Treesse Progetti si occupa, da oltre 30 anni, di automazione, fornendo software e sistemi integrati per impianti e processi industriali. I decenni di esperienza le hanno permesso di maturare una conoscenza tale da declinare le soluzioni d’automazione a diversi settori. Dal giugno 2015 alla fine di luglio 2016 l'azienda trevigiana ha realizzato un progetto che ha visto coinvolti numerosi player internazionali, in modo particolare il Consorzio Rfx di Padova, al quale fanno capo Cnr, Enea, Infn, Università di Padova e Acciaierie Venete SpA.
Focus del progetto è stata la realizzazione di un impianto automatizzato denominato "Spider Central Interlock System (Cis)", il sistema di protezione dell'esperimento "Spider" (Source for the Production of Ions of Deuterium Extracted from an RF plasma) parte del progetto di ricerca europeo Neutral Beam Test Facility (Rfx-Nbtf).
Spider è un acceleratore di ioni negativi di idrogeno/deuterio con tensione di accelerazione pari a 100 kV, corrente ionica 60 A e operazione impulsata con impulsi di durata fino a 3.600 s. Spider Csi è il dispositivo volto a garantire la sicurezza dell’intero acceleratore, ed è in grado di segnalare le anomalie e di inviare comandi di protezione. I requisiti di sistema in termini di azioni di protezione e vincoli di tempo sono stati definiti da Fmeca (Failure Mode, Effects and Critical Analysis).
Le azioni di protezione più critiche sono legate alla rete di alimentazione switch-off, la gestione ripartizione e la gestione di idrogeno/deuterio. I vincoli di tempo ai quali è sottoposto il sistema sono raggruppati in due aree ben delimitate: tempo di reazione inferiore a 10 µs per i sistemi di alimentazione statica, e inferiore 100 ms per le azioni di protezione che utilizzano attuatori meccanici nelle catene di protezione.
La soluzione individuata e implementata da Treesse Progetti si basa su un sistema di controllo basato su plc Simatic S7-1500 per la gestione globale e le protezioni “lente”, mentre per le protezioni “veloci”, area estremamente critica a causa delle altissime velocità di reazione previste, la soluzione è stata ingegnerizzata con hardware National Instruments CompactRio in grado anche di gestire segnali ottici ed elettrici su base Fpga.
Le funzioni principali di Spider Central Interlock includono la possibilità di: rilevare tutte le criticità e le avarie di Spider durante le operazioni interfacciandosi con le Plant Unit; elaborare le informazioni dalle Plant Unit per selezionare le corrette strategie per una protezione globale dell’investimento; eseguire azioni tempestive e adeguate di protezione attraverso gli attuatori delle Plant Unit, integrando e coordinando i sistemi di protezioni delle singole PU; comunicare con Spider Control and Data Acquisition System (Codas); comunicare con Spider Safety System (Css) per coordinare la protezione del personale e dell’investimento; fornire una Hmi per la visualizzazione dello stato di Cis, rappresentazione allarmi, configurazione dei parametri e la gestione della modalità operativa; registrare tutti gli eventi anomali e le azioni di protezione per successiva analisi e ottimizzazione del sistema.
Il programma principale è gestito dal plc Siemens tipo 1516F-3 PN/DP, che si interfaccia con lo Scada e con la cpu “fast” NI. Nel progetto sono stati previsti: scambio dati con Scada Siemens WinCC OA 3.14; scambio dati con cpu “fast” National Instruments via Profibus; programmazione FailSafe per la gestione degli I/O su periferie remote Safety; scambio dati con sistema di controllo basato su pc Codas tramite comunicazione Ethernet (protocollo S7); invio di allarmi al sistema Scada con time-stamp tramite utilizzo protocollo Tspp (Time-stamp push protocol); diagnostica della rete Profisafe ad anello con controllo delle porte.
La gestione dell’anello si basa su uno Scalance XR324-12M di Siemens. La diagnostica della rete in fibra sfrutta le proprietà di Scalance X204-2 tramite protocollo Snmp. Gli allarmi sono inviati via sms tramite modem Gsm MD720 interfacciato con CP seriale alla cpu. Il programma “fast” è gestito da cpu NI CompactRio. Quest'ultimo è controllato da plc Siemens con I/O digitali elettrici per quel che riguarda i segnali critici.
Le configurazioni e la lettura delle informazioni sono invece scambiati via Profibus. Tutti i segnali della periferia di campo gestita dalla cpu “fast” sono di tipo ottico. Per questo sono stati utilizzati moduli di tipo I.R.S. CompactRio Optical Interface con connettore Avago. Nello Scada è possibile configurare delle “matrici di protezione”, che rappresentano la combinazione tra evento (ingresso digitale) e azione da eseguire (singola o gruppo di uscite digitali). In questo modo il sistema è completamente configurabile; viene anche data la possibilità di configurare e avere una diagnostica della logica “intermedia” tra l’ingresso e l’uscita della periferia.
