1 Rete di monitoraggio del bacino idrologico del
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REGIONE LIGURIA DIPARTIMENTO TUTELA E GESTIONE DEL TERRITORIO P.T.TA. 1994/1996 SISTEMA INFORMATIVO NAZIONALE PER L’AMBIENTE PROGETTO INTERREGIONALE PRISMAS Sorveglianza e monitoraggio quali-quantitativo acque sotterranee SOTTOPROGETTO LIGURIA WP3.1d02 Monografie dei pozzi di monitoraggio in continuo e della relativa strumentazione installata Marzo 1998 Indice 1 RETE DI MONITORAGGIO DEL BACINO IDROLOGICO DEL BISAGNO .................................... 3 2 DESCRIZIONE GENERALE DEL SISTEMA DELL’OSSERVATORIO PERMANENTE DI CORPI IDRICI ...................................................................................................................................................... 5 2.1 REQUISITI DI INTERFACCIA UTENTE .......................................................................................................... 7 2.1.1 Periferia ........................................................................................................................................... 7 2.1.2 Front End......................................................................................................................................... 8 2.2 ARCHITETTURA DELLA STAZIONE DI MONITORAGGIO TIPO ....................................................................... 9 2.2.1 Descrizione Generale ...................................................................................................................... 9 2.2.2 Configurazione hardware ................................................................................................................ 9 2.2.3 Configurazione software................................................................................................................ 10 2.2.4 Descrizione delle funzioni di monitoraggio ................................................................................... 10 2.2.5 Caratteristiche tecniche e costruttive dei componenti della stazione ............................................ 11 2.3 CENTRO OPERATIVO-HARDWARE E SOFTWARE...................................................................................... 13 2.3.1 Caratteristiche migliorative hardware e software del centro di monitoraggio ............................. 15 2.3.2 Criteri di validazione dei dati ........................................................................................................ 15 3 DESCRIZIONE GENERALE DEL SISTEMA IN FASE DI REALIZZAZIONE PER IL PROGETTO PRISMAS ..................................................................................................................................... 18 3.1 DESCRIZIONE TECNICA DELLA STRUMENTAZIONE INSTALLATA IN P.ZZA GIUSTI ................................... 18 3.1.1 Software di periferica .................................................................................................................... 19 3.1.1.1 3.1.1.2 3.1.2 3.1.2.1 3.1.2.2 3.1.2.3 3.1.2.4 3.1.2.5 3.1.2.6 3.1.3 3.1.4 3.1.4.1 3.1.5 3.1.5.1 3.1.6 3.1.6.1 3.1.6.2 3.1.7 3.1.7.1 3.1.7.2 3.1.7.3 3.1.7.4 3.1.8 3.1.8.1 Principali funzioni dell’unità periferica ......................................................................................................19 Elettronica di gestione della periferica .......................................................................................................20 Sistema informatico di periferica (MC 3104) ................................................................................ 20 Caratteristiche CPU ....................................................................................................................................20 Caratteristiche Display ...............................................................................................................................21 Tastiera .......................................................................................................................................................21 Schede di ingressi / uscite...........................................................................................................................22 Moduli di comunicazione ...........................................................................................................................22 Modulo di memorizzazione dati mobile (floppy disk)................................................................................22 Sistema di adduzione acqua........................................................................................................... 22 Stampante locale............................................................................................................................ 22 Specifiche tecniche stampante ....................................................................................................................23 Operazioni di autopulizia .............................................................................................................. 23 Ciclo di autopulizia ....................................................................................................................................23 Allarmi ........................................................................................................................................... 24 Allarme per superamento soglia .................................................................................................................24 Allarme per mancanza d’acqua ..................................................................................................................24 Caratteristiche tecniche sensori .................................................................................................... 24 Sensore di temperatura ...............................................................................................................................24 Sensore di pH .............................................................................................................................................25 Sensore conducibilità .................................................................................................................................25 Elettrodo per potenziale Redox ..................................................................................................................25 Campionatore automatico ............................................................................................................. 26 Caratteristiche tecniche campionatore ........................................................................................................26 4 DESCRIZIONE DELLE STAZIONI PERIFERICHE ............................................................................ 28 5 APPENDICI ................................................................................................................................................. 33 2 1 Rete di monitoraggio del bacino idrologico del Bisagno Nell’ambito del Progetto PRISMAS – Interventi SINA “Sorveglianza e monitoraggio quali - quantitativo acque sotterranee”, è prevista la realizzazione di un sistema di monitoraggio delle acque sotterranee riguardo i parametri qualitativi, idrodinamici ed idrogeologici della falda del Bisagno. Tale sistema verrà integrato alla rete di monitoraggio dell’Osservatorio Permanente dei Corpi Idrici della Regione Liguria, che attualmente, per quanto riguarda il Bacino del Bisagno, dispone delle seguenti stazioni: Gavette: per il monitoraggio di parametri di qualità acqua superficiale e di falda ed idrometeorologici; Prato: per il monitoraggio di parametri di qualità acqua superficiale ed idrometeorologici; Moranego: per il monitoraggio di parametri meteorologici; S. Alberto: per il monitoraggio di parametri meteorologici. Il progetto del sistema in fase di realizzazione prevede l’installazione di due stazioni di monitoraggio nelle quali alloggiare strumenti, per la misura del livello e della portata emunta e in una delle due per la misura e l'analisi della qualità dell'acqua di falda; i siti individuati erano: - P.zza Paolo da Novi: la presenza di un esistente pozzo spia dell'acquedotto consente una misura di livello piuttosto accurata e una continuità storica dei dati già rilevati in passato; - Piazza Giusti: per questo sito, è ovvio l'interesse del controllo in tempo reale della qualità dell'acqua di falda nel punto in cui viene sfruttato come risorsa idropotabile, a servizio di una parte della città; Si segnala che ai fini dello studio della falda viene prevista una variante al progetto originario prevedendo l’integrazione del sito AMGA di Via Trebisonda oltreché del sito di Piazza Giusti. Per quest’ultimo, nel progetto originario, si prevedeva che, durante i periodi di inattività dei pozzi per assenza di alimentazione della rete idrica cittadina, avrebbe dovuto provvedere all’adduzione dell’acqua del pozzo più prossimo all’impianto mediante l’inserimento di apposita pompa. Tale operazione non risulta essere attualmente realizzabile a causa di modifiche apportate al pozzo che hanno causato la mancanza dello spazio necessario, all’interno dello stesso, per il posizionamento di adeguata pompa di sollevamento. Tale è il motivo per cui si è proposto di considerare ai fini dello studio come stazione primaria del monitoraggio quella sita in Via Trebisonda, che AMGA sta allestendo per la gestione del proprio acquedotto e che renderà disponibili i dati rilevati in continuo. Infatti tale stazione funzionerà per l’intero arco dell’anno, salvo i tempi tecnici di manutenzione, monitorando gli stessi parametri indicati per Piazza Giusti e cioè: temperatura H2O; pH; potenziale Redox; 3 conducibilità; 2 ulteriori ingressi configurabili. Inoltre rileverà il livello della falda sia durante i periodi di funzionamento delle pompe di alimentazione dell’acquedotto cittadino sia durante i rimanenti periodi. La portata di emungimento sarà rilevata soltanto durante il funzionamento delle pompe di alimentazione della rete idrica. Si segnala inoltre che la suddetta stazione di monitoraggio della falda risulta essere in posizione più limitrofa al mare rispetto a quella di Piazza Giusti e perciò i dati da essa acquisiti sono dotati di maggiore significatività, soprattutto per la pronta individuazione della risalita del cuneo salino. Pertanto i dati disponibili per lo studio della falda saranno relativi ai siti: Piazza Paolo da Novi: quantitativi in continuo per tutto l’arco dell’anno; Via Trebisonda: quali – quantitativi in continuo per tutto l’arco dell’anno; Piazza Giusti: qualitativi in continuo per periodi saltuari di attività dei pozzi; Gavette: quali – quantitativi in continuo per tutto l’arco dell’anno. Nelle figure 5 e 5 bis costituenti il documento WP3.1d01 (Cartografia della localizzazione dei pozzi e sorgenti della rete di monitoraggio preliminare) ed il documento WP2.2d02 (Cartografia idrogeologica, sezioni geologiche …) si evidenzia la localizzazione geografica dei pozzi indicati. 4 2 Descrizione generale del sistema dell’Osservatorio Permanente di Corpi Idrici Il sistema di monitoraggio dei bacini consente di controllare in tempo reale la situazione dell'intera rete, raccogliendo dati reali ed elaborati, minimizzando gli interventi in sito e la loro durata. Di seguito viene riportata la descrizione dell’attuale sistema dell’Osservatorio Permanente dei Corpi Idrici della Regione Liguria dal quale si trae ispirazione per l’esecuzione del nuovo sistema per il monitoraggio dei parametri di falda relativamente al progetto PRISMAS. Dal punto di vista informatico il sistema può essere schematicamente suddiviso in tre livelli: periferia, che comprende l'insieme delle cabine di monitoraggio, all'interno delle quali le RTU Elsag Bailey provvedono sia alla raccolta dei dati dal campo ed all'invio al FE sia all'ottimizzazione del funzionamento della strumentazione presente in cabina anche in presenza di situazioni operative critiche (ad es. interruzioni della alimentazione elettrica o delle comunicazioni od altro ancora). La comunicazione col FE avviene su linee dedicate (direttrici) telefoniche e/o radio con collegamenti multipunto (più RTU insistono sulla stessa linea). È possibile collegare anche delle stazioni meteorologiche che inviano i dati direttamente al FE; front end, che comprende le unità modulari di acquisizione ed elaborazione Bailey, le quali sovraintendono e governano il processo di interrogazione della periferia rendendo disponibili i dati acquisiti ed elaborati al calcolatore del centro tramite la rete locale di comunicazione INFINET. Per distribuire uniformemente il carico sono previsti due FE che gestiscono ciascuno la metà dei bacini previsti. centro, che è costituito dal sistema 1090 APMS (su piattaforma DEC) con funzioni SCADA in ambiente a finestre. Il Centro si interfaccia con il FE tramite la LAN INFINET e con l'esterno (Xterminals, modellistica, etc.) tramite la LAN ETHERNET. Dal punto di vista delle comunicazioni, poichè l'aggiornamento delle informazioni è in tempo reale, vengono adottate linee dedicate, su supporto telefonico e/o radio. Il protocollo di comunicazione standard adottato è il MODBUS. Il sistema è predisposto inoltre per l'invio delle informazioni relative ai bacini ad altri Enti (USL, Regione, etc.). Il collegamento può avvenire su linea dedicata a livello locale o su linea commutata con il Centro di monitoraggio. In figura 2.1 viene riportato uno schema di principio del sistema ed in figura 2.2 lo schema di principio dei collegamenti di una RTU. 5 ETHERNET Xterm Xterm DEC Centro I C I TCL TCL INFINET NIS NPM Front End CONTROL WAY MFP TMP modem modem RTU modem RTU Periferia Fig. 2.1 Schema di principio Rete di monitoraggio bacini F.E. Connes s ione per terminale loc ale RS232 RS232 Modem RTU RS485 Analizzatore I/O (4-20 mA ) Analizzatore RTU con analizzatori Fig. 2.2 Schema di principio collegamenti RTU 6 2.1 Requisiti di interfaccia utente 2.1.1 Periferia A livello periferico è previsto un collegamento seriale RS232 con la RTU mediante un PC IBM compatibile (portatile o fisso) con un opportuno SW d'interfaccia uomomacchina che consente all'operatore di interagire con la RTU per mezzo di una serie di menù. Il SW d'interfaccia si compone dei due seguenti packages (alternativi dal punto di vista della esecuzione) : un package di base, il quale consente le interazioni di base con la RTU (configurazione, diagnostica e simulazione) e può essere lanciato indifferentemente da ambiente MS-DOS o Windows. un package applicativo, il quale consente le interazioni specifiche del sistema ed è strutturato per lavorare in ambiente Windows. a. Il package d'interfaccia di base si presenta con una finestra suddivisa in tre zone delimitate verticalmente e permanentemente attive : la parte superiore è destinata alla visualizzazione delle informazioni di stato (selezioni, velocità di linea, etc.) la parte centrale è destinata alla visualizzazione ed all'introduzione dei dati la parte inferiore è destinata ad informazioni contestuali (stringhe di avviso o di guida, segnalazioni, etc.) b. Il package d'interfaccia applicativo, utilizzando appieno le potenzialità dell'ambiente Windows, si presenta come un insieme di icone, all'interno di un contenitore, ognuna delle quali realizza una delle funzionalità previste. L'interazione con la RTU è assicurata dal protocollo MODBUS server. L'interazione con l'operatore è strutturata secondo i canoni standard dell'ambiente Windows con utilizzo di finestre, pulsanti, menù a tendina, stringhe diagnostiche, help, valori di default, etc. Di seguito vengono descritte le interfacce con la strumentazione di analisi, che verranno comunque meglio definite nel corso della progettazione. Campionatore acque. Mediante questa funzione l'operatore è in grado di interagire con l'autocampionatore sia per la definizione di ogni singolo contenitore destinato al campionamento programmato od al riempimento su allarme sia per azzerare il contatore relativo al riempimento delle bottiglie dopo la loro sostituzione. Configurazione dati applicativi. Mediante questa funzione l'operatore è in grado di configurare le caratteristiche delle misure da elaborare. In particolare per ogni misura acquisita dalla RTU è possibile definire : il tempo di acquisizione (ta), cioè ogni quanto leggere la misura il tempo di elaborazione (te), cioè ogni quanto tempo occorre effettuare l'elaborazione (ad es. la media aritmetica all'ora) 7 il tempo di registrazione (tr), cioè il periodo per il quale occorre archiviare i dati elaborati la percentuale minima di dati acquisiti per ritenere valida l'elaborazione l'elaborazione da effettuare (media aritmetica, valori di minimo e massimo relativi a te; determinazione del vettore vento) la pendenza e l'offset ( e ) della retta di conversione in U.I. attivazione od inibizione della misura Taratura dei sensori chimico-fisici. Questa funzione fornisce un aiuto operatore per eseguire le operazioni di taratura dei sensori chimico fisici, utilizzando apposite tabelle di valori preconfigurate. In pratica, dopo aver selezionato il sensore da tarare, l'operatore dovrà inserire il sensore in una soluzione nota per un tempo prefissato e nel frattempo sarà visualizzato il valore istantaneo della misura in questione. Quando la lettura è stabile, l'operatore può confermare il valore letto od impostarne uno corretto. L'operazione potrà essere eventualmente ripetuta su una seconda soluzione nota (dipende dal sensore). I nuovi valori ingegneristici vengono memorizzati sulla RTU. Utilities. Sotto questa voce sono raggruppate le utilities seguenti : scarico (download) dei dati archiviati sulla RTU, con possibilità di inviare l'output su disco fisso o su dischetti stampa (su richiesta operatore) dei dati scaricati dalla RTU compilazione di un diario degli interventi di manutenzione accesso ad una guida di informazioni utili sulla manutenzione e possibili cause di malfunzionamenti. Visualizzazione dati in forma tabellare. Mediante questa funzione l'operatore è in grado di visualizzare in forma di tabella i dati istantanei o quelli archiviati, dirigendo l'output su video, file o stampante. E' possibile scegliere un dato particolare, un insieme di dati o tutti i dati. Visualizzazione dati in forma di andamenti (trends). Mediante questa funzione l'operatore è in grado di visualizzare in forma di andamenti i dati istantanei o quelli archiviati localmente (su "file" circolare), dirigendo l'output su video o stampante. E' possibile scegliere un dato particolare o un insieme di dati (fino ad un massimo di 4), scegliere sia l'orizzonte temporale (nel caso dei dati archiviati) sia il range della misura. 2.1.2 Front End A livello di FE è possibile un collegamento seriale RS232 con le unità MFP Bailey mediante una connessione tra la scheda seriale Bailey SPM ed un PC IBM compatibile sul quale sia presente il package CAD/TXT Bailey in ambiente MS-DOS. Le principali funzioni del CAD/TXT sono : configurazione o modifica delle logiche in termini di Function Blocks carico/scarico della configurazione 8 carico/scarico di programmi in C od in BATCH "tuning" di parametri A livello di SW sono previsti il protocollo di comunicazione con la periferia ed i "function blocks" per rendere disponibili su rete INFINET le informazioni raccolte dalle cabine. Le uniche logiche prevedibili sono quelle eventualmente necessarie per generare allarmi calcolati (correlazione di allarmi di cabina) e per gestire i comandi verso la cabina. 2.2 Architettura della stazione di monitoraggio tipo 2.2.1 Descrizione Generale La stazione è composta da una CABINA laboratorio in PRFV, appositamente attrezzata al contenimento di un SISTEMA (stazione per l'analisi in continuo delle acque). Le operazioni di prelievo delle acque, l'analisi, le elaborazioni delle misure sono controllate esclusivamente dal Sistema Informatico di Cabina. I parametri misurati sono: temperatura, pH, potenziale redox, conducibilità, ossigeno disciolto, torbidità, analizzatori TOC, Solidi sedimentabili, ammoniaca, acidità e conducibilità della pioggia, con dati meteorologici e misure di portata. La stazione è dotata di un campionatore termostatato a (4°C), programmabile in volume ed in tempo. Una linea per campioni in analisi la seconda per la raccolta e stoccaggio dei campioni delle piogge. Tali campioni sono immessi, rispettivamente, entro bottiglie da 2 e 1 litri e mantenuti ad una temperatura di circa 4°C per essere poi analizzati in laboratorio. La stazione, equipaggiata con sensori provvisti di dispositivi per l'autopulizia e di dispositivi per la compensazione automatica alle differenti pressioni e temperature Di seguito viene illustrata la struttura hardware e software del sistema informatico di cabina proposto da Elsag Bailey ed AMGA Genova nell'ambito della costruzione e messa in esercizio di una rete di monitoraggio della qualita` delle acque. Le funzioni software saranno comunque dettagliate nella apposita specifica dei requisiti SW. In linea generale, le cabine saranno dotate di apparecchiature per la determinazione automatica e continua degli inquinanti in acqua e di un sistema informatico locale collegato al centro di gestione rete tramite linea di comunicazione dati dedicata. Ogni stazione di rilevamento opera come unità locale di acquisizione e memorizzazione dei dati con la funzione di acquisire, secondo le modalità impostate dall'operatore, i dati forniti dalla strumentazione, di calcolarne ed archiviarne valori medi e di effettuare la calibrazione degli analizzatori. 2.2.2 Configurazione hardware L'architettura del sistema informatico locale prevede l'utilizzo delle seguenti apparecchiature interagenti tra loro: Modular RTU PC portatile per elaborazioni, calibrazioni e presentazioni locali 9 Il collegamento tra le due unità avviene tramite la porta di configurazione di RTU e una porta seriale RS-232 del PC. Il PC utilizza il protocollo MODBUS per operare qualunque richiesta verso RTU ponendosi nei confronti di RTU medesima come Master MODBUS. La configurazione è schematicamente descritta in figura: Elsag Bailey 2.2.3 Configurazione software L'ambiente operativo del PC è caratterizzato dal sistema multitasking Windows 3.1 sotto MS-DOS 6.0 o superiore. Il colloquio tra RTU e PC avviene mediante il protocollo MODBUS. 2.2.4 Descrizione delle funzioni di monitoraggio Il criterio di base nella stesura del progetto è quello di realizzare una STRUTTURA modulare basata su quattro MODULI funzionali. I MODULO Il primo modulo è l'unità base della Stazione ed è composto da un sistema di prelievo dell'acqua ("PUNTO DI PRELIEVO"), un sistema di adduzione dell'acqua, e una stazione automatica di campionamento ("CAMPIONATORE") in grado di prelevare campioni di acqua secondo modalità fissabili e programmabili in automatico. Il Campionatore è attivabile anche su specifici eventuali inputs provenienti dal II, III modulo e da operatore in locale o remoto. II MODULO Il secondo modulo è costituito da una STAZIONE di analisi di parametri BASE quali: "TEMPERATURA ACQUA, pH, REDOX, CONDUCIBILITÀ, OSSIGENO DISCIOLTO, TORBIDITÀ, SOLIDI SEDIMENTABILI e SOSPESI". Tale stazione è completa di sistema automatico di autopulizia e calibrazione Elettrodi gestito da P.C. Il secondo modulo costituisce il primo elemento per un effettivo monitoraggio e misura dell'inquinamento in automatico. III MODULO Il terzo modulo può essere costituito da una o più unità di ANALISI (ANALIZZATORI) dedicate alla ricerca in automatico della presenza di particolari sostenze inquinanti. Sono previsti TOC, NH4 (ammoniaca) ed eventuale terzo analizzatore 10 IV MODULO Il quarto modulo è costituito da una STAZIONE di analisi parametri meteorologici quali: velocità del vento; direzione del vento; temperatura ed umidità relativa; pressione atmosferica; radiazione solare; quantità di pioggia; conducibilità pioggia; pH pioggia; livello e/o portata. 2.2.5 Caratteristiche tecniche e costruttive dei componenti della stazione Cabina La cabina di campionamento rappresenta la stazione di monitoraggio vera e propria. In essa sono alloggiati gli strumenti di misura, controllo e campionamento. Vi trovano spazio tutte le apparecchiature e le attrezzature necessarie al suo funzionamento. Il funzionamento del sistema di monitoraggio prevede la sistemazione di apparecchiature anche al di fuori della cabina. Struttura La struttura della cabina è di tipo: a guscio in poliuretano e vetroresina con le superfici trattate con uno strato di gelcoat e uno di vernice poliuretanica. Lo spessore delle pareti sarà di almeno 80 mm di poliuretano rivestito da uno strato di vetroresina di almeno 3 mm. Il soffitto ed il pavimento hanno le stesse caratteristiche ma con uno spessore di poliuretano di 100 mm. per il pavimento e 80 mm per il tetto. La cabina ha le seguenti dimensioni: 4000x2100x2300 mm (PxLxH). Sono dotate inoltre di anime interne alla struttura in acciaio 80x5 mm., posizionate su tutti i punti di fissaggio delle apparecchiature. Porta a Tenuta ermetica e munita di serratura di sicurezza, chiusura a due punti, apribile verso l'esterno, (2100x800 mm) (maniglione antipanico). Pavimento ricoperto di gomma e bolli antisdrucciolevole. Finestra, apribile dall'interno, con vetro camera (antisfondamento) retina antinsetti e sbarre di protezione (apertura laterale-basculante) 11 La cabina è dotata di opportune soluzioni dedicate all'ancoraggio della stessa su basamento in calcestruzzo. Tali ancoraggi garantiscono l'inamovibilità della cabina alle sollecitazioni naturali e non, consentendo comunque di essere rimossi senza provocare danno alla struttura della cabina nell'eventualità si debba procedere alla movimentazione della stessa. È possibile l'utilizzo di martinetti idraulici per posizionamento. Il tetto è calpestabile e raggiungibile mediante una scala (a norme UNI e in dotazione alla cabina) smontabile, di semplice e sicuro impiego e di materiale atto a garantire l'affidabilità, la sicurezza e la manegevolezza. Inoltre il tetto è realizzato in modo da consentire lo scolo dell'acqua piovana ed è trattato con vernice antisdrucciolamento (goffrato). La cabina è dotata di passaggi (laterali) per i cavi di alimentazione elettrica, linee di trasmissione dati, linee di misura, tubazioni di adduzione acqua e scarico strumenti, tubazioni di campionamento. La cabina è dotata, sul tetto (lato finestra) di attacchi per l'eventuale strumentazione di parametri meteorologici e sul lato di 2 staffe per il fissaggio di 1 palo porta strumenti; sono previsti passaggi stagni per cavi di misura e/o tubazioni (vedi sensore pluviometro relativo all'analisi di acidità pioggia). All'interno della cabina la disposizione delle apparecchiature, degli strumenti e degli accessori è improntato all'efficienza e semplicità d'uso e di manutenzione. Le pareti interne sono di colore antiriflesso e di facile manutenzione (pulizia con solventi e detergenti). Le parti esterne sono di facile pulizia tramite solventi e detergenti. La cabina è fornita completa dei seguenti accessori: Estintore; impianto di messa a terra; impianto elettrico; impianto idraulico; impianto di condizionamento; piano di lavoro; lavello; cassetta pronto soccorso (a Normativa); cartelli antiinfortunistici. 12 2.3 Centro operativo-Hardware e Software Il centro operativo è stato localizzato a Genova presso l'Officina AMGA di Via Piacenza, 54. L'architettura scelta (fig. 2.3.1) prevede un modulo di Front-End che governa il processo di interrogazione di ogni unità remota. Il centro effettua un collegamento bidirezionale con protocollo standard Mod-Bus che permette la trasmissione di un idoneo flusso di dati; l'unità di Front-End è in grado di gestire la normale operazione dell'apparecchio ricetrasmittente radio via modem o della dorsale via modem e linea telefonica. Il calcolatore di processo del centro, nel quale risiede il sistema di supervisione provvede alle seguenti funzioni: interrogazioni e acquisizione trasparente dei dati provenienti dalle stazioni periferiche di monitoraggio automatico in tempo reale; elaborazione dati; ricezione degli allarmi verso quadri sinottici e verso le strutture operative di intervento; invio e ricezione dati in manuale; diagnostica di rete e controllo strumenti; memorizzazione (temporanea) dei dati su archivio locale, colloquio con gli elaborati connessi in rete locale di tipo Ethernet come nodi elaborativi specializzati (server); acquisizione dati manuale o automatica da altra macchina dedicata (analisi di laboratorio, dati di campagne di misura, ecc.); trasmissione dei dati di cui ai punti precedenti sul Data Base ambientale; ricerche, analisi e statistiche attraverso un'adeguata interfaccia utente; interfaccia con enti fruitori di dati (in tempo reale); reporting. I dati memorizzati temporaneamente nel data base "real-time" dell'elaboratore di processo, vengono inviati e memorizzati nel data base preposto ad assolvere funzioni di archiviazione a lungo periodo e residente sull'elaboratore "server". I due elaboratori sono collegati tramite rete LAN tipo Ethernet. In sintesi il server provvede alle seguenti funzioni: attraverso l'elaboratore principale acquisisce in modo trasparente i dati provenienti dalle unità periferiche di analisi con scarico periodico (ogni 24 ore) acquisisce in modo automatico o manuale i dati provenienti da analisi effettuate manualmente in laboratorio, nonché dati relativi al bacino e provenienti da particolari indagini conoscitive o campagne di misure (quali catasto degli scarichi, derivazioni e stratigrafie degli acquiferi) archivia l'insieme dei dati di cui i due punti precedenti sul Data Base Ambientale esegue le analisi statistiche sui dati memorizzati, stampa i report secondo diversi formati, ecc. si interfaccia via rete Ethernet con gli elaboratori della cartografia e della Regione, per rendere disponibile i dati. 13 FIGURA 2.3.1: STRUTTURA INFORMATICA DELL’OSSERVATORIO Unità periferiche di monitoraggio FRONT END SCADA GIS Modelli Prev./ Simulazione Data Base Ambientale OUTPUT DATI 14 2.3.1 Caratteristiche migliorative hardware e software del centro di monitoraggio AMGA, considerata la necessità di aumentare il grado di automazione delle stazioni di monitoraggio al fine di ridurre i costi di esercizio, ha operato l'aggiornamento del Centro di Monitoraggio sito a Gavette mediante: - Acquisizione di un sistema di controllo di processo ELSAG-BAILEY 1090 con relativo elaboratore dedicato Digital Alpha AXP 2000, software SCADA e front-end per l'acquisizione dati in tempo reale dalle stazioni di monitoraggio. Tale sistema, avendo un alto grado di modularità, rende molto più agevole rispetto al passato l'aggiunta di nuove stazioni di monitoraggio in caso di crescita del sistema, utilizza standard di telecontrollo industriale e presenta un'affidabilità maggiore, in particolare per quanto riguarda il funzionamento delle stazioni periferiche in condizioni ambientali avverse; - Integrazione di un elaboratore HP9000/G50, configurazione 256 MB RAM, 4 HD X 2 GB (8 GB Totali) sul quale è installato il data base ambientale, invece della originariamente prevista implementazione degli elaboratori HP9000/817 ed 827 (poco conveniente economicamente a fronte delle prestazioni): ciò permette un più razionale sfruttamento delle risorse Hw e Sw ed una loro ottimale distribuzione sulla base delle mutate esigenze elaborative dell'Osservatorio, con l'obiettivo, anche in questo caso di un contenimento dei costi di gestione (canoni di manutenzione, licenze e aggiornamenti Sw). - implementazione di strumentazione e attrezzature dedicate alle analisi chimico/batteriologico manuali per il laboratorio, al fine di potenziare le capacità di analisi e sperimentazione della struttura: in particolare si tratta di un sistema di identificazione microscopico e un apparecchio per la analisi del carbonio organico totale da banco automatizzato - dotazione di un sistema hardware/software di editing multimediale (desk top publishing) completo di periferiche in-out (digital camera). - ulteriore ampliamento dei locali del Centro Operativo di Gavette per dotare di necessari spazi operativi il sistema di monitoraggio. 2.3.2 Criteri di validazione dei dati La verifica dell'attendibilità dei dati ("validazione" finale) in un sistema di questo tipo costituisce l'ultima e più importante operazione di tutto il processo di acquisizione; a tale proposito è opportuno fare alcune considerazioni generali: 1 - un dato che non passi con esito positivo anche uno solo dei controlli di trasduzione, acquisizione periferica, pre-elaborazione, trasmissione, etc. non è un dato corretto e non viene acquisito; 2 - il dato prodotto da un sensore o strumento in corso di calibrazione di manutenzione o di lavaggio non è corretto e non viene acquisito; 3 - un dato pervenuto al Centro attraverso la catena di controlli di acquisizione descritti in questo documento è, di norma un dato corretto e può essere acquisito in attesa di validazione; 4 - un dato non dovrebbe mai essere modificato, ma considerato valido o non valido: in quest'ultimo caso viene escluso dalle elaborazioni statistiche; 5 - un dato non valido deve essere contrassegnato come tale, ma non deve essere cancellato; 15 6 - l'operazione di validazione deve essere effettuata dal solo personale abilitato al Centro Operativo. La procedura di validazione prevede le seguenti azioni: Si effettuano le stampe dei rapporti giornalieri di esercizio del sistema (di stazione, di strumentazione). Sulla base di tali rapporti, nonché delle indicazioni fornite dagli incaricati della manutenzione delle stazioni, si provvede all'individuazione dei dati che, a causa di particolari condizioni ambientali o eventi verificatisi, debbano essere considerati dubbi o comunque da sottoporre a verifica. Analisi critica dei dati L'analisi critica dei dati costituisce la seconda fase del processo di validazione e ha lo scopo sottoporre ad una valutazione di merito i dati "sospetti" che pure abbiano soddisfatti tutti i criteri di validazione precedentemente esposti. Nell'analisi critica dei dati vengono considerati i seguenti fattori: 1 - tipo di stazione; 2 - parametro valutato; 3 - stagione dell'anno; 4 - fascia oraria dell'evento; 5 - dati storici della stazione; 6 - fattori meteorologici; 7 - condizioni del corpo idrico. 8 - percentuale oraria dati validi 9 - percentuale giornaliera dati validi 10 - percentuale mensile dati validi 11 - percentuale annuale dati validi I principali criteri impiegati nell'analisi critica sono: a - Qualora si registrino abnormi differenze nelle concentrazioni registrate in due ore consecutive, non confermate da analoghi valori delle concentrazioni degli altri parametri monitorati, i dati vengono considerati invalidi fino ad ulteriore verifica secondo indicazioni di cui al punto c (ad es. valori pH / temperatura/ ossigeno / redox che non variano in modo correlato). b) - Qualora in una stazione si riscontri per un parametro un andamento anomalo rispetto a quello del "giorno tipo" costruito sulla base dei dati storici, non confermato dagli andamenti degli altri parametri rilevati nella stessa stazione, i dati vengono considerati invalidi fino ad una ulteriore verifica secondo le indicazioni di cui al punto c. c) Confronto di valori in stazioni omogenee: qualora i criteri individuati ai punti a e b rappresentino serie di dati "dubbi", gli stessi vanno confrontati con i valori registrati per lo stesso parametro e nella stessa fascia oraria in stazioni di uguale tipo (a monte o a valle sullo stesso corpo idrico); in caso di correlazione negativa si procede alla invalidazione definitiva dei dati "dubbi". L'eventuale episodio di inquinamento acuto può essere confermato dalle analisi tradizionali effettuabili in laboratorio sui campioni raccolti dal sistema di prelievo automatico su allarme; se questi ulteriori esami confermano il dato real-time, esso viene considerato valido. d) Casi di correzione manuale: si può procedere alla correzione manuale del dato quando si sia in presenza di errori documentabili e correggibili matematicamente. 16 Nei casi in cui l'analisi critica dei dati induca a dubitare della validità delle misure, si dispongono interventi tecnici mirati allo scopo di verificare eventuali anomalie di diverso genere (mancato allineamento, valori bassi ovvero alti indipendentemente dalle calibrazioni, con particolare riguardo agli analizzatori ciclici che calibrano un solo canale, etc.) Se, a seguito delle verifiche effettuate, viene accertato il corretto funzionamento dello strumento e questo fornisce valori diversi da quelli che giungono al Centro, occorre ricercare le anomalie negli altri apparati e dipositivi che concorrono alla formazione del dato finale. I dati validati vengono contrassegnati con uno specifico codice che indica l'esecuzione delle verifiche sopra riportate con esito favorevole. Nel caso di esito sfavorevole o di dati non sottoposti a verifica un diverso specifico valore di tale codice viene associato al dato stesso sulla base dati. 17 3 Descrizione generale del sistema in fase di realizzazione per il progetto PRISMAS Il sistema in fase di realizzazione per il monitoraggio dei parametri di falda per il bacino del Bisagno relativamente al progetto PRISMAS è costituito da due stazioni di monitoraggio nelle quali vengono alloggiati strumenti, per la misura del livello e della portata emunta e in una delle due per la misura e l'analisi della qualità dell'acqua di falda nei seguenti siti: - P.zza Paolo da Novi: la presenza di un esistente pozzo spia dell'acquedotto consente una misura di livello piuttosto accurata e una continuità storica dei dati già rilevati in passato; - sito dei Pozzi presso P.zza Giusti: per questo sito, è ovvio l'interesse del controllo in tempo reale della qualità dell'acqua di falda nel punto in cui viene sfruttato come risorsa idropotabile, a servizio di una parte della città. 3.1 Descrizione tecnica della strumentazione installata in P.zza Giusti Nel sito dei pozzi presso Piazza Giusti afferiscono le linee di prelievo di n°6 pozzi circostanti che alimentano l’acquedotto cittadino, allorquando il sollevamento degli stessi è in funzione, la stazione di monitoraggio esegue un prelievo sequenziale e una conseguente misura. Nei periodi di inattività, la stazione provvede all’adduzione dell’acqua del pozzo più prossimo all’impianto; il tutto con gestione automatica. Il campione da analizzare viene prelevato dall'acquifero attraverso un sistema di pompaggio o di smistamento delle 6 linee attivato automaticamente dal processore di stazione, il quale provvede anche alla gestione del programma di monitoraggio (frequenza di campionamento, di analisi) alla registrazione dei dati sull'archivio locale, all'invio dei dati , opportunamente elaborati, al Centro Operativo. Nel sito dei pozzi presso P.zza Giusti è stato installata una stazione periferica fornita dalla CEMI S.n.c. (modello MUP_2104) per il rilevamento dei parametri chimico fisici (temperatura, pH, potenziale Redox, conducibilità e predisposizione ad un terzo modulo per l’alloggiamento di uno strumento per la misura di un parametro analitico mediante acquisizione di segnale 4 – 20 mA e contatto di stato di funzionamento). Il sistema è composto da una stazione periferica intelligente per l’analisi in continuo delle acque. Le operazioni di prelievo del campione per l’analisi, le elaborazioni delle misure, i cicli di autopulizia sono controllate esclusivamente dal sistema informatico di periferica. La stazione è configurata per i sottoindicati parametri: PARAMETRO Livello di falda Portata Temperatura H2O pH Redox Conducibilità 2 ulteriori ingressi configurabili SIMBOLO CAMPO DI LETTURA RISOLUZIONE Tw pH Rx S -5 + 50 0.0 + 14.0 -1999 + 1999 0.0 + 1999 0.1 °C 0.01 pH 1 mV 1 S 18 Il Micro – Processore (P) calcola su base programmabile i valori minimo, medio, massimo dei parametri. Le elaborazioni eseguite dal P sono registrate localmente su una stampante da pannello a 40 colonne. Il sistema di visualizzazione locale è costituito da un VISUALIZZATORE ALFANUMERICO a cristalli liquidi retroilluminato 640 x 480. Il programma consente di acquisire i dati che vengono memorizzati su memorie statiche. L’alimentazione del Micro – Processore è tamponata a 12 V cc per consentire la comunicazione tra l’unità periferica ed il Centro, anche in caso di mancanza di energia di alimentazione di rete. Le parti elettromeccaniche ed elettroniche sono contenute in armadio in acciaio con porta a giorno, verniciato di colore RAL 7032 in esecuzione IP 55 con telaio interno Rack girevole di 180°. Supporto parta idraulica in PP montato sul lato sinistro dell’armadio, contenente tutti gli accessori idraulici, pneumatici, elettrovalvole e celle portaelettrodi con relativi elettrodi. 3.1.1 Software di periferica Le apparecchiature elettroniche di governo della periferica del sistema sono dotate di elettronica intelligente, con propri programmi di gestione dei segnali e delle misure presenti ed in grado di comunicare con un eventuale centro. I programmi residenti sulla periferica consentono di gestire il sistema localmente o dal centro sia per quanto riguarda il funzionamento di eventuali comandi che per i parametri di controllo. 3.1.1.1 Principali funzioni dell’unità periferica La centralina periferica di monitoraggio svolgerà le seguenti funzioni: ricevere in continuo le misure dei parametri collegati; gestire i cicli di prelievo di campionamento; effettuare un ciclo di elaborazione locale mantenendo in memoria tutti i valori di questi segnali, aggiornamenti ad ogni nuova interrogazione: a seconda del tipo di misura, il valore da mantenere in memoria potrà essere il minimo, massimo e medio a partire dall’ultima chiusura mediale. Il ciclo di elaborazione sarà basato su parametri modificabili sia dalla tastiera di bordo che da programmatore portatile (PC) collegabile attraverso una porta RS 232; effettuare un ciclo di elaborazione locale attraverso il quale realizzare una serie di controlli automatici che verranno attuati attraverso le uscite digitali di comando delle apparecchiature; è possibile caricare da postazione locale la configurazione dell’intero sistema della centralina. Ciò consente di modificare non solo le variabili di funzionamento ma anche i programmi esecutivi; inviare comandi di avviamento, stacco pompa, comando di valvole, cicli di autopulizia, attivazione segnali e di quanto altro richiesto dalla tipologia di ogni singola stazione, sia in funzione delle elaborazioni di controllo automatico, sia in seguito a comandi impartiti dalla centrale di supervisione; al verificarsi di situazioni anomale o previste dai programmi, l’unità di controllo sarà in grado di chiamare la centrale per trasmettere la situazione di allarme verificatosi; 19 ricevere la chiamata dal calcolatore centrale attraverso il modulo di collegamento; inviargli i valori di tutte le misure e controlli mantenute in memoria; ricevere dal calcolatore centrale eventuali comandi di attivazione e disattivazione (digitali) ovvero di regolazioni (analogiche) delle apparecchiature comandabili, ed attuarli, verificando il successo dell’operazione; gestire gli allarmi derivati dallo scatto termico di apparecchiature controllate o dal raggiungimento di soglie prefissate per tutte le misure analogiche. Il sistema di gestione allarmi sarà in grado di individuare il malfunzionamento della stessa centralina di monitoraggio. In seguito al verificarsi di un allarme, e dopo averlo riconosciuto, il sistema effettuerà le seguenti operazioni: attivazione di eventuali comandi automatici previsti in seguito al verificarsi del specifico allarme; possibilità di disattivare (e riattivare) gli automatismi per consentire interventi manuali sia in locale che dal centro operativo; il funzionamento sarà garantito anche in caso di interruzione dell’alimentazione dell’energia elettrica attraverso la batteria tampone. 3.1.1.2 Elettronica di gestione della periferica Per quanto riguarda l’elettronica di gestione della periferica l’unità comprenderà le seguenti parti: elettronica di misura e di comando; interfaccia modem per linee telefoniche commutate; linee dedicate per trasmissione dati. 3.1.2 Sistema informatico di periferica (MC 3104) E’ un sistema modulare intelligente a micro – processore studiato per garantire una elevata affidabilità nei più gravosi impieghi industriali. La filosofia di progetto consente un’ampia gamma di configurazioni, dal piccolo sistema autonomo (stand alone) al grande sistema distribuito. Essendo studiato per diagnostica remota, il sistema consente la connessione RS 232 via modem sia in linea commutata che dedicata con relativa parametrizzazione. 3.1.2.1 Caratteristiche CPU CPU NEC 70270 (V41) 16 MHz; configurazione memoria DRAM 512 kbyte; FLASH 2 Mbyte; HD allo stato solido EPROM 1 Mbyte; FLASH 256 kbyte; 2 seriali bufferate RS 232 o 422; 3 Counter Time; 6 Interrupt Channels; 20 3 DMA Channels; Orologio in tempo reale; CPU tamponata durata 5 anni in assenza di alimentazione. 3.1.2.2 Caratteristiche Display LCD tipo grafico; Risoluzione 480 x 256 dots; Area display 640 x 480 mm; Tensione di alimentazione +5 – 13.5 V 35 mA; Temperatura di funzionamento da 0 a + 40 °C; Umidità 85% a 40 °C. 3.1.2.3 Tastiera A 33 tasti funzionali. Il sistema operativo è MS/DOS in lingua italiana ed è possibile acquisire le misure nei tempi voluti con programmi e tempi di ciclo diversi. La stazione potrà inoltre rispondere, quando in funzionamento automatico alle chiamate provenienti dalla centrale operativa. Il protocollo di dialogo fra centrale e periferica è comprensivo di tutti i controlli necessari a garantire la corretta trasmissione delle informazioni. La stazione periferica è in grado di eseguire autonomamente programmi o procedure in modo da verificare il corretto funzionamento delle apparecchiature installate a bordo. L’unità periferica può gestire telemisure, telesegnali e telecomandi. Potrà quindi eseguire comandi in loco sia sotto il controllo di programmi di monitoraggio della strumentazione di bordo, sia come ordini provenienti dal centro. L’unità periferica è dotata di un modulo per l’interfacciamento con l’elettronica di comando dei vari analizzatori (parametri) e con tutte le sonde presenti nella stazione stessa. Al verificarsi di situazioni anomale o previste dai programmi di controllo, l’unità di governo chiamerà la centrale per trasmettere l’allarme verificatosi. L’unità periferica è dotata di orologio digitale con visualizzazione di ore, minuti, secondi, giorno, mese ed anno che consente di registrare i fenomeni, con riferimento al tempo assoluto. L’intero sistema periferico è assistito inoltre da un’opportuna diagnostica per la ricerca dei guasti e la presentazione dello status della rete. Il software residente provvede automaticamente alla segnalazione delle situazioni di guasto con una serie di messaggi di errore e, se richiesto, registrerà gli stessi con opportuni codici. Oltre alle istruzioni standard, l’unità periferica dispone di istruzioni espressamente previste per l’acquisizione in automatico dei dati. Ad esempio, al verificarsi di un evento considerato di interesse, l’unità potrà decidere autonomamente di aumentare la frequenza del ciclo di mediazione per acquisire una maggiore quantità di dati oppure interrompere l’eventuale autopulizia e quindi seguire il fenomeno con maggiore attenzione. 21 La periferica è dotata di batteria tampone per garantire il funzionamento anche in caso di mancanza di alimentazione di rete per almeno 4 h (esclusa la parte di potenza) con ripristino automatico al ritorno dell’alimentazione da rete. La stazione può essere programmata attraverso un terminale od un PC descrivendo la topologia (tipo e qualità dei sensori collegati) e la loro tipologia (tipi di misura, limiti, unità ingegneristiche, formule correttive, numero di decimali, ecc.) della linea di misura, nonché le modalità di interrogazione (tempi di scansione, programmi da eseguire, ecc.). 3.1.2.4 Schede di ingressi / uscite Ognuna di queste schede è dotata di uno o più microprocessori autonomi per gestire direttamente dalle schede le funzioni richieste. Questi moduli si possono comporre in diverso numero per rispondere alle diverse esigenze delle varie stazioni periferiche e a future espansioni. 3.1.2.5 Moduli di comunicazione Con questi moduli sarà possibile il collegamento tra i vari blocchi del sistema e unità esterne (computer, stampanti, monitor, ecc.). 3.1.2.6 Modulo di memorizzazione dati mobile (floppy disk) Serve per registrare in copia di sicurezza i dati richiesti dalla periferica o nel caso si voglia disporre di un supporto dati estraibile e trasportabile. La capacità è sino a 512 kb con back – up. 3.1.3 Sistema di adduzione acqua Il sistema idraulico è costituito da 4 parti: 1. ingresso linea analisi: composto da una conduttura in PVC da 1”, da una colonna idraulica a battente fisso e da una valvola di aspirazione; 2. linea analisi: composta da condutture on / line in PVC da ½” e valvola manuale; 3. scarico linea analisi: composto da una conduttura in PVC da 1”; 4. scarico colonna: composto da una conduttura in PVC da 1 1/4” con presa di aspirazione. 3.1.4 Stampante locale La stampa dei dati elaborati avviene nei seguenti casi: allo scadere del tempo di mediazione; su allarme stampa il parametro ed il valore di allarme; su richiesta si ottiene stampa dei dati precedenti (dell’ultima media chiusa). Nella stampa viene indicato il numero di matricola dell’impianto, l’ora e la data della stampa e su ogni riga successiva il simbolo del parametro seguito dai valori medio, minimo, massimo dell’ultima media elaborata. 22 3.1.4.1 Specifiche tecniche stampante Dimensione matrice velocità di scrittura: temperatura di esercizio: nastro inchiostrato: durata nastro: larghezza carta: 0.33 x 0.33 mm; 0.7 righe/s; 0 + 50 °C; cartuccia ERC 09; 200.000 caratteri; 57.5 mm. 3.1.5 Operazioni di autopulizia A garanzia della accuratezza delle misure, i sensori vengono sottoposti ad un lavaggio periodico ed automatico, con appositi detergenti. Il gruppo di autopulizia comprende: 1. gruppi pneumatici di comando e regolazione aria; 2. compressore; 3. gruppi di elettrovalvole; 4. gruppi di valvole pneumatiche; 5. iniettori montati sulle celle portaelettrodi autopulenti; 6. tanica detergente per pulizia con elettropompa dosatrice. Il compressore asservito al sistema di lavaggio fornisce aria compressa all’intero sistema della stazione di rilevamento. Tutte le fasi automatiche connesse al sistema di misura sono gestite dal microprocessore. In particolare esso provvede alla attuazione delle sequenze di: acquisizione delle misure; spurgo dei gruppi di prelievo; pulizia degli elettrodi; dosaggio del detergente; comando attuatori: elettrovalvole, relè, ecc.; blocco della misura durante le fasi di autopulizia; controllo presenza pressione compressore; comando valvole pneumatiche; valvola non ritorno detergente; presa aria ingresso compressore. Inoltre, l’unità microprocessore viene programmata in modo da verificare eventuali stati di allarme, quali fuori scala dei parametri, mancanza pressione o invio acqua, ecc.. Il pressostato PS è tarato in modo da interrompere il funzionamento della centralina la quale entra in allarme in caso di pressioni fuori dal range previsto. 3.1.5.1 Ciclo di autopulizia Il ciclo di lavaggio è necessario per impedire la formazione, o rimuovere i depositi che si formano attorno all’elettrodo posto nella cella di misura, per tal motivo vengono eseguiti periodicamente dei lavaggi ai sensori con apposito liquido detergente. 23 Il ciclo di lavaggio viene eseguito automaticamente tramite la micro – pompa montata sulla tanica contenente il detergente (miscela al 40% di liquido detergente puro e 60% di acqua). La micro pompa assicura il dosaggio della quantità di liquido da spruzzare sugli elettrodi. 3.1.6 Allarmi 3.1.6.1 Allarme per superamento soglia Durante il funzionamento normale dell’impianto, se il valore di un qualsiasi parametro è superiore o inferiore al range impostato per la durata ininterrotta del valore del tempo impostato, viene eccitato un relè che segnala l’allarme in corso mediante accensione di lampada, visualizzazione sul display del parametro in allarme con stampa dell’evento. Quando per almeno un certo tempo impostato il parametro rientra nei valori normali, cessa lo stato di allarme e si spegne la lampada di allarme. Per ogni parametro è associato un proprio tempo impostabile per avvio e cessazione allarme. 3.1.6.2 Allarme per mancanza d’acqua La stazione di monitoraggio ha l’obiettivo di mantenere costantemente controllata l’acqua di analisi. E’ quindi importante che in nessun istante il flusso d’acqua da analizzare sia interrotto. La mancanza d’acqua viene segnalata dal sensore di conducibilità quando il valore del parametro scende, ininterrottamente per il tempo x, sotto i 70 S. Questo controllo è attivato solo durante il funzionamento normale ed è sospeso durante i cicli di lavaggio, durante la calibrazione e durante le operazioni di pulizia 3.1.7 Caratteristiche tecniche sensori 3.1.7.1 Sensore di temperatura Misura di Sensore Guaina esterna Range di misura Montaggio AMPLIFICATORE TRASMETTITORE: Tipo Sensibilità Compensazione da temperatura Riproducibilità Temperatura di lavoro Indicatore Set point Uscita Interfaccia Montaggio Alimentazione temperatura PT 100 OHM In AISI 316 -5 + 50 °C In cella della conducibilità analogico 0.1 ° C 0.1 % f.s. -10 + 60 °C lettura su display 4 – 20 mA A/D 12 bit multiplexer 8/16 canali Su cestello RACK in formato EURO 12 Vcc optoisolati 24 3.1.7.2 Sensore di pH Misura di Elettrodo Riferimento Range di misura Temp. Di lavoro Pressione Montaggio AMPLIFICATORE TRASMETTITORE: Tipo Sensibilità Compensazione da temperatura Riproducibilità Temperatura di lavoro Indicatore Set point Uscita Interfaccia Montaggio Alimentazione pH (ione idrogeno) Vetro sigillato doppia giunzione Incorporato 0.0 – 14 di pH 0 + 60 °C 5 Bar In cella autopulente Analogico 0.01 di pH Automatica da sensore PT 100 OHM 0.1 % f.s. -10 + 50 °C lettura su display 4 – 20 mA A/D 12 bit multiplexer 8/16 canali Su cestello RACK in formato EURO 12 Vcc optoisolati 3.1.7.3 Sensore conducibilità Misura di Cella Range di misura Temp. Di lavoro Elettrodi Supporto Montaggio AMPLIFICATORE TRASMETTITORE: Tipo Sensibilità Compensazione da temperatura Riproducibilità Temperatura di lavoro Indicatore Set point Uscita Interfaccia Montaggio Alimentazione Conducibilità K1 0.0 + 2000 S -10 + 50 °C AISI 316 aperti per l’autopulizia In PVC grigio In cella autopulente Analogico 0.1 S Automatica da sensore PT 100 OHM 0.1 % f.s. -10 + 60 °C lettura su display 4 – 20 mA A/D 12 bit multiplexer 8/16 canali Su cestello RACK in formato EURO 12 Vcc optoisolati 3.1.7.4 Elettrodo per potenziale Redox Misura di Elettrodo Riferimento Range di misura Temp. Di lavoro Pressione Riferimento Potenziale Redox mV Vetro sigillato doppio gel Incorporato -999 + 999 mV -5 + 80 °C Max 10 bar Pt ad anello 25 Montaggio AMPLIFICATORE TRASMETTITORE: Tipo Sensibilità Compensazione da temperatura Riproducibilità Temperatura di lavoro Indicatore Set point Uscita Interfaccia Montaggio Alimentazione In cella autopulente Analogico 1 mV Automatica da sensore PT 100 OHM 0.1 % f.s. 0 + 50 °C Lettura su display 4 – 20 mA A/D 12 bit multiplexer 8/16 canali Su cestello RACK in formato EURO 12 Vcc optoisolati 3.1.8 Campionatore automatico Il campionatore automatico è un dispositivo atto al prelievo dei campioni d’acqua e alla loro conservazione entro contenitori refrigerati della capacità di 2 litri. Ciò consente una successiva analisi in laboratorio. I campioni vengono prelevati secondo una temporizzazione scelta dall’utente o conseguente ad una rilevazione di anomalia di qualunque dei parametri controllati. Il campionatore è costituito da una cella frigorifera termostatata, da un gruppo di 13 elettrovalvole e da 12 contenitori (bottiglie) da 2 litri cadauno. Tramite la tastiera locale l’utente imposta i parametri che sono inviati al microprocessore per gestire il programma di prelievo automatico. Per ogni bottiglia sono memorizzati e stampati i seguenti parametri: n° della bottiglia: se è seguito dalla lettera “A” indica che il prelievo è avvenuto a seguto di superamento di soglia di allarme; ora di inizio del campionamento; ora di fine del campionamento; giorno e mese del campione; stato di riempimento della bottiglia in percentuale. L’intervallo tra un campione e l’altro può essere programmato da 15 a 9999 minuti. 3.1.8.1 Caratteristiche tecniche campionatore CONTENITORE REFRIGERATO (FRIGO) Volume 12 campioni da 2 lt. Cadauno Campioni Mantenimento a 4 °C di temperatura Prelievo Da pompa peristaltica Programmazione Termostatazione e campionamento Distribuzione Elettrovalvola a pinza Potenza 0.4 kW Alimentazione 220 / 240 V 50 Hz Protezioni Magnetotermiche Dimensioni 700 x 600 x 1400 mm Accessori 1 vassoio con 12 bottiglie di riciclo Peso 60 kg circa CONTROLLO TEMPERATURA CAMPIONATORE: Misura di Temperatura Sensore PT 100 OHM 26 Guaina esterna Range di misura Montaggio AMPLIFICATORE TRASMETTITORE Tipo Sensibilità Compensazione da temperatura Riproducibilità Temperatura di lavoro Indicatore Set point Calibrazione Uscita Uscita Interfaccia Montaggio Alimentazione In AISI 316 -5 + 50 °C In cella conducibilità Analogico 0.1 °C 0.1 % f.s. -10 + 60 °C Lettura su monitor PC Fino a 2 impostabili da PC Da PC con guida automatica PT (test amplificatore) 4 – 20 mA A/D 12 bit multiplexer 8/16 canali Su cestello RACK in formato EURO 12 Vcc optoisolati 27 4 Descrizione delle stazioni periferiche STAZIONE DI MONITORAGGIO LEGENDA DEI PARAMETRI MONITORATI METEO/CLIMATICI (1): Velocità del vento Direzione del vento Temperatura dell'aria Umidità relativa Pressione atmosferica Radiazione solare Quantità della pioggia CHIMICO/FISICI (2): Temperatura dell'acqua pH Ossigeno disciolto Conducibilità Potenziale Redox Torbidità Solidi sospesi Solidi sedimentabili Nella Figura 5 bis si riporta la localizzazione dei pozzi e delle stazioni di monitoraggio in continuo della falda del Bisagno. 28 Stazione: PIAZZA GIUSTI Bacino idrico di riferimento: BISAGNO Provincia: GENOVA Comune: GENOVA Località: S. FRUTTUOSO Coordinata Xgb: 1496340 Coordinata Ygb: 4917100 Quota (m): 8.5 Tipologia monitoraggio: QUALITA' ACQUA DI FALDA Struttura : MANUFATTO IN CALCESTRUZZO Parametri monitorati: CHIMICO FISICI: TEMPERATURA, pH, CONDUCIBILITA’ E POTENZIALE REDOX Caratteristiche: - La stazione esegue analisi in Multistream di n° 6 pozzi circostanti. - Autocampionatore per le analisi dei vari pozzi. - La stazione rileva i dati durante il periodo di alimentazione dell’acquedotto cittadino. 29 Stazione: PIAZZA P. DA NOVI Bacino idrico di riferimento: BISAGNO Provincia: GENOVA Comune: GENOVA Località: S. FRUTTUOSO Coordinata Xgb: 1495975 Coordinata Ygb: 4916575 Quota (m): 6.1 Tipologia monitoraggio: LIVELLO DI FALDA E PORTATA Struttura : MANUFATTO IN ACCIAIO Parametri monitorati: LIVELLO FALDA Caratteristiche: - La stazione esegue misura del livello della falda tramite il pozzo spia dell’acquedotto. 30 Stazione: VIA TREBISONDA Bacino idrico di riferimento: BISAGNO Provincia: GENOVA Comune: GENOVA Località: S. FRUTTUOSO Coordinata Xgb: 1496285 Coordinata Ygb: 4916480 Quota (m): 6 Parametri monitorati: LIVELLO FALDA Tipologia monitoraggio: LIVELLO DI FALDA, PORTATA E QUALITA' ACQUA DI FALDA Struttura : MANUFATTO IN CALCESTRUZZO Parametri monitorati: LIVELLO E PORTATA CHIMICO FISICI: TEMPERATURA, pH, CONDUCIBILITA’ E POTENZIALE REDOX Caratteristiche: - La stazione esegue misura del livello della falda e dei parametri chimico fisici per tutto l’arco dell’anno e misura della portata emunta durante l’alimentazione dell’acquedotto cittadino. 31 Stazione: GAVETTE Bacino idrico di riferimento: BISAGNO Provincia: GENOVA Comune: GENOVA Località: GAVETTE (PORTINERIA) Coordinata Xgb: 1496898; Coordinata Ygb: 4920130 Quota (m): 30,60 Tipologia monitoraggio: QUALITA' ACQUA SUPERFICIALE QUALITA' ACQUA DI FALDA PARAMETRI IDROMETEOROLOGICI Struttura: CABINA IN PRFV Parametri monitorati: LIVELLO/PORTATA CORSO FLUVIALE LIVELLO FALDA METEO CLIMATICI (1) pH PIOGGIA COMDUCIBILITA' PIOGGIA CHIMICO/FISICI (2) AMMONIACA T.O.C. Caratteristiche: - La stazione è costituita da una linea di analisi che effettua le misure dell'acqua superficiale del Bisagno e dell'acqua di un pozzo sulla falda con metodo di multi-stream in commutazione. - Software e hardware di gestione delle autocalibrazioni chimico/fisici. - Autocampionatore per l'acqua superficiale, pluviale e di falda. 32 5 Appendici Appendice 1: Schema della stazione periferica di P.zza Giusti Appendice 2: Schema dei collegamenti idraulici e pneumatici per la stazione di P.zza Giusti 33 Appendice 1: Schema della stazione periferica di P.zza Giusti Appendice 2: Schema dei collegamenti idraulici e pneumatici per la stazione di P.zza Giusti
