Progetto SERPICO: Agnostic Control System per il controllo remoto degli impianti di bonifica

Il Progetto SERPICO (Second generation process of monitoring for control) ha sviluppato l’Agnostic Control System, un sistema che permette di monitorare e attuare in tempo reale gli impianti di bonifica senza vincolare l’utente a un singolo produttore di dispositivi.

Il punto di partenza

Il mercato propone centinaia di sensori e attuatori con tecnologie e protocolli differenti, ma l’integrazione resta limitata. Le criticità più frequenti sono:

• Ecosistemi proprietari: i dispositivi sono spesso associati a una piattaforma utilizzabile solo con prodotti dello stesso marchio; con più fornitori, dati, allarmi e comandi si distribuiscono su interfacce diverse.
• Connettività duplicata: ogni centralina richiede di solito una SIM dati dedicata, con costi ricorrenti e manutenzione separata.
• Allarmi senza contesto: nei sistemi più semplici la comunicazione si limita a un SMS, che non descrive lo stato complessivo dell’impianto.
• Controllo remoto assente: spesso non si possono verificare gli attuatori né modificare i parametri a distanza, quindi anche operazioni semplici richiedono un intervento in campo.

Architettura modulare

• Interfacce di campo: sensori e attuatori usano collegamenti diffusi come Modbus RTU, 4-20 mA, 0-10 V, ingressi e uscite 24 V e treni di impulsi.
• Normalizzazione: il software acquisisce, scala e valida i segnali; alla logica arrivano valori numerici, booleani, stati e informazioni diagnostiche.
• Separazione delle responsabilità: hardware, driver e logica applicativa evolvono in modo indipendente, perciò la modifica di un componente resta confinata alla parte del sistema che lo gestisce.

Continuità e aggiornamento progressivo

• Riutilizzo dell’esistente: il sistema integra sonde, attuatori e cablaggi già installati, limitando le sostituzioni non necessarie.
• Libertà di scelta: i nuovi dispositivi si selezionano in base alle esigenze tecniche, senza dipendere da un singolo ecosistema.
• Evoluzione dell’hardware: nel progetto è stato adottato ESP32PLC14, un PLC economico basato su ESP32; il livello di interfaccia consente di trasferire l’infrastruttura su un PLC differente.

L’impianto può essere aggiornato per fasi, senza una riprogettazione completa.

Logica applicativa indipendente dall’hardware

• Programmazione a blocchi: regole, soglie, sequenze, allarmi e azioni correttive si definiscono con blocchi funzionali.
• Variabili comprensibili: la logica lavora su grandezze come livello, concentrazione, stato della pompa o posizione della valvola, senza esporre registri e segnali elettrici.
• Configurazione riutilizzabile: sostituire una sonda o il PLC non modifica la struttura della logica, che continua a usare le stesse variabili.

Continuità del controllo locale

• Strategie eseguite sul PLC: regole di controllo e comandi agli attuatori sono elaborati direttamente a bordo impianto.
• Indipendenza dalla rete: un’interruzione della connessione non arresta il controllo del processo né le sequenze già configurate.
• Ripristino della comunicazione: al ritorno della rete riprendono l’invio dei dati e l’accesso remoto, senza modificare la logica locale.

Supervisione e intervento da remoto

• Stato in tempo reale: il cliente consulta misure, stati operativi e andamento dell’impianto da un’unica interfaccia.
• Gestione degli allarmi: la piattaforma invia le notifiche e conserva le informazioni necessarie a ricostruire le condizioni che hanno generato l’evento.
• Comandi e configurazione: gli utenti autorizzati aggiornano impostazioni e setpoint e comandano gli attuatori quando la procedura operativa lo consente.

Il personale può valutare la situazione e intervenire senza attendere un sopralluogo.

Archivio centralizzato e valorizzazione dei dati

• Raccolta unificata: misure di campo, stati, allarmi e azioni di controllo confluiscono in un archivio storico centralizzato.
• Fonti esterne: ai dati dell’impianto si possono affiancare informazioni ambientali e altri elementi utili a descrivere il contesto operativo.
• Analisi e modelli di AI: lo storico supporta analisi successive e, dopo le attività di preparazione e validazione, potrà alimentare l’addestramento di modelli di intelligenza artificiale.