Mer, 27 novembre 2019

Case History Unitronics®: un sistema di controllo completamente interconnesso per turbine eoliche

La produzione di energia da Fonti Elettriche Rinnovabili (FER) ha assunto un ruolo sempre più vitale per il nostro Paese. Nel corso degli ultimi anni le fonti energetiche hanno contribuito in maniera sempre maggiore a soddisfare il fabbisogno elettrico nazionale, coprendone nel 2014 una quota pari a circa il 40% di 311 TWh richiesti. 

Un beneficio per l’ambiente... e non solo. Le FER impattano positivamente non solo sull’ambiente, contribuendo alla riduzione delle emissione dei gas serra, ma anche allo sviluppo di un tessuto industriale delle rinnovabili e, soprattutto, alla riduzione dei prezzi dell’energia elettrica, fattore di competitività per tutta la manifattura italiana. 

In questo quadro virtuoso si inserisce il sistema di controllo universale completamente interconnesso realizzato da una primaria azienda cliente grazie all’utilizzo dei prodotti Unitronics, che permette il controllo di tutti i generi di turbine eoliche, sia ad asse verticale che orizzontale, con un range di potenza compresa tra 10 e 200 KW.


L’applicazione: PLC UNITRONICS®

L’unità centrale di controllo è rappresentata da un PLC+HMI integrato con touch-screen resistivo a colori da 7 pollici. I vantaggi di questo tipo di architettura sono:

  • Compattezza
  • Unico Software di Sviluppo
  • Connettività verso sistemi esterni e verso web

PLC
Il PLC permette di connettersi sia a una periferia I/O locale tramite bus dedicato, sia a dispositivi di terze parti tramite i seguenti protocolli MODBUS RTU, ETHERNET/IP, CANOpen e ASCII Free Protocol. La doppia porta Ethernet integrata, inoltre, permette di accedere in remoto al PLC in 2 modi, Web Server e VNC.

Periferica I/O Locale
Le schede I/O sono collegate direttamente sul retro del PLC (fino a 3). Oltre le 3 schede viene aggiunto un accoppiatore che permette di espandere la capacità del PLC collegando fino a un totale di 85 schede I/O su barra DIN.

Periferica Remota - Modbus
Oltre alle schede I/O locali per la raccolta dei segnali della turbina e il relativo comando delle uscite, al PLC è collegato un analizzatore di rete che misura le grandezze elettriche del sistema e che comunica con il PLC via RS485 (Protocollo MODBUS RTU).

Comando Inverter – CANOpen
Nel sistema è presente un inverter per la regolazione dei giri motore, il quale comunica con il PLC tramite il protocollo CANOpen. La configurazione della comunicazione CANOpen avviene nel PLC in modo semplice e immediato.

Connessioni di rete
Il PLC è dotato di una doppia porta Ethernet integrata, la quale permette di interconnettere il sistema non solo a livello di protocolli industriali (Modbus TCP, Ethernet/IP, ecc.) ma anche di rendere il PLC controllabile in modo remoto grazie al supporto di VNC e WEBSERVER, nonché alla possibilità di inviare email. La visibilità del PLC all’esterno della rete locale è garantita dalla presenza di un Router Gateway UMTS dotato di apposita SIM CARD.

Il caso applicativo Vnc
Il protocollo VNC permette di collegarsi via rete al PLC e di visualizzare/comandare le pagine grafiche come se si fosse di fronte al display. Il PLC può essere configurato sia come VNC Server che come VNC Client. In quest’ultimo caso, da un PLC si può visualizzare/comandare un altro PLC eventualmente presente sulla rete. Una volta che il PLC è configurato come Server, come nel presente caso applicativo, per collegarsi tramite VNC è sufficiente utilizzare un qualsiasi software VNC client – in questo modo posso agire sia da PC che da Smartphone/Tablet. Completa il sistema la presenza di una Telecamera IP ed un ulteriore sistema di controllo, la ricezione periodica di un’email contenente come allegato i dati dei trend precedentemente configurati nel PLC.

Conclusioni
Il sistema di controllo per turbine eoliche rappresenta il perfetto esempio di architettura PLC + I/O rispondente ai canoni della cosiddetta Industry 4.0. Esso infatti si distingue per la flessibilità e la varietà di protocolli di comunicazione supportati e utilizzati, nonché per la possibilità che fornisce al cliente di interagire con l’impianto da remoto utilizzando il web come via d’accesso privilegiata. In un settore importante sia a livello ambientale che a livello economico come quello delle energie rinnovabili, una speciale attenzione alle nuove tecnologie e all’interconnessione è d’obbligo se si vogliono proporre ai propri clienti soluzioni all’avanguardia dal punto di vista tecnologico

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