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RICERCA

applicazioni

Automazione e Strumentazione

■

Ottobre 2014

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

1 Siemens S7

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