automazioneintegrata• 54 •

giugno 2009

BANDO AI MESSAGGI D’ALLARME MISTERIOSIIN

TE

RFA

CC

IA

OP

ER

ATO

RE � Enzo Guaglione

Supervisione interattiva

Le idee sono come le noccioline, una tira l’altra. Ma c’è di più: se io ho un’idea e la comunico ad un altro, ciascuno ha due idee. Se la comunicazione è “intelligente” tanto meglio, specialmente se ha come obiettivo il buon funzionamento di un impianto per la produzione di prodotti farmaceutici.

Il telefono senza fili è sicuramente noto a tutti noi. Da bambini amavamo ridere delle distorsioni verbali che provocava il passaggio di una parola di orecchio

in orecchio. A questo proposito c’è una storiella: il capitano al tenente, “Domani alle nove avremo l’eclissi di sole; ciò non avviene tutti i giorni. Conduca gli uomini in tenuta da campagna in Piazza d’Armi per vedere questo raro fenomeno. Io darò le necessarie spiegazioni. In caso di pioggia non vi sarà nulla da vedere e pertanto farà passare gli uomini in palestra”.Il tenente al maresciallo: “Per disposizione del capitano, domani alle nove ci sarà l’eclissi di sole con istruzioni del capitano stesso; il che non avviene tutti i giorni. Se il tempo sarà piovoso, non avremo nulla da vedere fuori e l’eclissi avrà luogo in palestra”. I professori insegnano a scrivere, a studiare e ritenere le informazioni, ma si accontentano di verificare se l’allievo ha imparato la lezione. Come esporre la materia non è oggetto di giudizio, così i ragazzi balbettano, si grattano la nuca...Eppure oggi nel mondo della produzione è indispensabile una comunicazione stretta, supportata da strumenti elettronici d’avanguardia, che coinvolge temi difficili,

impressa dal SI GNK al nuovo sistema di supervisione della Merial è assecondata da un’omogeneità di linguaggio, strumento per garantire la qualità degli interventi di manutenzione e quindi del prodotto finale. Insomma, allarmi chiari e trasparenti a tutti i livelli. Il bisogno di tanta trasparenza è soddisfatto dal cuore del sistema, il software WinCC, una piattaforma tecnologica che guida in tempo reale i bisogni di un intero stabilimento.

Il problema

Nel 1998 in Merial nacque l’esigenza di supervisionare tutta una serie di parametri tecnologici del processo di produzione attraverso un sistema di gestione. Con la collaborazione di Siemens, fu realizzato un sistema basato sulla piattaforma DOS per controllare temperature, pressioni, umidità ecc. oppure parametri tecnologici come l’allarme di un impianto dell’aria piuttosto che dell’acqua e così via.Siemens si concentrò su una piattaforma DOS che registrasse i suddetti parametri e che monitorasse l’andamento degli impianti in funzione di valori di controllo che i tecnici di Merial impostavano; allo stesso tempo, il sistema doveva ripristinare tali

per esempio il controllo di processo di un impianto produttivo.Merial è una joint venture creata unendo le attività veterinarie di Merck & Co, Inc e Sanofi-Aventis. È una importante realtà a livello mondiale nel settore della Salute Animale, che offre un’ampia gamma di prodotti innovativi per migliorare la cura e il benessere degli animali domestici, da reddito e selvatici. Merial Italia, con sede societaria a Milano (Assago-Milanofiori), ha due stabilimenti di produzione, uno a Chignolo Po (PV), dove si producono i vaccini aviari vivi, un altro a Noventa Padovana, dove si producono i vaccini aviari inattivati. Per lo stabilimento di Noventa Padovana, l’azienda GNK (www.gnk.it) ha sviluppato un’applicazione con il software SIMATIC WinCC di Siemens: un modernissimo sistema di supervisione implementabile nel tempo.Obiettivo: bando ai messaggi d’allarme misteriosi e deformanti, che richiedono la corsa affannosa dell’operatore addetto alla manutenzione, è necessario comunicare per trasmettere qualcosa di utile, per far capire esattamente cosa succede all’impianto, per influenzare, per ottenere una reazione costruttiva immediata. L’ottica interpretativa

automazioneintegrata• 55 •

giugno 2009

parametri in caso di anomalie. Il risultato fu

che il sistema comunicava ai responsabili

della manutenzione, sia presenti in azienda

sia all’esterno – anche di notte o nei giorni

festivi - l’avvenuta necessità di ripristinare

una situazione di allarme.

Purtroppo, però, succedeva che se una

macchina andava in avaria e un contatto di

allarme avvertiva l’operatore in qualsiasi

ora del giorno o della notte, quest’ultimo

– magari alle 3 di notte - andava in

stabilimento per scoprire un banale

inconveniente, che poteva essere risolto

alle 8 del mattino all’inizio del turno. Il

vecchio sistema funzionava benissimo, ma

la periferia era basata su termoregolatori

485 e non era scalabile, quindi si giunse

presto alla saturazione. Un altro limite era

l’impossibilità di acquisire segnali diversi;

ciò significa che si potevano acquisire

soltanto informazioni analogiche come

temperature, umidità, pressione ecc, ma non

era possibile leggere contattori all’interno

delle macchine o altri componenti distribuiti

nell’impianto. Inoltre il collegamento via

modem analogico era consentito ad una

persona alla volta dal PC di casa.

anche 32 ingressi digitali (mancanza ENEL,

allarme pompe ecc.) definiti tecnologici.

Il sistema può anche essere interrogato

dall’esterno, tramite una semplice

telefonata ad un numero dedicato, per

conoscere lo stato dell’impianto. Anche

su questo fronte la scalabilità è assicurata

garantendo la gestione delle chiamate con

l’hardware attuale sino a 4 linee telefoniche

contemporanee. A valle del Supervisore

WinCC sono istallati e configurati due PLC

con funzioni di raccolta dati e in futuro

in grado di gestire automazione attiva. La

struttura distribuita di acquisizione dati

è affidata ai moduli ET200 collegati in

Ethernet su rete Profinet dedicata e cablata

per l’occasione. Un PLC è dedicato alle

zone del fabbricato A e l’altro PLC per le

zone del fabbricato B.

La connessione tra le due reti Ethernet

presenti nei due fabbricati avviene in

modalità wireless.

I due fabbricati sono collegati da un ponte

radio Siemens, che assicura un’ulteriore

scalabilità del sistema. Le ET200 rilevano

i dati dal campo e trasmettono al rispettivo

PLC di zona quanto acquisito dagli

ingressi analogici e digitali. I dati sono

rilevati da WinCC tramite il PLC di zona e

memorizzati su database SQL Server.

Merial ha investito in questa direzione,

perché è impegnata a sviluppare e a

produrre farmaci e vaccini con il più elevato

livello di qualità, sicurezza ed efficacia. Il

cuore del sistema è SIMATIC WinCC, che

consente sia applicazioni monostazione nel

settore della costruzione di macchine, sia

complesse soluzioni multistazione o persino

sistemi distribuiti con diversi client e server

La soluzione

Quando si cominciò a parlare del progetto

WinCC, Siemens fece notare che con i

nuovi sistemi la connettività dal remoto

sarebbe stata più flessibile; via Internet ci

si sarebbe mossi ovunque per osservare

la situazione dell’impianto, sarebbe

stato possibile interagire col sistema e

intervenire in tempo reale. Insomma,

maggior potenzialità. Ci si posero, dunque,

i seguenti obiettivi: replicare le funzionalità

del sistema esistente, monitorare tutte le

misure di temperatura, umidità, pressione

ecc, evolvere la messaggistica con sintesi

vocale tramite una scheda specializzata

per la computer telephony, aggiungere la

possibilità di inviare all’operatore un SMS

in caso di allarme o preallarme.

Per quanto riguarda la connettività remota

e locale, mentre prima c’era un’unica

postazione e fisicamente il messaggio

arrivava sul server, ora sarebbe stato

possibile collegarsi al sistema da tutti i PC

interni o esterni, quindi come se tutti gli

operatori fisicamente fossero in azienda.

E questo tramite internet e l’opzione di

SIMATIC WinCC chiamata Web Navigator.

Così, trasportando l’impianto su qualsiasi

postazione Internet, si possono verificare e

visualizzare circa il 90% della funzionalità.

Il risultato è un sistema di supervisione che

rileva ciclicamente le misure di temperatura,

pressione, umidità, CO2 e quant’altro

dai vari reparti. In caso di superamento

soglia d’allarme della misura monitorata,

il sistema avvisa telefonicamente con

sintesi vocale gli operatori reperibili,

informandoli sulla zona e la denominazione

dell’allarme. Inoltre acquisisce e segnala

Visualizzazione dell’incubatore Maxiartic

nel sistema di supervisione.Segnale d’allarme dell’incubatore Maxiartic. Le ET200 rilevano i dati dal campo e trasmettono al

rispettivo PLC di zona quanto acquisito dagli ingressi

analogici e digitali.

Movimentazione e celle refrigerate.

automazioneintegrata• 56 •

giugno 2009

BANDO AI MESSAGGI D’ALLARME MISTERIOSIIN

TE

RFA

CC

IA

OP

ER

ATO

RE

in configurazione ridondata nel settore della

costruzione di impianti.

WinCC è la base per un processo di

miglioramento continuo, fornendo

informazioni dettagliate sul consumo

energetico e sui relativi costi. Questa

trasparenza consente di ottimizzare il

consumo energetico, avvalendosi di

un’integrazione completa nell’ambiente

WinCC. La scalabilità hardware è stata la

base dell’analisi del progetto; il sistema è

diventato “intelligente” grazie all’utilizzo

dei due PLC installati nei due fabbricati

principali e delle periferiche ET200 che

fanno da acquisizione dei dati.

In questo modo, data la particolarità

dei moduli ET200, si può plasmare

il reparto aggiungendo o togliendo

misure e rendendo quindi l’impianto

una realtà produttiva molto dinamica.

decide l’uscita al momento più comodo.

Il passaggio dal sistema vecchio al nuovo

è stato assolutamente indolore a tutti gli

effetti, senza mai fermare gli impianti e

la produzione. Questa piattaforma apre

tutta una serie di possibilità future; per

esempio, un passo successivo potrebbe

essere addirittura il comando della

produzione, anche via accesso remoto.

L’investimento complessivo è stato

di circa 100.000 euro. Il ritorno di

un investimento di questo tipo non è

monetario: lo scopo è lavorare meglio e

risparmiare in manutenzione; senza un

tale sistema di supervisione sarebbe come

lavorare alla cieca.

Riassumendo, i punti chiave del successo

di questo sistema sono i seguenti:

- scalabilita e apertura dello SCADA

Simatic WinCC;

- opzione WinCC Web Navigator, che

permette il controllo e la supervisione da

remoto via web;

- opzione Simatic Logon, per una gestione

degli utenti in conformità alle normative;

- opzione WinCC Audit, che consente la

registrazione di tutte le operazioni fatte

dagli utenti del sistema di supervisione

e controllo in conformità alla normativa

FDA CFR21/11. ■

Gli stessi moduli ET200, consentono

di estendere il controllo in tutte le zone

dello stabilimento. GNK ha elaborato

un programma per la parametrizzazione

delle singole utenze, un vero e proprio

pacchetto modulare aperto ad ogni

evenienza, così in futuro gli stessi

operatori saranno in grado di modificare

autonomamente il sistema.

Per la cabina elettrica, sarà installato un

altro ET200, mentre per un nuovo reparto

in progettazione si è pensato di andare

ad interrogare direttamente il PLC, che il

fornitore delle macchine di quel reparto

installerà. Ciò aumenterà la modularità,

perché all’interno dello stabilimento

l’hardware è al 98% Siemens per quanto

riguarda PLC e altre periferiche.

Un ulteriore sviluppo sarà avere non

più una supervisione che acquisisce dati

e li storicizza, ma che controlla pure

la posizione delle singole macchine;

diventa così una supervisione attiva anche

per quanto riguarda il controllo della

produzione, o ancora delle varie sequenze

che potrebbero arrivare a seguito delle

normative o quant’altro.

Contrariamente a quanto avveniva

col sistema vecchio, ora - grazie

all’interazione col PLC - l’operatore viene

comunque svegliato dall’allarme, però si

collega, vede la gravità dell’intervento e

Configurazione Merial Control Center. 225 punti

controllati su Profinet BUS Industrial Ethernet.

Radiografia di WinCC

SIMATIC WinCC è un sistema di supervisione di processi automatizzati, impiegabile in ogni settore e tecnologia. WinCC è uno SCADA completo e scalabile, dai sistemi monostazione a quelli distribuiti con server ridondati, fino alle soluzioni con controllo remoto via Web. WinCC è basato su tecnologia moderna che permette il massimo livello di apertura e di integrazione tramite controlli ActiveX, comunicazione OPC ed interfacce standard ai database. Le sue funzionalità SCADA possono essere facilmente combinate con programmi standard e applicativi, per ottenere soluzioni HMI che soddisfino alla perfezione

le esigenze pratiche. Grazie al database Microsoft SQL integrato, WinCC rappresenta la piattaforma informativa per l’integrazione verticale estesa a tutta l’azienda e contribuisce mediante Plant Intelligence ad una maggiore trasparenza nella produzione. WinCC è parte integrante della Totally Integrated Automation, che rappresenta l’integrazione completa dei vari componenti di automazione Siemens finalizzata a ridurre i costi di engineering e di TCO (Total Cost Ownership). WinCC, inoltre, è ampliabile con una ricca famiglia di pacchetti software opzionali ed add-ons.Per ulteriori informazioni su SIMATIC WinCC consultare il sito: www.siemens.it/hmi

WinCC SCADA-Client come Web-Server

per diversi client nel web.

Configurazione Merial Control Center. Zona

fabbricato e zona controllata.