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Aumentare la flessibilità di un’infrastruttura con un design creativo delle reti PROFIBUS

Nel 2015 nel porto di Rotterdam è stato automatizzato un intero terminal in cui sono stati combinati diversi prodotti e sistemi di Automazione intelligente.

A quale velocità viene scambiato il petrolio?

Per numerosi anni, Rotterdam è stato il primo porto d’Europa anche grazie al trasporto di greggio in quantitativi enormi. Nei mesi recenti il prezzo del petrolio si è ridotto drasticamente, spingendo molte aziende ad acquistare grandi quantitativi di greggio o petrolio raffinato per immagazzinarli e rivenderli quando i prezzi torneranno a salire. Il mercato del greggio è caratterizzato da improvvise variazioni della domanda, le quali rappresentano una sfida per coloro che devono poi trasportare rapidamente il petrolio raffinato non appena esso viene scambiato.

Una delle aziende che immagazzina il petrolio raffinato, la Koole Terminals, è riuscita ad ottimizzare la consegna del petrolio raffinato investendo nell’automazione dei suoi terminal, grazie all’aiuto di DWG Automation. In questo processo di ottimizzazione flessibile del terminal, PROFIBUS ha giocato un ruolo fondamentale. 

Koole terminals
Koole terminals

DWG Automation è stata fondata solamente un anno fa, dall’unione di diversi professionisti del settore dell’automazione. Il loro cliente principale, Koole, ha messo a disposizione di DWG degli spazi all’interno di uno dei terminal del porto di Rotterdam, che si affaccia sul fiume Maas. 

Il primo incarico di DWG nel porto di Rotterdam è stato quello di automatizzare il terminal gestito da Koole dedicato al trasbordo degli oli vegetali. In seguito a questa collaborazione, la Koole è riuscita ad ottenere un ulteriore Terminal in cui immagazzinare, trasportare e miscelare gas e carburanti in base all’andamento della domanda. I due terminal sono poco distanti l’uno dall’altro, separati solamente dalla raffineria Shell, la più grande d’Europa.

Un sistema veloce

Il terminal in cui veniva depositato il carburante ha cambiato diversi gestori nel corso degli anni, fino a quando è stato preso in gestione da Koole nel Febbraio 2014. Il petrolio fino ad allora veniva movimentato in entrata e in uscita dal terminal attraverso un sistema di vecchie tubature. Maarten van Dijk, responsabile vendite di DWG:  “Il personale doveva solo schiacciare un bottone e aspettare che il flusso partisse con molta lentezza. Gli esperti di Koole si sono però resi conto, grazie alla loro lunga esperienza, che era possibile migliorare anche quel terminal, come già fatto con quello per la movimentazione di oli vegetali. Quelle lentezze infatti avevano solo lati negativi: erano costose e non permettevano di individuare e risolvere malfunzionamenti o guasti”.

 Maarten van Dijk, sales manager at DWG

Koole ha quindi commissionato a DWG un nuovo sistema automatizzato, creandolo da zero. Kelvin Hooft van Huysduynen, Software Engineer di DWG, ha lavorato allo sviluppo e al disegno del nuovo sistema, di cui ne evidenzia i miglioramenti: “Ciò che prima richiedeva circa 15 secondi di reazione tra la control room e il campo, ora richiede circa 1 o 2 secondi. Con PROFIBUS sono necessari circa 3 secondi per far funzionare il sistema”. Anche Van Dijk e Theo Bervoets di AUMA, azienda fornitrice delle valvole, hanno avuto modo di apprezzare i miglioramenti nel tempo di risposta del sistema e in particolare nel nuovo collettore, per il quale DWG ha disegnato la parte elettrica, informatica e di controllo. 

Una nuova architettura

L’elemento chiave nel nuovo sistema flessibile è proprio il collettore: una substazione a matrice, dove ogni tubatura può venire alternata con un’altra in qualsiasi momento. Grazie a PROFIBUS, il collettore comunica con il PLC, a sua volta gestito dalla control room tramite Ethernet.

I dispositivi ComBricks di PROCENTEC 

Kelvin Hooft van Huysduynen, software engineer, spiega come funziona il sistema: “La CPU410H è formata da un PLC PCS7 dedicato con sistema SCADA integrato e funzionalità per la sicurezza. Il sistema gestisce il controllo di diverse macchine e dispositivi, come le valvole di AUMA. Il PLC è connesso tramite Ethernet alla rete del terminal grazie a uno switch Scalance. In questo modo possiamo visualizzare l’infrastruttura dalla postazione di controllo centrale, con la possibilità di apportare delle modifiche al software di controllo se necessario. Anche i server SCADA (PCS7) si connettono al PLC su questa rete. Per visualizzare la rete PROFIBUS, controllarla e regolarla, abbiamo installato il sistema ComBricks con funzionalità di oscilloscopio e di monitoraggio via interfaccia web”. 

ComBricks network topology
ComBricks network topology

Nuove possibilità con ComBricks

Nella figura è possibile vedere come ComBricks sia connesso al PLC tramite PROFIBUS. Partendo dal PLC, la rete PROFIBUS arriva fino alla Head Station di ComBricks, la quale si connette a diversi moduli repeater. Ogni modulo ComBricks controlla un singolo segmento PROFIBUS, con i propri dispositivi. Nella Head Station è inclusa una connessione Ethernet che a sua volta porta allo switch Scalance. Con ComBricks è quindi possibile monitorare da remoto, via Ethernet, i dispositivi della rete PROFIBUS. Sono disponibili moduli di diverso tipo, che permettono configurazioni diverse e personalizzate.  

Espansione dei segmenti

ComBricks non si limita a controllare la rete PROFIBUS, ma permette anche di realizzare una configurazione personalizzata grazie ai diversi moduli disponibili. Nella rete del terminal del porto, è stato possibile realizzare diversi segmenti, i quali potranno essere ampliati ulteriormente in futuro. I vari componenti e dispositivi della rete PROFIBUS non interrompono il flusso di dati verso ComBricks, il quale continua ad operare su tutti i segmenti. I diversi segmenti sono poi chiusi da terminazioni attive, una delle quali è inserita nella cabina del PLC. Grazie a queste terminazioni e ai moduli repeater, se un dispositivo di un segmento dovesse subire un guasto, il problema non si propagherebbe agli altri segmenti.
In questa infrastruttura inoltre, ComBricks è connesso ad un’altra area (Jetty 10) tramite una fibra ottica con struttura ad anello. Anche in questa seconda zona è possibile accedere ai dispositivi da remoto. Nella engineering station centrale viene usato il software Siemens PCS7 per programmare e configurare la rete. Le informazioni di diagnostica possono essere scaricate e salvate su server indipendenti.

Informazioni & Download

Source: http://profibus.nl/blog/flexibilisering-in-de-haven-door-creatief-ontwerp/

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