Rete e integrazione SCADA
Rete di automazione
Il sistema di automazione del BioDryer sfrutta PC industriali e dispositivi I/O (Plexus POD) che comunicano tramite una rete. Questa configurazione prevede switch Ethernet a 100Mbps posizionati in punti strategici, come all'interno di quadri elettrici o cassette di giunzione, collegati tramite cavi CAT6 o CAT5e. La rete è suddivisa in:
-
Rete Esterna (WAN): Consente la comunicazione tra le apparecchiature BFT e i dispositivi esistenti del cliente (ad es. PLC o sistemi SCADA). L'accesso a Internet tramite questa rete richiede un gateway IP, idealmente fornito dal cliente. Se non disponibile, è possibile utilizzare un modem 4G per stabilire una connessione Internet, a condizione che vi sia una copertura dati mobile soddisfacente.
-
Sottorete Interna (LAN Automazione BioDryer): Una rete specializzata per le comunicazioni interne tra il PC industriale e i dispositivi I/O (Plexus POD).
La necessità di un gateway Internet deriva da diverse esigenze:
- Controllo remoto dell'impianto sia da parte del cliente che di Bioforcetech per regolazioni o risposte agli errori, utile durante le fasi di collaudo e operative.
- Invio di avvisi o email di allarme in conformità con la codifica del sistema di automazione.
- Sincronizzazione dei dati dell'impianto con PlexusCloud per una reportistica avanzata, accessibile al cliente finale.
Connessione Internet
Considerando i requisiti sopra indicati, se il cliente fornisce l'accesso a Internet, Bioforcetech deve garantire l'accesso diretto al PC che controlla l'automazione tramite:
- Un client VPN con credenziali.
- Un indirizzo IP fisso con port forwarding.
La connessione Internet per il sistema di automazione BFT deve rispettare i seguenti requisiti minimi:
- Velocita di download: 10 MB/s
- Velocita di upload: 5 MB/s
Se nell'impianto e presente più di un BioDryer, la connessione Internet WAN deve essere collegata al Quadro Generale tramite un cavo CAT-6.
Integrazione SCADA e Automazione
Il sistema Bioforcetech è progettato per comunicare senza problemi con altri dispositivi sulla stessa rete WAN. Supporta una varietà di protocolli di comunicazione, tra cui l'interfaccia Modbus o Profinet TCP/IP, nonché chiamate HTTP REST API per una flessibilità di integrazione.
Comunicazione con contatti puliti
Bioforcetech richiede uno scambio di contatti puliti con i PLC e i sistemi di automazione del cliente, in particolare per le operazioni di carico fanghi e l'attivazione del filtro/scrubber. Sono necessari un totale di sette contatti puliti per un'integrazione completa, dettagliati come segue:
Operazioni di carico fanghi
- Interconnessione: Dal Quadro Principale Bioforcetech al Quadro di Controllo WWTP
- Contatti totali: 4 (2 IN + 2 OUT)
- Descrizione:
- OUT 1: Richiesta di stato pronto al sistema di carico
- IN 1: Conferma dal sistema di carico quando pronto a fornire fango
- OUT 2: Richiesta di ricezione fango al sistema di carico
- IN 2: Conferma dal sistema di carico quando in funzione con fango diretto verso il BioDryer
Operazioni Filtro Scrubber
- Interconnessione: Dal Quadro Principale Bioforcetech al Quadro di Controllo WWTP
- Contatti totali: 3 (2 IN + 1 OUT)
- Descrizione:
- IN 1: Stato OK proveniente dal filtro scrubber
- OUT 1: Richiesta di attivazione proveniente dal Quadro Generale Bioforcetech
- IN 2: Feedback di funzionamento effettivo proveniente dal filtro scrubber
Questo approccio strutturato garantisce che il sistema BioDryer possa interfacciarsi efficacemente con i sistemi SCADA e di automazione esistenti, facilitando operazioni fluide e un controllo ottimale.
Comunicazione tramite Modbus TCP/IP
Il Modbus TCP/IP fornisce un metodo semplice e facilmente configurabile per l'integrazione. Ogni impianto Bioforcetech è equipaggiato per la comunicazione Modbus fin dalle fasi iniziali di collaudo. Questo protocollo opera sulla porta 502, che può essere personalizzata secondo necessità, e facilita la trasmissione dei parametri di stato e degli allarmi da tutte le apparecchiature collegate.
Registri Modbus per BioDryer
Ogni quadro elettrico del BioDryer include uno switch Ethernet per stabilire una connessione per comunicare tramite l'interfaccia Modbus TCP/IP. Le connessioni devono essere dirette verso l'indirizzo IP assegnato al BioDryer, utilizzando la porta 502.
La tabella seguente specifica i registri configurati per le operazioni di lettura e scrittura, suddivisi per tipo di macchina.
| Registro | Tipo Variabile | Rif interno BFT | Descrizione | Leggi Scrivi |
|---|---|---|---|---|
| 7001 | WORD | Bitmap alarm | LSB (7001.01): Load request timeout 7001.02: Error load position 7001.03: General safety 7001.04: Unloading error 7001.05: Water level alarm 7001.06: Loading error 7001.07: Position alarm 7001.08: Automatic unload error 7001.09: Automatic airflow error 7001.10: Unresponsive POD inside EP 7001.11: Automatic rotation error 7001.12: Compressed air missing or low 7001.13: Breakers alarm 7001.14: Rotation error 7001.15: Unresponsive POD inside body boxes MSB (7001.16): Unresponsive POD inside air box | R |
| 7002 | WORD | Weight | Net weight of sludge inside BioDryer | R |
| 7003 | WORD | System_status | Possible values 0: Error N.D. 1: Waiting 2: Dry cycle 3: Ready 4: Unloading 5: Loading | R |
| 7004 | WORD | Manual_auto | Possible values 0: Off 1: Manual 2: Automatic | R |
| 7005 | WORD | Dry_cycle | Dry cycle running | R |
| 7006 | WORD | Current_position | Possible values 0: Error N.D. 1: Airflow 2: Loading 3: Unloading 4: Rotating | R |
| 7007 | WORD | Average_temp | Sludge average temperature | R |
| 7008 | WORD | Air_mh | m3h air flowing | R |
| 7009 | WORD | air_in_temp_3 | Temperature of the air before the heat exchanger | R |
| 7010 | WORD | rot_FB | Actual rotation motor Hz | R |
| 7011 | WORD | loading_screw_FB | Loading screw status (0: Off, 1: On) | R |
| 7012 | WORD | press_air_in | Incoming air pressure mBar | R |
| 7013 | WORD | press_air_out | Outgoing air pressure mBar | R |
| 7014 | WORD | load_goal | Desired weight of sludge when loading finishes kg | R |
| 7015 | WORD | unload_goal | Desired weight of sludge when unloading finishes kg | R |
| 7016 | WORD | Goal_weight | Desired weight of sludge when drying finishes kg | R |
| 7017/7020 | WORD | spare | - | R |
| 7021 | WORD | bimap_q | LSB (7021.01): clockwise rotation activated 7021.02: counter-clockwise rotation activated 7021.03: fan 1 activated 7021.04: fan 2 activated 7021.05: loading screw activated (towards rear side) 7021.06: loading screw activated (towards front side) 7021.07: brakes (0: activated, 1: unlocked) 7021.08: brakes feedback (0: activated, 1: unlocked) 7021.09: biodryer OK status (0: emergency activated) 7021.10: emergency button status (1: pressed) 7021.11: water tank unloading command 7021.12: water tank unloading command feedback 7021.13: transfer gate command 7021.14: transfer gate opened 7021.15: transfer gate closed MSB (7021.16): spare 0 | R |
| 7022 | WORD | bitmap | LSB (7022.01): water tank wash command 7022.02: air exchanger wash command 7022.03: airlock command 7022.04: airlock proxy sensor 1 feedback 7022.05: airlock proxy sensor 2 feedback 7022.06: rotation proxy sensor 1 feedback 7022.07: rotation proxy sensor 2 feedback 7022.08: air pipe butterfly valve command 7022.09: air pipe butterfly valve feedback 7022.10: reactor butterfly valve command 7022.11: reactor butterfly valve feedback 7022.12: tank water level low detected 7022.13: tank water level high detected 7022.14: sludge gate 1 opening command 7022.15: sludge gate 1 status (1: Opened) MSB (7022.16): spare 0 | R |
| 7023 | WORD | bitmap_2 | LSB (7023.01): screw gate 1 command 7023.02: screw gate 1 opened 7023.03: screw gate 1 closed 7023.04: screw gate 2 command 7023.05: screw gate 2 opened 7023.06: screw gate 2 closed 7023.07: screw gate 3 command 7023.08: screw gate 3 opened 7023.09: screw gate 3 closed 7023.10: screw gate 4 command 7023.11: screw gate 4 opened 7023.12: screw gate 4 closed 7023.13: air box emergency button status (1: pressed) 7023.14: hot water valve command 7023.15: hot water valve closed MSB (7023.16): hot water valve opened | R |
| 7024 | WORD | bitmap_3 | LSB (7024.01): sludge gate 2 opening command 7024.02: sludge gate 2 status (1: Opened) 7024.03: sludge gate 3 opening command 7024.04: sludge gate 3 status (1: Opened) 7024.05: sludge gate 4 opening command 7024.06: sludge gate 4 status (1: Opened) 7024.07: sludge gate 5 opening command 7024.08: sludge gate 5 status (1: Opened) 7024.09: air gate 1 opening command 7024.10: air gate 1 status (1: Opened) 7024.11: air gate 2 opening command 7024.12: air gate 2 status (1: Opened) 7024.13: air gate 3 opening command 7024.14: air gate 3 status (1: Opened) 7024.15: air gate 4 opening command MSB (7024.16): air gate 4 status (1: Opened) | R |
| 7025 | WORD | fan_1_FB | Fan 1 usage feedback kW | R |
| 7026 | WORD | fan_2_FB | Fan 2 usage feedback kW | R |
| 7027 | WORD | fan_1_speed_set | Fan 1 speed set [Value range 0-100, translates to 0-50Hz] | R |
| 7028 | WORD | fan_2_speed_set | Fan 2 speed set [Value range 0-100, translates to 0-50Hz] | R |
| 7029 | WORD | rot_speed_set | Rotation motors speed set [Value range 0-100, translates to 0-50Hz] | R |
| 7030 | WORD | air_in_temp_1 | Temperature 1 through air pipes °C, free air temperature | R |
| 7031 | WORD | air_in_temp_2 | Temperature 2 through air pipes [°C] | R |
| 7032 | WORD | air_in_temp_3 | Temperature 3 through air pipes [°C], entering the reactor | R |
| 7033 | WORD | air_in_temp_4 | Temperature 4 through air pipes [°C], exiting from the reactor | R |
| 7034 | WORD | air_in_temp_5 | Temperature 5 through air pipes [°C], after the exchanger | R |
| 7035 | WORD | load_cell_1 | Weight read from load cell 1 (front corner 1) | R |
| 7036 | WORD | load_cell_2 | Weight read from load cell 2 (front corner 2) | R |
| 7037 | WORD | load_cell_3 | Weight read from load cell 3 (rear corner 1) | R |
| 7038 | WORD | load_cell_4 | Weight read from load cell 4 (rear corner 2) | R |
| 7039 | WORD | delta_p1 | Delta pressure between air coming in and out from the reactor. Range -2500/+2500, should read a value around 600 when moving 4000 m3h [Pa]. | R |
| 7040 | WORD | delta_p2 | Delta pressure between air coming in and out from the exchanger. Range -2500/+2500, should read a value around 0 anytime [Pa]. | R |
| 7041 | WORD | comp_air_low | Air compressed "low" circuit pressure feedback. Should be around 4 [bar]. | R |
| 7042 | WORD | comp_air_high | Air compressed "high" circuit pressure feedback. Should be around 7 [bar]. | R |
| 7043 | WORD | encoder | Position read from the encoder. Range 0-999. | R |
| 7044 | WORD | temp_1 | Temperature 1 inside reactor. Sector 1, under the sludge (when in air position) [°C] | R |
| 7045 | WORD | temp_2 | Temperature 2 inside reactor. Sector 1, over/inside the sludge (when in air position) [°C] | R |
| 7046 | WORD | temp_3 | Temperature 3 inside reactor. Sector 2, under the sludge (when in air position) [°C] | R |
| 7047 | WORD | temp_4 | Temperature 4 inside reactor. Sector 2, over/inside the sludge (when in air position) [°C] | R |
| 7048 | WORD | temp_5 | Temperature 5 inside reactor. Sector 3, under the sludge (when in air position) [°C] | R |
| 7049 | WORD | temp_6 | Temperature 6 inside reactor. Sector 3, over/inside the sludge (when in air position) [°C] | R |
| 7050 | WORD | temp_7 | Temperature 7 inside reactor. Sector 4, under the sludge (when in air position) [°C] | R |
| 7051 | WORD | temp_8 | Temperature 8 inside reactor. Sector 4, over/inside the sludge (when in air position) [°C] | R |
| 7052/7059 | WORD | spare | - | R |
| 7060/7070 | WORD | spare | - | W |