Senza reti di alimentazione intelligenti non è possibile gestire i severi requisiti d’automazione nel settore ferroviario. ©Raymond Püntener.
Il sistema di controllo Siemens per il monitoraggio delle sottostazioni elettriche della linea ferroviaria Cervino-Gottardo ha migliorato il rilevamento guasti e incrementate le performance e l’affidabilità dell’intera rete ferroviaria.
di Umberto Leoni
La linea ferroviaria Cervino-Gottardo (MGBahn) è una delle più grandi aziende di trasporti in Svizzera. Con più di otto milioni di passeggeri all’anno, è un importante fornitore di servizi infrastrutturali per il turismo regionale. La rete ferroviaria di 144 km passa attraverso l’affascinante campagna di Disentis nel Cantone dei Grigioni sull’Oberalppass, a più di 2.000 m di altitudine, attraversa Andermatt nel Cantone di Uri e da lì prosegue via Realp attraverso il tunnel del Furka fino a Oberwald nel Cantone Vallese, e da Briga e Visp fino a Zermatt, sotto il Cervino. A Disentis si collega alla Ferrovia Retica (RhB) – un’operazione congiunta con MGBahn – e corre sul Ghiacciaio Express tra Zermatt e le mete del Cantone dei Grigioni Coira, Davos e Saint Moritz. Con l’estensione delle linee da singolo binario al doppio binario, la linea ferroviaria è diventata anche più interessante per i visitatori della regione.
Siemens ha utilizzato il Ruggedcom RX1500, un componente di rete multiservizio che combina le funzioni Ethernet di uno switch, di un router e di un firewall con connettività WAN.
UN CONTROLLO PIÙ EFFICIENTE
Circa tre anni fa, il reparto di ingegneria di MGBahn ha chiesto a Siemens (www.siemens.it) la pianificazione e attuazione di un programma di aggiornamento del sistema di controllo esistente per le sottostazioni elettriche ferroviarie, compresa l’infrastruttura di rete. “Una gestione efficiente della rete ferroviaria richiede un know-how specifico e soluzioni adeguate. Vogliamo sapere cosa accade su tutta linea in qualsiasi momento. Ciò vale anche per la tracciatura dei treni lungo il loro percorso, la rapida localizzazione e l’eliminazione dei guasti lungo la linea e nelle sottostazioni elettriche su richiesta. L’infrastruttura di rete esistente, con vecchi dispositivi, verrà quindi aggiornata con componenti che non sono solo moderni, ma anche più facili da gestire e mantenere”, spiega il Direttore del progetto Jean-Pierre Waldmann, Responsabile delle infrastrutture tecniche di MGBahn. “In passato la struttura era molto complessa. C’erano due reti distinte con switch e router separati. L’intero sistema si guastava spesso in caso di malfunzionamenti. Raymond Püntener, Project Manager Siemens, Responsabile del progetto MGBahn, ha ideato una soluzione basata su due switch layer 3 per una maggiore velocità e flessibilità di modifica alla rete. Secondo Püntener “il design ridondante permette di ottenere uno switch virtuale da due dispositivi. Se un dispositivo si guasta, l’altro assume automaticamente la sua funzione”.
IL PARTIZIONAMENTO DELLA RETE DI PROCESSO
Siemens ha deciso di utilizzare il Ruggedcom RX1500, un componente di rete multiservizio che combina le funzioni Ethernet di uno switch, di un router e di un firewall con connettività WAN. Lo switch Ethernet e il router TCP/IP sono progettati per l’uso in reti di automazione ad alte prestazioni. La combinazione dei due dispositivi assicura un’elevata affidabilità con media module e alimentatori sostituibili “a caldo”. Il principale vantaggio per l’utente è l’espansione flessibile con i media module. Altro aspetto rilevante nella decisione di utilizzare RX1500 è stato il design robusto del prodotto, in grado di resistere a alti livelli di interferenza elettromagnetica, shock e vibrazioni, insieme alla flessibilità della tensione d’ingresso e il campo di temperatura esteso senza ventilatori di raffreddamento. La rete del sistema di controllo doveva essere divisa in più LAN virtuali (VLAN), ad esempio nella LAN per la verifica dei sistemi di prenotazione o di informazione del cliente. Uno switch Layer 3, come il Ruggedcom RX1500, è ideale per questo compito. Inoltre, il protocollo di ridondanza del router virtuale (VRRP), incorporato nel RX1500, fornisce un metodo per garantire la disponibilità della rete. I due switch RX1500 sono così diventati un’unica unità logica, un router virtuale. La struttura esistente è stata inizialmente scomposta e la rete di processo è stata suddivisa in dieci VLAN. L’alimentazione delle sottostazioni elettriche è controllata dalle stazioni di Briga e Glisergrund che distano circa 4 km e sono collegate in maniera ridondante tramite fibra ottica in vetro. Se uno dei RX1500 si guasta, l’altro assume immediatamente il controllo delle sue funzioni. I collaboratori del centro di controllo del sistema di alimentazione a Brig, monitorano costantemente la qualità dell’approvvigionamento elettrico. Ogni singolo scambio delle linee aeree è effettuato dal sistema di controllo. Le istruzioni sono instradate attraverso la rete del sistema di controllo a ciascuna sottostazione. Lungo la linea, il centro di controllo monitora tutte le 44 stazioni, con sette stazioni collegate tra loro per formare un’unica VLAN. Se si verifica un malfunzionamento su un segmento di linea, il segmento interessato si scollega senza disturbare il funzionamento dell’intero sistema di alimentazione. Dato che i messaggi vengono inviati direttamente al sistema di controllo, l’addetto della centrale può inviare un team di servizio direttamente al segmento di linea interessato.
La linea ferroviaria Cervino-Gottardo (MGBahn) è una delle più grandi aziende di trasporti in Svizzera. ©2016 Matterhorn Gotthard Bahn.
LA MESSA IN SERVIZIO DEI SISTEMI
Il vecchio hardware di entrambi i siti è stato sostituito con nuovi sistemi dato che l’ammodernamento delle attrezzature installate sarebbe risultato tecnicamente ed economicamente impossibile. Come prima cosa, Siemens ha installato il nuovo hardware e il software in un ambiente di prova. La simulazione ha dimostrato una perfetta interazione di tutti i componenti e ha mostrato che i comandi di commutazione arrivano a destinazione come previsto. Il progetto è iniziato con la sostituzione dei sistemi installati con un’infrastruttura hardware intermedia. “Poiché avevamo costruito un sistema ridondante (A + B), siamo stati in grado di convertire il sistema A del dispositivo di alimentazione del centro di controllo in una nuova struttura IP e successivamente testarlo. Una volta che abbiamo ottenuto ottimi risultati, anche il sistema B è stato convertito”, spiega Püntener.
I BENEFICI OTTENUTI
Il Project Manager di MGBahn, Jean-Pierre Waldmann, si ritiene soddisfatto della nuova soluzione: “Senza reti di alimentazione intelligenti non è possibile gestire i severi requisiti d’automazione nel settore ferroviario. Siemens ci ha mostrato come le reti di distribuzione esistenti possono adattarsi al futuro con il nuovo sistema di controllo. Tra i principali risultati ricordiamo i significativi vantaggi nella manutenzione e nell’esercizio, oltre che un routing più semplice”.
Secondo Waldmann, avere un punto di contatto per qualsiasi domanda o richiesta di informazioni legata ai servizi è un altro grande vantaggio. L’assistenza è infatti in grado di monitorare il sistema di controllo in qualsiasi momento attraverso manutenzione remota e sicura via Internet. Il personale può impostare i valori e trasferire gli aggiornamenti del programma anche da remoto. Ciò comporta tempi di risposta più brevi e una riduzione delle chiamate al servizio tecnico.
MGBahn beneficia dei vantaggi delle innovative funzionalità del nuovo sistema di controllo che integra le infrastrutture esistenti con i nuovi componenti hardware e software nelle stazioni di Brig e Glisergrund. Al centro della nuova infrastruttura ci sono due switch Layer 3 le cui funzioni di routing abilitano la comunicazione tra le varie sottoreti IP e la rete di automazione ad alte prestazioni. La nuova infrastruttura migliora il rilevamento dei guasti, accelera il recupero del sistema di alimentazione e aumenta l’affidabilità dell’alimentazione elettrica dell’intera rete ferroviaria MGBahn. ©ÈUREKA!
Altro aspetto rilevante nella decisione di utilizzare RX1500 è stato il design robusto del prodotto, in grado di resistere a alti livelli di interferenza elettromagnetica, shock e vibrazioni.
