Altanet energia

Misuratori Open hardware per la Gestione delle
Energie RInnovabili Autoprodotte
Intervento cofinanziato dall’U.E.
F.E.S.R. sul P.O. Regione Puglia 2007-2013
Asse I – Linea 1.1 “Aiuti agli investimenti in ricerca per le PMI - Azione 1.1.2
UNIONE EUROPEA
FONDO EUROPEO DI SVILUPPO REGIONALE
REGIONE PUGLIA
AREA POLITICHE PER LO SVILUPPO IL LAVORO
E L’INNOVAZIONE

ALTAnet s.r.l. (1)
UNIONE EUROPEA
REGIONE PUGLIA
E L’INNOVAZIONE
INTERNET AND WEB APPLICATION
TRAINING AND CONSULTING
GREEN TECHNOLOGY
COMPUTER VISION
SETTORI DI INTERVENTO

ALTAnet s.r.l. (1)
UNIONE EUROPEA
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E L’INNOVAZIONE
SETTORI DI INTERVENTO
Progettazione e sviluppo di
Soluzioni Web.
Gestione domini e servizi
internet.
INTERNET AND WEB
APPLICATION
TRAINING AND
CONSULTING
Consulenza e formazione
tecnica in affiancamento alle
aziendale
Consulenza sistemi gestionali
aziendali e sulle architetture
SaaS
GREEN TECHNOLOGY
Sistemi info-telematici su
tecnologia internet per il
monitoraggio remoto di
impianti industriali, nello
specifico è stato ricercato e
sviluppato
MIOGERIA. Questo è un
Sistema di Monitoraggio degli
impianti di produzione di
energia rinnovabile.
Adesione al distretto
produttivo “della nuova
energia”
COMPUTER VISION
In collaborazione con primari Enti
di ricerca vengono sviluppate
macchine basate sulla Computer
Vision per applicazioni
Biometriche ed Industriali.
Adesione al distretto produttivo
dell’ Informatica

Referenze della azienda
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E L’INNOVAZIONE
www.qualitysolutions.it
www.5minformatica.it
www.confapi.it
Distretto dell’Informatica
Distretto della nuova energia

Il Progetto e i Partner del progetto
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E L’INNOVAZIONE
POLITECNICO DI BARI
DEE – Dipartimento di Elettrotecnica ed Elettronica
Gruppo Misure Elettriche ed Elettroniche
Il laboratorio di Misure Elettriche ed Elettroniche del DEE - Dipartimento di Elettrotecnica ed Elettronica del
Politecnico è il partner scientifico che ha affiancato la Altanet srl nel corso del progetto. Tale raggruppamento
si occupa da tempo di problemi di energia, di sensoristica prototipale e di controllo di qualità automatizzato.
Il progetto MIOGERIA ha conseguito l’obiettivo di dare una risposta ai produttori e ai network di produzione di
energia da fonti rinnovabili, che richiedono una sempre maggiore flessibilità di monitoraggio e verifica della
produzione e dei consumi energetici sui propri impianti, attraverso la ricerca e lo sviluppo di un misuratore di
energia di tipo open hardware e open software, controllabile in remoto ed a basso costo.

Il Progetto: Obiettivi e risultati
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E L’INNOVAZIONE
Il sistema MIOGERIA “Misuratori Open hardware per la Gestione delle Energie RInnovabili Autoprodotte” ha
condotto attività di R&D mirate allo sviluppo di tre componenti principali.
Componenti hardware e software per
l’integrazione remota dei sistemi in
tecnologia GSM/Gprs e Tcp/IP
Risultati: componenti integrati e
sperimentati in vari scenari d’uso.
Misuratore con elevato grado di
accuratezza caratterizzato per una
architettura open sofware/open
hardware.
Risultati: algoritmi di analisi e
misurazione dei disturbi, firmware,
architettura e progettazione Hw,
prototipo, integrazione sistemi,
benchmarking.
Sistema software fruibile anche via
internet abilità gli utenti alla
supervisione degli impianti FER.
Risultati: centro servizi dedicato
alla raccolta, gestione ed
elaborazione dei dati di processo
trasmessi dai device operanti sul
campo. Include la logica degli alert
e di analisi dei dati.
SISTEMA MIOGERIA
MISURATORE MIOGERIA
SISTEMA HARDWARE/SOFTWARE
DI TELECONTROLLO DEI
DISPOSITIVI E GESTIONE DATI
CENTRO SERVIZI MIOGERIA

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E L’INNOVAZIONE
MISURATORE MIOGERIA
COMPONENTI DI R&D
RICERCA, PROGETTAZIONE E SVILUPPO HARDWARE
RICERCA E SVILUPPO FIRMWARE
PROVE, VERIFICHE E MIGLIORAMENTI
Sezione di acquisizione per sistemi trifase realizzata
con tre sensori di tensione CV3-1000 e quattro
sensori di corrente LEM FluxGate® IT60-S
Foto del circuito collettore dei segnali
provenienti dai sensori di
corrente e tensione
Componente fondamentale nello sviluppo del misuratore MIOGERIA è il firmware di controllo assolutamente
flessibile e performante. L'elaborazione dei dati è effettuata da un DSP Texas Instruments (modello TMS320C6748
della famiglia DSP Floating Point TMS320C674x) opportunamente programmato in ambiente dedicato (Code Composer
Studio un IDE- Integrated Development Environment molto sofisticato e dotato di numerose fuzionalità quali:compilatore
C/C++, compilatore Assembler, Linker, tools per il testing ed il debug) ad ottenere l’implementazione di un controllo
sulle caratteristiche delle grandezze elettriche nel rispetto della norma CEI EN 50160 e classificando le anomalie
e i disservizi in conformità allo standard IEC 61000
Allo scopo di testare il misuratore Miogeria sono state eseguite numerose prove sperimentali con diverse
condizioni di carico. Il dispositivo è stato testato in via preliminare in bassa tensione per garantire un adeguato livello
di sicurezza dei ricercatori coinvolti. Per validare metrologicamente le misure effettuate con il prototipo realizzato
si sono utilizzati differenti strumenti di comparazione quali il PQube, il Lovato DMG800, l’analizzatore Power
Quality Fluke 434.
L’attività di ricerca hardware condotta ha portato alla definizione e alla realizzazione del prototipo hardware Miogeria
composto da tre sezioni fondamenti:
• sezione di acquisizione dei segnali elettrici provenienti dagli impianti FER realizzata integrando un sistema di sensori
di tensione e corrente ad effetto Hall;
• sezione di conversione analogico-digitale dei singoli segnali composta da scheda di sviluppo per ADC dedicata;
• sezione di elaborazione dati e supervisione costituita da una scheda di sviluppo per DSP il cui scopo è quello di
implementare tutte le misurazioni e le funzioni dei prototipo.
•diversi circuiti stampati opportunamente progettati e realizzati:
•PCB (Printed Circuit Board) per il supporto di sensori di corrente e tensione di portata adeguata ai piccoli
impianti monofasi;
•PCB per l'aggregazione dei diversi canali analogici provenienti dai sensori di corrente e tensione;
•PCB per il routing dei segnali tra scheda ADC e scheda DSP Base Board.

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E L’INNOVAZIONE
SISTEMA HARDWARE/SOFTWARE DI TELECONTROLLO DEI DISPOSITIVI E GESTIONE DATI
Il monitoraggio ed il controllo remoto delle installazioni dedicate alla generazione di energia elettrica da fonti rinnovabili è stato conseguito attraverso lo sviluppo di
applicativi ed interfacce SCADA le cui comunicazioni, basate su protocollo TCP/IP, qualora gli impianti dispongano di rete internet/ADSL, o su protocollo GSM/GPRS,
nel caso di installazioni isolate, risultano completamente integrate con i device attivi sul campo. La progettazione e lo sviluppo è stato realizzato completamente in
ambiente National Instruments in particolare con l’utilizzo del LabVIEW e di moduli software di tale ambiente dedicati alla supervisione/controllo/gestione
dati/networking.
GATEWAY
MIOGERIA DEVICE MIOGERIA DEVICE MIOGERIA DEVICE
ROUTER
NETWORK
IMPIANTI DI GENERAZIONE DI ENERGIA DA FONTI RINNOVABILI
UTENZE

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E L’INNOVAZIONE
Applicativo software MIOGERIA di
monitoraggio e supervisione
COMPONENTI DI R&D
RICERCA, PROGETTAZIONE E SVILUPPO SISTEMA
DI CONTROLLO E SUPERVISIONE DEI MISURATORI
RICERCA, PROGETTAZIONE E SVILUPPO SISTEMA DI
RACCOLTA E VISUALIZZAZIONE STRUTTURATA DATI MISURATI
RICERCA, PROGETTAZIONE E SVILUPPO SISTEMA DI ALERT
Il centro servizi e monitoraggio MIOGERIA è dedicato alla fornitura di servizi di
operatività e manutenzione di impianti di generazione di energia. Esso funge da
centro per il monitoraggio dello stato e delle prestazioni di tutti gli impianti di
generazione di energia aderenti al programma MIOGERIA. Il Centro di monitoraggio
si basa su tecnologia National Instruments e , in particolare, si avvale di tecnologiche
per abilitare l'operatività remota.
La ricerca eseguita prevede che in locale, a disposizione dell’utente, tramite un semplice applicativo
istallabile sul proprio PC, o tramite una semplice connessione internet, sarà possibile visualizzare tutte le informazioni sui livelli
produttivi del proprio impianto.
Il centro servizi MIOGERIA è dotato di un sistema di acquisizione remota e storage dei dati
di processo misurati dai device installati direttamente sul campo. La progettazione e lo
sviluppo di tale sezione del sistema è stato particolarmente curato considerando il flusso
importante di dati in gioco ed il ventaglio di funzionalità e servizi in real-time offerti
all’utenza attraverso lo SCADA di supervisione e controllo.
Disturbo sulla forma d’onda della tensione: Flicker

Il Progetto: Soluzioni identificate
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E L’INNOVAZIONE
SEZIONI FONDAMENTALI DEL PROTOTIPO DEL DISPOSITIVO
IL PROTOTIPO DEL DISPOSITIVO MIOGERIA
sezione di acquisizione dei segnali
elettrici provenienti dalla rete
elettrica realizzata integrando un
sistema di sensori di tensione e
corrente a effetto Hall le cui portate
e specifiche cambiano in ragione
della potenza dell’impianto e
dell’accuratezza richiesta
SEZIONE DI ACQUISIZIONE SEZIONE DI CONVERSIONE ADC SEZIONE DI ELABORAZIONE
sezione di conversione analogico-
digitale dei singoli segnali
provenienti dalla sezione di
acquisizione composta da scheda di
sviluppo per gli ADC completamente
dedicata
sezione di elaborazione dati e
supervisione costituita da una
scheda di sviluppo per DSP il cui
scopo è quello di implementare
tutte le misurazioni e le funzioni
dei prototipo.
sezione di acquisizione per sistemi
monofase realizzata con un sensore di
tensione(LV 25-P) e un sensore di
corrente(LA 25-NP) ad effetto Hall ad
anello chiuso standard affiancato
dal Layout del circuito realizzato
circuito collettore dei segnali
provenienti dai sensori di corrente e
tensione affiancato
dal Layout del circuito realizzato
scheda OMAP-L138_Bridge-Board con
Layout della scheda Diagramma a blocchi
della sezione di elaborazione

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E L’INNOVAZIONE
Interfacciato con i misuratori MIOGERIA e a supporto di
questi il Centro Servizi MIOGERIA ha la finalità di
monitorare e supervisionare in real-time i misuratori attivi
sul campo. Il centro servizi e monitoraggio MIOGERIA è
dedicato alla fornitura di servizi di operatività e
manutenzione di impianti di generazione di energia.Il
Centro di Monitoraggio è stato progettato e realizzato
con tecnologia National Instruments e , in particolare, si
avvale delle più evolute architetture tecnologiche per
abilitare l'operatività remota, integrata di numerosi
impianti.
Monitoraggio in tempo reale
delle prestazioni dell’impianto
Power-quality
Costruzione dello storico
dell’impianto ed analisi
cause dei disservizi
Gestione alert Metering
SCHERMATA DI LOGIN ALLO SCADA MIOGERIA

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E L’INNOVAZIONE
- GESTIONE DATI AZIENDE ADERENTI AL
PROGRAMMA MIOGERIA
- GESTIONE DATI UTENTI
- GESTIONE DATI IMPIANTI MONITORATI
- GESTIONE DATI DI CONNESSIONE DEI
MISURATORI ATTIVI SUL CAMPO
Menù di selezione principaleSchermata della sezione “IMPOSTAZIONI”
Selezione impianto per
visualizzazione stato in modalità
default
Schermata Sezione“REAL-TIME”” Schermata Sezione “STORICO””
Schermata Sezione “ALERT””
1
2
3
4
1-
2-
3-
4-
SEZIONE DEDICATA ALLA VISUALIZZAZIONE IN
REAL-TIME DI ALCUNI DEI PARAMETRI
MISURATI QUALI: TENSIONI, CORRENTI,
POTENZE, ENERGIE, TEMPERATURA ED
UMIDITA’
SEZIONE DEDICATA ALLA VISUALIZZAZIONE
STRUTTURATA DI TUTTI I PARAMETRI
MISURATI E SALVATI DAL CENTRO SERVIZI
MIOGERIA A COSTITUZIONE DELLO STORICO
DELL’IMPIANTO.
SEZIONE DEDICATA ALLA VISUALIZZAZIONE
OPPORTUNAMENTE PARAMETRIZZATA DEI
DISTURBI CAUSATI DA UN
MALFUNZIONAMENTO DELL’IMPIANTO
MONITORATO

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E L’INNOVAZIONE
REDDITIVITA’
PRODUTTIVITA’
MONITORAGGIO
CONTINUATIVO
PROFITTO
SUPERIORE
Il Progetto: Mercato e ricadute industriali
SERVIZI E PRODOTTI POSSIBILI
CONSULENZA SPECIALISTICA
1.Corrispondenza e verifica del rispetto
dello standard EN 50160
(caratteristiche ottimali dell’energia
prodotta);
2.Corrispondenza del sistema di
gestione dell’energia secondo la
norma UNI CEI EN 16001
3.Check-up di impianto
SYSTEM INTEGRATION
1.Integrazione dati e monitoraggio da
impianti disomogenei nel rispetto di
quanto disposto nel terzo conto
energia.
2.Archiviazione e storage dei dati di
produzione
3.Archiviazione protetta e certificata
dei dati
CRUSCOTTI DECISIONALI
1. Cruscotto decisionale di supporto alle politiche
energetiche della pubblica amministrazione
CERTIFICAZIONI
1. Servizio di certificazione della produzione in caso di
controversie

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E L’INNOVAZIONE
IL MERCATO
POTENZA E NUMEROSITA’ DEGLI IMPIANTI (FONTE GSE/2010)

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E L’INNOVAZIONE
RICADUTE INDUSTRIALI
Business area di riferiemnto 2012 2013 2014
A- CONSULENZA SPECIALISTICA
B- SYSTEM INTEGRATION
C- CRUSCOTTI DECISIONALI
D- CERTIFICAZIONI

Il Progetto: Scenari Applicativi
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E L’INNOVAZIONE
Il sistema MIOGERIA nasce con l’intenzione di proporre uno strumento
efficiente ed efficace per la risoluzione del problema della misura
dell’energia elettrica e della sua qualità. E’ infatti noto che non tutta la
potenza elettrica generata e trasportata in rete può essere realmente
utilizzata dall’utente finale perché parte di essa viene dissipata nel suo
tragitto dal fornitore all’utilizzatore. I fattori che contribuiscono a questo
deterioramento sono molteplici così che è diventato sempre più impellente
la necessità di valutare e quantificare questo deterioramento nella fase di
produzione e lungo la linea di trasmissione. Il notevole incremento del
numero di dispositivi e di sistemi elettronici allacciati alla rete di
trasmissione elettrica è una delle principali cause di disturbi
elettromagnetici; inoltre, negli ultimi anni, grazie alla liberalizzazione del
mercato dell’energia elettrica vi è stata la crescita costante della cosiddetta
generazione distribuita (per lo più da fonte rinnovabile). Il conseguente
proliferare di piccoli e medi produttori che immettono energia,
prevalentemente in modo discontinuo e non prevedibile, sulla rete
elettrica nazionale contribuisce alla instabilità della rete stessa. Tutto
ciò ha dato vita a numerosi studi per cercare modelli che permettano la
scomposizione della potenza elettrica in elementi aventi un chiaro
significato fisico e associabili a fenomeni noti.
Impianto pv
Parco eolico

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E L’INNOVAZIONE
Lo standard IEC 61000 classifica i principali fenomeni elettromagnetici
(transitori, buchi di tensioni, sovratensioni, interruzioni, sbilanciamenti,
distorsioni, rumore, fluttuazioni di tensione), le loro principali caratteristiche
e le maggiori cause di insorgenza. Ad esempio transitori e sovratensioni
possono causare problemi di isolamento su macchinari elettrici
(trasformatori, condensatori, cavi) inducendo fenomeni di scariche interne
e/o invecchiamento precoce e conseguente riduzione del tempo medio al
guasto; piccole interruzioni in molte industrie causano l’arresto di processi
produttivi richiedendo diverse ore per il riavvio nonché la rottura di
dispositivi elettronici e luminosi; le distorsioni armoniche possono produrre
il surriscaldamento di macchinari elettrici e cavi causandone la rottura
prematura. Il monitoraggio della qualità della potenza e dell’energia è
quindi utile per diagnosticare le incompatibilità fra sorgente e carico,
per valutare le condizioni elettriche ambientali, per predire le
prestazioni future di carichi e impianti, per incrementare la
produzione di energia.
Il problema della PQ è dunque legato alla scelta di un set di parametri condiviso (standard) che consenta di descrivere in
modo sintetico la qualità della forma d’onda in esame. Comprendere come la qualità dell’energia possa influire sul
sistema di trasmissione, sulle attrezzature e sugli impianti degli utenti finali è importante, da un lato per
salvaguardare impianti e macchinari e migliorare la loro produttività allungando la loro vita utile, dall’altro per
questioni di sicurezza che coinvolgono la salute di tecnici
e operatori.

UNIONE EUROPEA
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E L’INNOVAZIONE
Per il gestore e spesso anche per l’utente, è pertanto vitale identificare in tempo reale e
con elevata precisione le eventuali fonti di disturbo e quantificare le eventuali perdite
nell’impianto; parimenti, risulta fondamentale per il produttore, risalire alla sorgente del
guasto nel suo impianto e se possibile, ricostruire lo storico della sua produzione così
da identificare le cause del problema e intervenire tempestivamente.
MONITORAGGIO DEI CONSUMI
ENERGETICI PER LA RIDUZIONE
DEI COSTI
MONITORAGGIO E ANALISI
DELL’ENERGIA PER INDIVIDUARE
LE CAUSE DI
MALFUNZIONAMENTO
GESTIONE DELLA CONTABILITA’
PER I CENTRI DI COSTO:
L’ENERGIA DEVE ESSERE
ESATTAMENTE QUANTIFICATA
COME LE ALTRE MATERIE PRIME
MONITORAGGIO E ANALISI
DELL’ENERGIA PER INDIVIDUARE
LE CAUSE DI
MALFUNZIONAMENTO
per quanto riguarda poi i piccoli produttori permetterebbe loro di
identificare le cause di eventuali problemi e di intervenire
tempestivamente così da ridurre i costi di manutenzione e di
gestione aumentando l’affidabilità globale dell’impianto e riducendo
il pay back time ossia il rientro dell’investimento iniziale. Infine, dal
punto di vista dell’utilizzatore, darebbe la possibilità di monitorare e
ottimizzare i consumi. Oltretutto, la realizzazione di un database
che memorizzi i disturbi e i dati di produzione può rappresentare il
punto di partenza per il miglioramento degli impianti e dei dispositivi
nonché essere utile strumento per lo sviluppo di nuove linee guida
e nuove specifiche per dispositivi di nuova concezione.
La principale motivazione che spinge ad effettuare una analisi della PQ è
quella economica visto che una cattiva qualità dell’energia può produrre
cattivo funzionamento, danni, anomalie, interruzioni. Dal punto di vista
prettamente economico misurare la qualità dell’energia consentirebbe al
gestore di isolare e tariffare la quota parte di potenza utilizzabile dal cliente
finale e di individuare e penalizzare gli utenti che generano tali disturbi;

Il Progetto: Diffusione dei risultati
UNIONE EUROPEA
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E L’INNOVAZIONE
Altra manifestazione di tutto rilievo che
a visto la partecipazione della Altanet,
all’interno dello stand del Distretto
dell’Informatica, al fine di promuovere i
risultati e le innovazioni che si stavano
conseguendfo attraverso il progetto
MIOGERIA.
SMAU a Bari dal 9 al 10 Febbraio
Fiera Internazionale “Tehnoma” di Skopje SMAU - Bari
Il progetto MIOGERIA è stato caratterizzato da una completa e costante divulgazione dei risultati ottenuti. In
particolare sono stati tre gli eventi che hanno visto la partecipazione attiva della Altanet s.r.l.
Distretto “La nuova energia”
Il “Tehnoma 2010” di Skopje, Fiera
Internazionale della metallurgia,
dell’elettronica, dell’energia, dell’edilizia e
della sicurezza, è la più prestigiosa
manifestazione espositiva di Macedonia
e del’intera area dei Balcani occidentali.
Lo staff di ALTAnet, inoltre, è stato
impegnato nella promozione del sistema
di misurazione nel contesto del distretto
“Nuova Energia” mediante un continuo
aggiornamento sul risultato delle ricerche
scientifiche ed in particolare attraverso la
pubblicazione sul sito
http://www.lanuovaenergia.it/ di
evoluzioni e risultati scientifici sia del
misuratore sviluppato sia del centro
servizi a supporto dell’hardware
realizzato.

Il Progetto: Riferimenti
UNIONE EUROPEA
REGIONE PUGLIA
E L’INNOVAZIONE
Responsabile di progetto:
Dott. Nicola Plantamura (tel. 0803142083 - mail: miogeria@altanet.it)
Riferimenti web:
www.miogeria.it

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