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Servizi a Rete TOUR 2023 - 28 settembre | GORI + ACMO

L’utilizzo degli Smart Meter e delle nuove tecnologie IoT per il telecontrollo distribuito delle reti idriche

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27 e 28 settembre 2023 ⋅ Ercolano (NA)
Ciro Bianchi
Responsabile Telecontrollo ed Energy Management – GORI Spa
L’utilizzo degli Smart Meter e delle nuove tecnologie IoT per il telecontrollo
distribuito delle reti idriche
Giuseppe Mammana
Business Development Manager Smart Products Italy – AC.MO Spa
IL PROGETTO TELECONTROLLO GORI
Siti
telecontrollati
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Impianti
idrici
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Servizi a Rete TOUR 2023 - 28 settembre | GORI + ACMO

  • 1. 27 e 28 settembre 2023 ⋅ Ercolano (NA)
  • 2. Ciro Bianchi Responsabile Telecontrollo ed Energy Management – GORI Spa L’utilizzo degli Smart Meter e delle nuove tecnologie IoT per il telecontrollo distribuito delle reti idriche Giuseppe Mammana Business Development Manager Smart Products Italy – AC.MO Spa
  • 3. IL PROGETTO TELECONTROLLO GORI Siti telecontrollati 519 (96%) Impianti idrici 339 (97%) Impianti fognari 171 (91%) Depuratori 9 (75%) 2014 2015 2016 2019 2020 2024 Progetto Sviluppo Deploy IoT Telecontrollo delle reti Progetto e Sviluppo interno al Gestore Messa in produzione Implementazione Completamento TLC Impianti Completamento TLC rete idrica Revamping Telecontrollo 2017 GO Live 1. SELEZIONE PIATTAFORMA
  • 4. LA CENTRALE DI CONTROLLO Centrale di supervisione e gestione dei guasti H24
  • 5. IL TELECONTROLLO GORI L’architettura Server GR Node PLC in LAN GPRS HIPERLAN ADSL Lora Network Web access AOS Platform 2 AOS Platform 1 AMBIENTE VIRTUALE AOS Platform 4 AOS Platform 3 AOS Platform 6 AOS Platform 5 Historian server Web server Alarm server Alert Terminal service 2 Terminal service 1 Broker MQTT Server APN AOS Platform 8 AOS Platform 7 NODO
  • 6. I VETTORI TRASMISSIVI 57.9% 41.0% 1.1% GPRS HIPERLAN ADSL GPRS HIPERLAN ADSL
  • 7. FREQUENZE LIBERE Autorizzazioni non necessarie AFFIDABIILITA’ E PRESTAZIONI ELEVATE Tecnologia consolidata; velocità di trasmissione dati oltre 54 Mbit/sec MODULARITA’ Facilità di integrazione di nuovi impianti; Gestibilità: Indirizzi IP Statici (APN network); BASSI COSTI DI ESERCIZIO Interventi manutentivi sporadici; Sorrento LA RETE HIPERLAN
  • 8. IL TELECONTROLLO DELLE RETI IDRICHE E FOGNARIE Per poter attuare politiche di gestione innovativa del servizio risulta fondamentale monitorare il processo stesso attraverso un sistema di telecontrollo distribuito della rete idrica. L’interesse per una gestione ottimale della risorsa idrica è oramai uno dei principali obiettivi di un gestore idrico. La diffusione dell’IoT, anche al settore idrico, ha reso disponibili nuove tecnologie per una gestione intelligente delle reti
  • 9. IL TELECONTROLLO DELLE RETI IDRICHE E FOGNARIE Alimentazione elettrica Connettività Strumentazione a batteria Protocolli LPWA NB-IoT, LoRaWAN
  • 10. I PROTOCOLLI IOT UTILIZZATI Scelta tecnica: Protocolli LPWA Long Range Wide Area Network LORAWAN™ UTILIZZA FREQUENZE UTILIZZATE DAL MINISTERO DELLA DIFESA CONCESSE IN COMODATO D’USO GRATUITO CON RINNOVO AUTORIZZATIVO OGNI 6 MESI QUESTE TECNOLOGIE SONO STATE SVILUPPATE PER POTER PERMETTERE A SENSORI ALIMENTATI A BATTERIA DI INVIARE E RICEVERE MESSAGGI, UTILIZZANDO IL MINOR QUANTITATIVO DI ENERGIA POSSIBILE. NB-IOT™ UTILIZZA LA RETE E LE FREQUENZE LICENZIATE DELL’ OPERATORE DI TELEFONIA MOBILE
  • 11. I dati acquisiti sono veicolati su server dal Centro Elaborazione Dati di GORI e resi disponibili all’attuale telecontrollo e ai software di modellazione e bilancio. NODO NODO NODO NODO NODO NODO LoRaWAN GATEWAY LoRaWAN GATEWAY LoRaWAN GATEWAY NETWORK SERVER APPLICATION SERVER TELECONTROLLO GORI LoRa RF SYSTEM PLATFORM MQTT BROKER L’ARCHITETTURA DI RETE LORAWAN LoRa RF LoRa RF LoRa RF LoRa RF LoRa RF HIPERLAN/GPRS
  • 12. La sperimentazione GORI IoT ha previsto l’installazione di sensori di portata e pressione in punti sensibili della rete di distribuzione ed ha offerto la possibilità di poter monitorare punti della rete in cui non è presente l’alimentazione elettrica Server MQTT Centro di Controllo Gateway Girone Corbara Gateway Tramontana Pagani Gateway Torretta Pagani Gateway Parco Fienga Nocera Inferiore Gateway Santa Croce Castel S.Giorgio Gateway Torello Cortedomini Castel San Giorgio Gateway Vaticale Siano Gateway Ciorani Mercato San Severino Gateway Donica Fisciano Gateway San Lorenzo Fisciano Gateway Rosone Boscotrecase Server MQTT Centro di Controllo (Ercolano) LA RETE LoRaWAN
  • 13. Trasmissione su standard MQTT Durata batteria almeno 3-5 anni Rete dati operatore telefonico Possibile sostituzione e-sim Utilizzo frequenze licenziate Sistemi di trasmissione complementari NB - IoT LO STANDARD NB-IoT
  • 14. Centro di controllo Il Progetto Smart Metering IoT ha al momento realizzato l’implementazione di un’ infrastruttura di rete wireless per la comunicazione dati e l’installazione di sensori di portata e pressione in punti sensibili della rete idrica
  • 16. IL PROGETTO DI RIDUZIONE DELLE PERDITE IDRICHE Distrettualizzazione Installazione valvole Regolazione pressione Installazione misuratori di portata e pressione Acquisizione a TLC Controllo attivo pressioni e portate con PRV e valvole di regolazione
  • 17. I PROGETTI REACT-EU E PNNR 100MLN€ (FINANZIATI) + = 20,7MLN€ (COFINANZIATI) 120,7MLN€ GORI Spa è risultato beneficiario dei fondi REACT-EU e PNNR della Commissione Europea 1177 punti di rete monitorati 777 pressioni di rete monitorati 400 portate in rete monitorate Digitalizzazione e Distrettualizzazione della rete di distribuzione dei 74 comuni costituenti l’ambito distrettuale gestito Ad oggi:
  • 18. © 2018 AVEVA Group plc and its subsidiaries. All rights reserved. SISTEMA DI CONTROLLO DINAMICO DELLA RETE IDRICA
  • 20. LA GAMMA DI SENSORI VIDI
  • 21. SIMPLE OVERVIEW VIDI VIDI devices LoRa gateway VIDI Cloud (User interface) VIDI Device HUB API API - Client NB-IoT NB-IoT Service provider LoRa SCADA
  • 22. VIDI PRESSURE MONITORAGGIO DELLA PRESSIONE • Verificare eventuali anomalie sui valori di pressione fornendo agli utenti un servizio migliore (qualità del servizio); • Ridurre le differenze di pressione ottimizzando l’utilizzo di energia (risparmio energetico); • Evitare stress idrici sulla rete. Monitorare la pressione sulla rete permette di:
  • 23. VIDI PRESSURE • 1 campione ogni 5 minuti Nuova funzionalità: in arrivo la frequenza di campionamento può essere modificata nell'intervallo da 1 minuto a 10 minuti di conseguenza l'intervallo di trasmissione (6x per LoRa, 12x per NB-IoT) e la durata della batteria Pressure range: 0-16 bar Process connection: ¼ G Cable Lenght: 5 mt Trasmette dati per 2 ore: • ogni 30 minuti (LoRa) • ogni 60 minuti (NB-IoT)
  • 24. VIDI FLOW MONITORAGGIO DELLA PORTATA • Calcolare il bilancio idrico in continuo; • Eseguire il rilevamento attivo delle perdite e rilevare più rapidamente le perdite d'acqua; • Determinare tendenze e modelli di consumo. Monitorare la portata della rete per:
  • 25. VIDI FLOW • Conta N campioni dal misuratore Trasmetteilvolumetotalecampionatoogni30minuti(ultimi4valori) Trasmette dati per 2 ore: • ogni 30 minuti (LoRa) • ogni 60 minuti (NB-IoT)
  • 26. VIDI SENSORS ALTRI SENSORI VIDI TEMPERATURE • Controllare la temperatura dell'acqua dalla fornitura al consumatore; • Garantire un'elevata qualità dell'acqua potabile; • Prevenire la contaminazione dell'acqua VIDI LEVEL • Ridurre il rischio di intrusione e deterioramento dovuto alle inondazioni • Controlla il livello di sabbia nei separatori di sabbia • Controlla il livello dell'acqua in fosse, pozzi e camere VIDI OPEN/CLOSE • Monitoraggio permanente delle valvole, ad es. valvole di ritegno a battente • Posizione della valvola sempre a portata di mano • Sostituire l'indicatore di posizione meccanico
  • 27. VIDI Temperature • 1 campione ogni 5 minuti Trasmette dati per 2 ore: • ogni 30 minuti (LoRa) • ogni 60 minuti (NB-IoT) Nuove funzionalità: in arrivo la frequenza di campionamento può essere modificata nell'intervallo da 1 minuto a 10 minuti di conseguenza l'intervallo di trasmissione (6x per LoRa, 12x per NB-IoT) e la durata della batteria È possibile selezionare l'intervallo di temperatura (-20/80,0/100,20/120)
  • 28. VIDI Level sensor First detectable object Trasmette dati per 2 ore • ogni 30 minuti (LoRa) • ogni 60 minuti (NB-IoT) · Range: 0.3 - 5 m · Accuracy: ± 5 mm ·IP class: IP67 Cable Lenght: 5 mt • 1 campione ogni 5 minuti Nuova funzionalità: in arrivo la frequenza di campionamento può essere modificata nell'intervallo da 1 minuto a 10 minuti di conseguenza l'intervallo di trasmissione (6x per LoRa, 12x per NB-IoT) e la durata della batteria
  • 29. VIDI Open/Close Stati: • Aperta • Chiusa • Parzialmente Trasmissioni: • Su evento • Ogni 30 minuti (LoRa) • Ogni 60 minut (NB-IoT) Sensing range: 2 – 8 mm Cable Lenght: 5 mt
  • 30. INDICATORE DI POSIZIONE DELLA VALVOLA Monitorare il grado di apertura della valvola: • Assicurarsi che le saracinesche di confine del distretto siano «chiuse» al fine di evitare misurazioni fuorvianti • Ridurre il tempo impiegato per la ricerca di anomalie causate da una valvola in posizione errata • Garantire l’accesso automatic alla documentazione sull’esercizio dell’asset
  • 31. INDICATORE DI POSIZIONE DELLA VALVOLA
  • 32. INDICATORE DI POSIZIONE DELLA VALVOLA
  • 33. VIDI CLOUD API INTEGRATION • Consentire una facile integrazione dei dati con strumenti software di terze parti come SCADA, GIS, BMS ecc.. • Abiltare i migliori Insights in base alla diversa origine dei dati. • Ridurre i costi generali disponendo di diversi sistemi IT. Tutti i sensori sono dotati di un'API per: API SCADA, GIS, BMS etc.
  • 34. VIDI CLOUD PACCHETTI SOFTWARE Una soluzione software che consente la raccolta e la visualizzazione di dati complessi e li trasforma in valori comprensibili. AVK Smart Water offre tre diversi pacchetti software con varie funzionalità. In caso di esigenze particolari, la soluzione può essere personalizzata.
  • 35. AVK ASSIST – L’APP GESTIONE DEGLI ASSET AVK Assist è l’APP usata per: • Attivazione intelligente dei prodotti AVK Smart Water • Tracciabilità completa dei prodotti AVK installati sulla rete • Una varietà di diversi calcolatori per attività comuni (ad es., calcolatore del flusso e della perdita d'acqua) • Tour in realtà virtuale dei prodotti AVK