Fortunato Alampi Predisposizione, impiego e configurazione di sistemi di supervisione per la...

Fortunato Alampi

Predisposizione, impiego e configurazione di sistemi di

supervisione per la diagnostica di impiantistica ferroviaria.

Roma 12/09/2011

tutor universitarioprof.ssa Regina

Lamedica

tutor aziendaleing. Marco Patanè

Indice degli argomenti La diagnostica in ambito ferroviario Lo strumento SCADA-FS (Supervisory Control And Data Acquisition)

Modellizzazione Caratterizzazione Applicazione

Esempio di Applicazione SCADA-FS Architettura hardware Applicazione di Posto periferico Applicazione di Posto centrale Pagina allarmi

Esempio di analisi diagnostica Segnalazioni bordo treno Rappresentazioni

L’evoluzione dei sistemi di diagnostica La certificazione del software Conclusioni

La diagnostica in ambito ferroviario

Nuove esigenze: • Monitoraggio h24 degli impianti ferroviari.• Controllo dello stato della Circolazione a scopo manutentivo.• Tempestività nell’individuazione dei malfunzionamenti.• Supporto alle scelte operative in caso di guasto.• Ausilio alle attività di riparazione.• Ottimizzazione delle risorse sia di mezzi che umane.• Riduzione dei costi.

Nuove esigenze di Manutenzione

Evoluzione dei sistemi

di supervisione ferroviaria

SCC

SCMT

SSC

Cosa si intende per “Diagnostica”? • Monitoraggio dei parametri di funzionamento delle apparecchiature.• Supervisione degli impianti tramite l’utilizzo di MMI user-friendly.• Telecomando e teleregolazione.• Affidabilità delle informazioni diagnostiche.• Rilevazione tempestiva delle situazione di anomalia (Diagnostica on-condition).• Previsione di guasto (Diagnostica predittiva).

In un contesto fortemente evoluto tecnologicamente negli ultimi anni, un forte contributo al soddisfacimento delle “nuove esigenze” passa necessariamente attraverso l’implementazione e realizzazione di sistemi di

DIAGNOSTICA


Date le nuove esigenze e l’apporto che può portare un utilizzo esteso di sistemi di diagnostica, occorre identificare in che modo realizzare applicazioni mirate a tale scopo.

Un sistema di diagnostica deve inoltre :• Permettere un’agevole configurazione diagnostica degli impianti.• Permettere la realizzazione/gestione di librerie di modelli.• Permettere di definire, sulla base degli stati/misure disponibili, una qualsiasi funzione diagnostica.• Avere strumenti agevoli per la gestione e distribuzione delle applicazioni.• Poter operare in contesti stand-alone e/o distribuiti• Avere un’interfaccia funzionale alle esigenze di un operatore ferroviario.• Disporre di tools per l’analisi dei dati raccolti.


• La distribuzione e la molteplicità delle applicazioni.• L’ingente mole di dati disponibili.• La traduzione del know-how umano in logiche definite ed affidabili.• La continua evoluzione in termini di enti /sistemi diagnosticati.

DIAGNOSTICA

Investimento a medio/lungo termine !!!

La soluzione oggi disponibile è lo “SCADA-FS”.


Lo strumento SCADA-FS

SPECIALIZZAZIONE

Requisiti “Mondo ferroviario” FactoryLink

SCADA-FS•Librerie enti, algoritmi di tipo ferroviario.•Strumenti per la caratterizzazione.•Strumenti per la manutenzione.

Albero modelli: consente l’accesso a tutti i modelli di SCADA-FS

Modelli

EntiApplicazioni Oggetti Correlazione

Enti Oggetti Correlazione

SCADA-FS: Modellizzazione

SCADA-FS: Caratterizzazione

CARATTERIZZAZIONE

Dati impiantoSw acquisizione

dati

SCADA-FS

SCADA-FS-PMSCADA-FS-PC SCADA-FS-PP

SCADA-FS: Applicazione

• Recepisce stati e misure da un sistema di acquisizione esterno.• Recepisce stati dalla Circolazione.• Elabora lo stato diagnostico dell’ente tramite l’utilizzo di ALGORITMI

specifici dell’ente stesso.• In funzione dell’esito di tale elaborazione genera l’eventuale allarme

come:– Soglia di ATTENZIONE (Giallo)– Soglia di INTERVENTO (Rosso)

• Rappresenta congruentemente lo stato operativo/diagnostico.• Distribuisce l’informazione (stati/misure e allarmi) a tutti i livelli (PC,

PMan, PP).• Archivia le informazioni (misure, stati, allarmi)e le rende disponibili a tutti il

livelli.• Fornisce strumenti per realizzare analisi sulla base informazioni acquisite.

SCADA-FS:Architettura HW (SCC)

SCFS

URD/L URD/GURD/S

D&MD&MCirc V401

SCFS

URD/SURD/L

D&MD&MCirc V401

URD/G

Rete Locale PP SCCRete Locale PP SCCRete Locale PP SCCRete Locale PP SCC

Rete Locale PP SCCRete Locale PP SCCRete Locale PP SCCRete Locale PP SCC

UTDUTD

Rete Diag FissaRete Diag FissaRete Diag FissaRete Diag Fissa

SCFS PC

Rete Acquisizione Dati Rete Acquisizione Dati Rete Acquisizione Dati Rete Acquisizione Dati

Rete Acquisizione Dati Rete Acquisizione Dati Rete Acquisizione Dati Rete Acquisizione Dati

PCM/IT PCM/FT

PCM

SCADA-FS: Applicazione PP

SCADA-FS: Applicazione PC

SCADA-FS: Pagina Allarmi

Segnalazioni bordo treno (SSC)Lo SCADA-FS rappresenta efficacemente un esempio di realizzazione

di un sistema completo per la diagnostica degli enti.

Ma cosa si può ottenere, senza stati/misure ma avendo disponibile offline una banca dati contenente le informazioni relative al traffico di segnalazioni generate dai rotabili in circolazione?

UN ALTRO ESEMPIO DI DIAGNOSTICA:

• Strumento interamente sviluppato durante lo stage.• A basso costo e proprietario.• Utilizzabile nell’ambito della rete RFI.• Con hmi semplificata.• Espandibile per qualsiasi necessità.

Strumento Strumento per l’analisi diagnostica codici errore SSCper l’analisi diagnostica codici errore SSC

Segnalazioni bordo treno (SSC)

SEGNALAZIONI(Data, Ora, Errore, PI,

Rotabile, etc.)

FILTRAGGIO:• Ridondanza• Dati errati• Dati inconsistenti

RDBMS

Le informazioni ottenibili: Segnalazioni vs Data, Compartimenti, etc. Segnalazioni vitali. Arresti per basso airgap. Rotabili mal funzionanti. Punti informativi mal funzionanti.

Segnalazioni bordo treno (SSC)

Analisi effettuata su 4525 segnalazioni!!!

SSC: Segnalazioni vs Errori vitali

Totale: 38

SSC: Arresti per basso airgap

Totale: 9

SSC: Rotabili mal funzionanti

# segnalazioni >= 25Periodo: Giugno 2011

SSC: PI mal funzionanti

# segnalazioni >= 25Periodo: Giugno 2011

Riassumendo…

Lo stage si è svolto quindi con:

• Una fase di apprendimento.

• Una fase di analisi/implementazione e applicazione di un nuovo strumento di diagnostica.

• Una fase di studio propedeutica all’individuazione dei concetti base dei futuri sistemi di diagnostica.

Principali caratteristiche

• Soluzione sviluppata ad hoc per il contesto ferroviario.

• Ambiente di sviluppo/gestione centralizzato.

• Possibilità di creazione nuovi modelli di diagnostica.

• Architettura multilivello (come SCC).

• Applicazioni configurabili.

• Standardizzazione applicazioni (hw/sw).

• Standardizzazione MMI.

• Gestione degli storici.

• Tools di analisi/reportistica a corredo.

Evoluzione dei sistemi di diagnostica

SCADA-FS

• Soluzione basata su sw commerciale non di proprietà.• Non certificato EN50128.• Architettura vincolata tipo SCC (3 livelli funzionali).• Vincolato a piattaforma Windows.

Limiti

Evoluzione dei sistemi di diagnostica

Lo SCADA-FS è oggi la piattaforma per la diagnostica degli enti ferroviari.

Dalla nascita del prodotto ad oggi lo scenario è profondamente cambiato:

• Incremento delle performance dell’ hw.

• Evoluzione e molteplicità delle piattaforme sw.

• Potenziamento e disponibilità delle reti tlc.

• Evoluzione dei sistemi ferroviari e delle esigenze di diagnostica.

• Esigenze di certificazione SIL (EN50128).

• Esigenze particolari a seguito dello sviluppo dei sistemi di supervisione.

La certificazione del software

La norma CEI EN 50128 specifica le procedure ed i requisiti tecnici per lo sviluppo del software nelle applicazioni ferroviarie.

Livello di integrità della sicurezza del

software

Descrizione dell’integrità della

sicurezza del software

4 Molto Alta

3 Alta

2 Media

1 Bassa

0 Non in sicurezza


SIS

CERTIFICATORE

CLIENTE PROGETTISTA

VERIFICATORE

CONCLUSIONITutte queste innovazioni devono poter essere integrate/gestite nelle future applicazioni diagnostiche, fatto salvo quanto già realizzato fino ad oggi.

Dovrà inoltre essere considerato l’aspetto di proprietà del prodotto RFI, che con SCADA-FS ha evidenziato aspetti positivi e negativi.

Nelle future scelte si dovrà considerare se gli sviluppi dei sistemi di diagnostica potranno essere realizzati tramite implementazioni ad hoc oppure tramite uno sviluppo di una piattaforma comune che potrebbe, di fatto, essere proprietaria.

In ogni caso i futuri sistemi di diagnostica dovranno soddisfare le esigenze in funzione del contesto in cui vengono realizzati, garantendo nel contempo la standardizzazione delle applicazioni, l’ottimizzazione delle attività manutentive e la riduzione dei costi, rappresentando una sfida da cui non ci si può sottrarre.

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