Italia, la delibera 155/08 dell’Authority
per l’energia ha reso obbligatori meccanismi di
telelettura e telegestione per i contatori del gas,
mentre da marzo 2009 la Commissione Europea
ha dato mandato a Cen, Cenelec ed Etsi di svi-
luppare gli standard necessari alla realizzazione
di un’architettura aperta di sistemi di Smart Mete-
ring interoperabili.
Lo Smart Meter rappresenta il nodo funzionale
fondamentale per l’implementazione e la gestione
di una
Smart Grid
sui vari livelli della rete. Que-
sto scenario ha come presupposto fondamentale
la capacità di rendere disponibili in tempo reale
i consumi legati alle varie utenze (elettricità, gas,
acqua, calore), sia agli utilizzatori sia ai gestori
delle reti energetiche, per cui i contatori di nuova
generazione devono essere in grado di trasmettere
a distanza queste informazioni.
Le misure delle grandezze operative di rete trat-
tate dai sistemi di supervisione e telemisura
Scada/EMS
si possono ottenere da varie fonti.
Tipicamente i dati sono forniti dagli
apparati
RTU
e trasmessi ai centri di controllo, mentre
gli apparecchi registratori delle perturbazioni
sono finalizzati per lo più all’analisi off-line dei
transitori. Più recentemente sono state introdotte
(e integrate dinamicamente negli Scada/EMS) le
reti di comunicazione veloci
WAMS
(Wide Area
Measurement System) che consentono di trasmet-
tere in tempo reale le misure fasoriali effettuate
dagli apparati
PMU
(Phasor Measurement Unit).
Smart Meter e contatori intelligenti, oltre a misu-
rare l’energia consumata, trasmettono dati da e
verso i sistemi centrali delle società di energia,
per il monitoraggio e la fatturazione da parte del
gestore di rete, assicurando maggiore trasparenza
e il monitoraggio efficiente dell’energia.
Figura 2 - Struttura dati di un foglio dati Teds per smart
sensor
Figura 3 - Smart Meter Enel
(STMicroelectronics)