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applicazioni
Automazione e Strumentazione
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Ottobre 2014
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a quasi 20 anni dalla loro realizzazione, ma con
l’esperienza di esercizio delle persone che li
hanno gestiti, ha consentito sia di realizzare inter-
venti mirati ed economici, sia di trarne occasione
per
approfondire la conoscenza dei propri
impianti
. Con questa attività si sono individuati
e corretti problemi ripetitivi che con la manuten-
zione ordinaria non si erano riusciti ad eviden-
ziare e risolvere.
Lo studio per la sostituzione dei PLC e del sistema
di supervisione di tutti gli impianti di Dafne è
stato condotto dai servizi tecnici interni in col-
laborazione con System Integrator del Lazio,
tra i quali
Automate Srl
, realizzando un’analisi
critica delle esigenze dell’Istituto, per arrivare a
una soluzione tecnica ragionevolmente econo-
mica e comparabile con i costi necessari per il
mantenimento in sicurezza del sistema esistente.
Affidando, su gara, il revamping sia software sia
elettrico ad Automate, l’INFN ha permesso all’a-
zienda romana di fornire un ulteriore contributo
all’ottimizzazione dell’hardware di automazione.
Il nuovo sistema è costituito da
10 PLC Schnei-
der
e
1 Siemens S7
in
rete ethernet
, che imple-
mentano la parte fondamentale dell’automazione
a cui si affianca uno Scada sviluppato su piatta-
forma
Movicon di Progea
e 4 pannelli operatore
prodotti da
Hardware Solutions
(azienda mode-
nese produttrice di PC embedded ed industriali)
installati presso le varie sale operative all’in-
terno dell’istituto di Frascati. I pannelli HMI con
sistema operativo Windows CE, uno da 8 pollici
e tre da 12, permettono la gestione locale degli
impianti ed il pieno controllo anche in caso di
mancanza di comunicazione con lo Scada.
Il nuovo sistema, non solo garantisce i livelli di
servizio e le prestazioni del sistema precedente,
ma fornisce anche
maggior robustezza e affida-
bilità
a livello di automazione,
minori consumi
energetici
, minore stress elettrico e meccanico
delle utenze, nuovi strumenti per la manuten-
zione e un
alto livello di ergonomia e usabilità
dell’interfaccia uomo-macchina
.
Il revamping elettrico, effettuato direttamente da
Automate, ha permesso non solo di sostituire i
vecchi PLC, ma di apportare un’
ottimizzazione
ad hoc per ogni quadro dei segnali di campo
.
Coadiuvati dai tecnologi e dai tecnici dell’INFN
di Frascati è stato possibile compiere un impor-
tante attività di reverse engineering mirato alle
reali necessità operative degli impianti, snellendo
le complessità residue ed ereditate dalle varie
modifiche seguite agli upgrade dell’acceleratore
ed eliminando sistemi di regolazione ormai inaf-
fidabili ed obsoleti.
D’altro canto anche le logiche di automazione
hanno subito gli stessi processi di ingegneria, pro-
gettando algoritmi mirati alla robustezza del con-
trollo di processo, ed alla continuità del servizio,
cercando di minimizzare e monitorare quanto più
possibile i consumi energetici degli impianti e lo
stress elettro-meccanico delle varie utenze così
da diminuire sia i costi di esercizio degli impianti
che quelli di manutenzione.
Sfruttando la caratteristica di Movicon di essere
multipiattaforma, con lo stesso progetto, è stato
possibile rendere omogenee le interfacce utente
tra lo Scada e gli HMI uniformando le competen-
ze necessarie alla gestione degli impianti, ottimiz-
zando e diminuendo i tempi di sviluppo dei siste-
mi di supervisione.
Movicon viene infatti impiegato per la super-
visione del sistema di controllo degli impianti
ausiliari dell’acceleratore di particelle Dafne che
comprendono: i sistemi di controllo degli impianti
di raffreddamento dei Main Rings e del Damping
Ring di Dafne; il sistema di controllo del vuoto di
Dafne; i sistemi di protezione da sovratempera-
tura dei magneti; gli impianti di Radiofrequenza;
i condizionatori della sala Dafne; il condiziona-
mento della sala calcolo.
Lo sforzo principale del lavoro di ammoderna-
mento è stato fatto sul
sistema di raffreddamen-
to dell’acceleratore
. Infatti la maggior parte del-
le apparecchiature (magneti, convertitori, strut-
ture RF) è raffreddata e controllata in tempera-
tura mediante un circuito ad acqua demineraliz-
zata, ottenuta trami-
te processo osmo-
tico
supervisiona-
to anch’esso da Mo-
vicon, gestito da tre
centrali. Il calore vie-
ne smaltito in torri
evaporative median-
te scambiatori di ca-
lore ed è gestito da
valvole a tre vie e da
sensori di tempera-
tura.
È importante man-
tenere una temperatura estremamente costante e
controllata entro variazioni minime. La maggior
parte delle apparecchiature per funzionare corret-
tamente ha bisogno di un controllo puntuale della
temperatura che deve avere oscillazioni inferiori
al mezzo grado Celsius; mentre le cavità a radio-
frequenza, utilizzate per fornire energia al fascio
di particelle, sono controllate per mantenere una
temperatura costante al decimo di grado.
Una centrale frigorifera viene poi utilizzata per il
condizionamento e il raffreddamento dell’elettro-
nica con utenze fortemente critiche.
Il fascio di particelle è confinato in una struttura
Movicon è impiegato anche per
la supervisione dei sistemi di
controllo del vuoto e degli impianti
di raffreddamento dei Main Rings
di Dafne