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L’alleato è Smart Wireless PDF Stampa
Scritto da Rodigari Mario   

18 Maggio 2012

Impianto a biomasse presso Caviro

Una partnership di lunga data, quella tra Caviro e Hera Ambiente, e un impianto innovativo per la termovalorizzazione di biomasse solide, Enomondo, sono la cornice ideale per sperimentare la più avanzata tecnologia di trasmissione dei segnali in campo. Si tratta di Smart Wireless, la soluzione di Emerson ideata per realizzare vantaggi economici e ottenere un’alta sicurezza nella gestione del segnale.
Caviro è una società storica nel panorama italiano della produzione vinicola e delle bevande alcooliche. La sua nascita avviene nel 1966 quando alcune cooperative di primo grado, costituite per la lavorazione dell’uva e per la produzione e commercializzazione del vino, hanno la necessità di un supporto all’utilizzo dei sottoprodotti. Caviro nasce come cooperativa di secondo grado, per produrre alcool e bioetanolo dai sottoprodotti delle lavorazioni vinicole. Lo sbocco produttivo è per la maggior parte focalizzato nel settore energetico, con una produzione di bioetanolo prevalentemente destinato al mercato estero. Caviro è oggi leader nazionale nella produzione di alcool e acido tartarico e il suo core business è la commercializzazione del vino.
Recentemente, Caviro ha potuto constatare come i suoi sottoprodotti potessero essere utilizzati molto convenientemente in ambito energetico, con un ritorno maggiore di quello ottenibile con la produzione di concimi. Dall’idea iniziale è scaturita una collaborazione con Herambiente, la società del gruppo Hera attiva nello smaltimento dei rifiuti, successivamente maturata con la costituzione della società Enomondo e la successiva realizzazione dell’impianto a biomasse presso Caviro. Si tratta di una realizzazione importante che, con una potenza installata di 13,7 MW, permette di produrre energia elettrica per oltre 29.000 famiglie e risparmia all’ambiente l’emissione di 35.500 t/a di CO2.

Produzione di energia pulita
Per meglio comprendere il contesto in cui opera Enomondo e le sue esigenze di processo è necessario fare un breve escursus sul suo ciclo produttivo. Schematicamente, l’impianto è costituito da due zone, una in cui si ritirano i combustibili (vinacce, legno e rifiuti selezionati contenenti carta e legno) ed una zona di termovalorizzazione vera e propria. Nella zona di ritiro combustibile si registra la quantità di combustibile in ingresso e si effettua una miscela tramite un sistema di trasporto a nastro. Successivamente la miscela è inviata ad una caldaia dove l’alimentazione avviene mediante una griglia mobile raffreddata ad aria.
Si entra quindi nella zona di termovalorizzazione vera e propria, dove il calore prodotto è scambiato in caldaia ed utilizzato per la produzione di vapore surriscaldato, successivamente alimentato ad una turbina a vapore, dove una parte è spillata per far fronte alle esigenze energetiche dello stabilimento. Un successivo trattamento dei fumi, realizzato con le stesse tecnologie adottate nei termovalorizzatori alimentati a CDR, consente di ridurre le emissioni al camino a limiti molto inferiori a quanto stabilito dalle vigenti normative e di soddisfare i parametri del protocollo di Kyoto. Nel dettaglio, Enomondo rispetta tutti i limiti autorizzativi dell’Autorizzazione Integrata Ambientale, con l’ulteriore restrizione dell’emissione di ossidi di azoto a meno della metà di quanto previsto per gli inceneritori.
Per questa ragione è stato necessario adottare un’impiantistica complessa, che prevede un pretrattamento a bicarbonato di calcio seguito da un’aggiunta di carbone attivo, una sezione di filtrazione a maniche ed un impianto complesso per l’abbattimento degli NOx. Un ulteriore sistema “di guardia” è mantenuto costantemente in stato di allerta qualora il sistema antinquinamento dovesse non abbattere una determinata tipologia di inquinante. In caso di superamento di predeterminati valori di soglia, si attiva un sistema ad umido che funge da barriera finale nei confronti delle emissioni.
Apparentemente il ciclo produttivo è semplice, ma nella realtà dei fatti è reso complesso da numerose variabili non facilmente controllabili. Ad esempio, il potere calorifico della miscela iniziale non è sempre noto e costante, è più elevato d’estate quando i prodotti sono maggiormente asciutti e minore d’inverno a causa di una più elevata umidità. La conduzione dell’impianto richiede quindi, oltre ad un’automazione piuttosto spinta, una buona dose di esperienza che in futuro si potrà tradurre in sistemi di controllo automatici. Per questi motivi, Enomondo lavora a stretto contatto con Emerson Process Management, la società leader che sa realizzare valore aggiunto in tutte le applicazioni di automazione di processo.

Una collaborazione che si rinnova
Il rapporto tra Emerson ed Enomondo nasce su altri impianti sorti all’interno del sito produttivo di Caviro, dove l’automazione è gestita da soluzioni Emerson. Tra gli impianti realizzati, tutti posti sotto il controllo del DCS DeltaV, si può annoverare come più significativo quello della denaturazione, in cui l’utilizzo di misuratori di portata massica ad effetto Coriolis Micro Motion ha permesso di ottenere risultati sorprendenti sia dal punto di vista tecnologico sia per quanto riguarda il ritorno economico. L’elevato valore aggiunto, la competenza e la professionalità del personale di Emerson ed un concetto concreto di avanguardia tecnologia che l’azienda persegue nel suo progresso tecnologico, non fine a se stesso ma con l’obiettivo di consentire di realizzare benefici per il cliente, ha permesso ad Enomondo di provare con fiducia la nuova tecnologia Smart Wireless, consapevole che avrebbe potuto realizzare numerosi benefici.
Nell’impianto Power di Faenza sono stati installati 22 strumenti wireless per la misura di pressione e temperatura, a cui sono succeduti altri 26 misuratori di livello nell’attiguo parco stoccaggio serbatoi alcool dello stabilimento produttivo di Caviro. Una sola gateway, posizionata al centro dell’impianto ad un’altezza di 15 metri, ha permesso di implementare contemporaneamente una doppia strategia di comunicazione, sia diretta, dove gli strumenti vedono direttamente la gateway, sia a full mesh, dove è possibile effettuare una comunicazione solo tra strumenti. Si tratta di una soluzione che, grazie alle potenzialità di auto-organizzazione del mesh, permette di trovare sempre la strada per arrivare alla gateway senza dover subire nessun tipo di interruzione nella trasmissione del segnale.
Gli strumenti wireless infatti sono stati installati sia all’esterno sia all’interno dell’impianto, dove sovente sono presenti strutture in cemento armato che non permettono la trasmissione diretta del segnale. Grazie alle potenzialità della soluzione Smart Wireless, il posizionamento e la messa in esercizio sono stati curati direttamente da Enomondo, con un supporto di Emerson limitato solamente ad alcune configurazioni.

La scelta di Smart Wireless
Leader indiscusso nell’automazione di processo, Emerson da anni è impegnata nell’ideazione e realizzazione di una soluzione wireless che consenta reali vantaggi ai propri clienti. Grazie al lungo e complesso iter di ricerca e sviluppo, Emerson ha ideato i primi strumenti di processo wireless realmente funzionanti e li ha inseriti in una rete full-mesh, dove ciascuno strumento è trasmettitore e, al tempo stesso, ripetitore dei segnali degli altri strumenti. Grazie alle capacità di auto-organizzazione implementate nei singoli device, gli strumenti in campo possono agire come router e sono in grado di supportare i percorsi del segnale fino al raggiungimento di una gateway. I percorsi possono variare con il tempo, consentendo, ad esempio, di superare un ostacolo temporaneo modificando il pathway del segnale. La diagnostica della strumentazione costituisce l’ultimo indispensabile tassello per completare la soluzione completa.
Tutti questi elementi infatti danno vita a Smart Wireless, la tecnologia basata sullo standard WirelessHART a servizio dello sviluppo del business delle aziende di processo. Una soluzione altamente affidabile, robusta e semplice da adottare, nata per gli utilizzatori che possono contare su una tecnologia estremamente flessibile e user-friently nell’utilizzo, in grado di realizzare significativi vantaggi in tutte le fasi operative dell’impianto, dall’ideazione all’ingegneria, dall’installazione all’utilizzo ed alla manutenzione. Grazie a Smart Wireless, gli utenti dell’industria di processo sono in grado di incrementare la loro efficienza operativa, di massimizzare l’output e ridurre i costi di acquisto totale, di manutenzione e di esercizio. Questi vantaggi sono stati toccati con mano da Enomondo, grazie all’implementazione di una serie di strumenti nel sito di Faenza.

Affidabilità e modularità

Tra le prime preoccupazioni “tipiche” di chi si avvicina al wireless nell’industria di processo, l’affidabilità gioca il ruolo più importante. £ quindi altrettanto importante sottolineare da subito che l’impianto, installato a maggio 2010, ad oggi non ha mostrato nessun tipo di problema. Durante questi ultimi due anni, Enomondo ha potuto constatare una serie di indubbi vantaggi. Anzitutto la soluzione si è rivelata estremamente affidabile e sicura. L’installazione è facilissima e non richiede nessun tipo di investimento di ingegneria, con un evidente risparmio sui costi totali di acquisto. Ulteriori vantaggi economici provengono dall’assenza di cavi, che permette non solo il risparmio in sè ma ulteriori benefici nell’assenza di passacavi ed una semplificazione impiantistica. Si tratta di risparmi che tipicamente incidono per un ordine del 30% sul costo totale di acquisizione rispetto ad un’analoga soluzione cablata, un vantaggi nel layout e nei cablaggi pari a circa il 50% e minori costi di installazione e controllo della strumentazione pari a circa il 40%. L’estrema versatilità di Smart Wireless ha permesso di implementare misure temporanee, semplicemente prendendo uno strumento e posizionandolo dove serve. In questo modo sono state, ad esempio, implementate alcune misure di temperatura nei sistemi di condizionamento che erano soggetti a surriscaldamento.
La modularità della soluzione, unita alla facilissima installazione ed alla possibilità di superamento di qualsiasi barriera fisica possa ostacolare la trasmissione del segnale permette di vedere la soluzione Smart Wireless come un impianto modulabile sulle esigenze dello stabilimento. In questa installazione, dove è presente il sistema DeltaV di Emerson e la soluzione AMS Suite per la gestione dei device intelligenti in campo, è ulteriormente possibile acquisire, storicizzare ed utilizzare i dati in un’ottica di manutenzione predittiva. Gli operatori sono quindi messi in grado di operare in maniera ottimale, aumentando la loro efficienza operativa grazie all’adozione di un corretto mix di pratiche di manutenzione reattiva, predittiva e proattiva.
Sebbene Enomondo ad oggi non abbia effettuato un’analisi completa del ritorno economico, reso complesso anche dal fatto che l’impianto è nuovo, è possibile dire che sicuramente la soluzione Smart Wireless di Emerson ha reso disponibili i tipici benefici di questa tecnologia, con un incremento dell’efficienza operativa globale di almeno il 5% rispetto ad un’analoga soluzione cablata.

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e 2012
Desigo V5: Innovations from Siemens increase building efficiency
The Siemens Building Technologies Division has introduced version 5 of its Desigo building automation system. Its innovative products such as Total Room Automation as well as efficiency features, like RoomOptiControl and Eco Monitoring, give building operators and users an active role in energy management, leading to permanent reductions in energy and maintenance costs.
A state-of-the-art building automation system is always optimized for energy-efficient operation. However, these optimized settings may start to drift over time. One of the underlying causes is often a lack of transparency for users who simply don't know how the setpoint changes they make can impact energy consumption. This is particularly true for air-conditioned rooms which are also equipped with lighting and sun protection controls. The new version of Desigo keeps room users and building operators apprised of the building's efficiency status. Feedback to users is given using the innovative Green Leaf display, adapted to the expertise and control options of each user group. The system makes it possible to change settings if needed to restore optimal energy efficiency. A study by Technische Universität München (TUM) indicates that by actively involving operators and users in the energy management of a building, energy consumption can be reduced by up to 25% without affecting comfort.
Total Room Automation offers energy savings without reducing comfort
The open, programmable room automation range Desigo Total Room Automation (TRA) is a holistic solution encompassing the HVAC, lighting and shading disciplines. Desigo TRA uses an innovative efficience feature called RoomOptiControl. It automatically detects unnecessary energy consumption in the room and notifies users by changing the color of the Green Leaf icon on the QMX3 room control unit: If room operations are energy efficient, this icon is green. If settings made by a room user lead to unnecessary energy consumption, the icon turns red. To reset room control to energy efficient operation, the user simply presses the display and the Green Leaf icon returns to green.
Using BACnet/IP, PXC3 room automation stations—also part of the TRA package—are integrated seamlessly into the PX automation level with its primary systems (heating generators, HVAC main units and cooling generators). The primary systems are controlled directly through the demand signals from the rooms. This means that the primary systems are only turned on if needed and their operation is adjusted so it meets the room requirements without exceeding them. One room automation station can cover multiple rooms. TRA offers complete integration of KNX, DALI and EnOcean devices; existing or new sensors and actuators from Siemens can be incorporated as well.
Eco Monitoring to reduce energy consumption and wear
Eco Monitoring is another innovative efficiency feature of Desigo. It monitors ongoing operations of HVAC systems based on energy-related quality condition indicators such as readings from temperature, humidity and pressure sensors, runtime, switching behavior and operational performance of the systems. Should deviations from the target state, inefficient operations or increased energy consumption occur, the building operator is notified via the Green Leaf display on the Desigo Insight management station. Current and future international standards (such as EN 15323:2007) require such a feature in order to optimize building operations over the long term.
Desigo Eco Monitoring not only helps optimize energy consumption, it also reduces wear. Thanks to its dynamic behavior and timely reporting, the Eco Monitoring feature recognizes unfavorable system operations early on, allowing operators to intervene immediately before any negative impact occurs. If desired, operators can choose to be notified of unusual events via text messaging (SMS), fax or e-mail.
Expanded networking of the automation level
Starting with version 5, Desigo also offers expanded end-to-end networking of the automation level. Enhanced support for communications standards ensures efficient system integration. The PXC series of compact automation stations has a higher number of universal inputs/outputs, which makes them much more flexible. To protect existing investments, different device generations, such as PTM and TX I/O modules and RXC room controllers, can be used in parallel on the same PX automation station.

Ultimo aggiornamento Venerdì 18 Maggio 2012 19:29