Système de télécontrôle de l`éclairage publique milanaise

Système de télécontrôle de l’éclairage publique milanaise
Milan posséde un système de
contrôle de l’éclairage publique
particulièrement efficace. s.d.i.
automazione industriale a pourvu,
pour AEM, à l’installation d’un
dispositif de télécontrôle dans le
respect du ‘Piano Urbano della Luce’
promulgué en 1999 par la commune
lombarde
Le Plan Urbain de la Lumière de la Commune de MIlan
Le projet de télécontrôle Éclairage publique, a été realisé par s.d.i. automazione industriale par compte de
AEM dans le domaine du Piano Urbano della Luce promulgué 1999 par la Commune de Milan, qui
prévoyait la reprise d’un grande partie des installations éclairantes de la métropole. Ce plan intéréssait en
effet, pour ce qui concerne l’éclairage routière, un total de 93431 lampes, 63366 pieux, 14808 suspensions,
418 tours phare. À ces chiffres on adjoint les rélatives à l’éclairage des zones déstinées à parcs et jardins:
9150 lampes et 7490 tours phare. Pour le projet entier la Commune de Milan a affectés 67 millions d’euro.
Pour ce qui regarde les installations d’éclairage publique en dérivation, on a démandé la mise en oeuvre
d’un système de télécontrôle, pour la gestion d’un lot initial de 410 installations, mais prédisposé à la gestion
d’un total de 1500 installations.
Chaque installation d’éclairage publique est constituée d’une petite armoire en vitrorésine qui contient le
tableau de commande et protection auquel on atteste une ligne à 400 Vac pour le branchement au
réseau de distribution électrique et quatre lignes à 230 Vac pour l’alimentation des points lumière.
s.d.i. automazione industriale
La logique de commende pour l’ouverture des circuits de puissance est fournie par un interrupteur
crepusculaire tandis que le lignes d’alimentation des points lumière sont protégées par un dispositif de
signalation et intervention par courant de dispersion et par interrupteurs magnétothermiques qui, en cas de
panne à terre ou court circuit, s’occupe de l’ouverture de la section du circuit intéressée.
Les lignes d’alimentation des dispositifs éclairants sont aussi regroupéss en deux typologies, en
distingueant celles déstinées à l’éclairage de sécurité (viabilité, sécurité du citoyen) de celles déstinées à
l’éclairage scénographique des biens historiques et monumentales.
Le système de télécontrôle a le but de monitorer l’éventuelle intervention de protections présentes dans le
tableau électrique, à la télélecture des consommations énergétiques du chaque tableau, et aussi à
l’organisation des horaires d’allumage et coupure des deues typologies d’éclairage, en bas à l’état des
interrupteurs crepusculaires et à les exigences d’épargne énergétique (coupure anticipée de l’éclairage de
type scénographique).
Les installations intéressées sont distribuées de manière non homogène sur le territoire et peuvent être
densément regroupées en zone déterminées, comme isolées ou en petits groups de 2-3 tableaux en autres;
ça a comporté l’utilisation de divers médias de transmission (téléphonique GSM, téléphonique commutée,
téléphonique dédiée, WAN ethernet) en bas à combien est disponible dans les diverses zones. De plus,
pour minimiser le nombre de connexions vers le centre de télécontrôle, on a choisi de connecter en
miniréseaux en fibre optique, groups de dispositifs de télécontrôle, en déferant seulement à un d’eux la
communication avec le centre.
L’étalement des fibres optiques a été effectué selon le parcours du réseau de distribution IP realisée ex
novo, toujours dans le domaine du Piano Urbano della Luce; on a donc utilisé typologies de pose en
tuyauteries enterrées, en galeries et, dans certains cas, en ligne aérienne.
Un exemple de contrôle et gestion en zone urbaine
Le système de contrôle, est composé pour la partie d’acquisition et contrôle à distance par dispositifs
projetés et realisés totalement par s.d.i., les périphériques RTU µSTAR.
Le centre opératif de télécontrôle, est base sur le système de supervision et contrôle s.d.i. WIN/PSCS 2nd
qu’intégre materiel de marché (Personal Computer et Modem), avec composants s.d.i. qui permettent
d’adopter une architecture duelle avec sauvegarde chaude pour tous les composants avec fonctions
élaboratives.
La gestion des nombreuses lignes de communication qui convergent au même centre est realisée par le
nd
composant de WIN/PSCS 2 dénommé Front End; le produit a été fourni en configuration redondante,
avec une couple de Personal Computer pour chaque typologie de ligne gérée.
L’application est de considérable intérêt pour la variété des médias utilisés pour la connexion des dispositfis
périphériques au centre aussi bien que pour l’importance quantitative et de distribution des dispositifs
contrôlés, qu’arriveront, à projet terminé à 1500 en couvrant la zone urbaine entière de le Commune de
Milan.
Image 1 – Les petites armoires AEM qui contiennent le tableau électrique et la RTU µSTAR (partie supérieure)
s.d.i. automazione industriale
Les exigences
Le but primaire est celui de contrôler, de chaque poste opérateur, le fonctionnement du réseau entier
d’éclairage publique de la ville de Milan. celà signifie, d’une côté contrôler l’état des tableaux électriques
déstinés au gouvernement de l’éclairage (état de protections électriques) et le correct fonctionnement des
photocellules et des lampes, de l’autre pouvoir organiser pour zones de la ville horaires particulières
d’allumage et coupure des dispositifs ou définir pour les éclairages scénographiques horaires de coupure
anticipé dans une prospective d’optimisation énergétique.
Ces fonctionnalités ont donc comme résultat immédiat la simple localisation des pannes du centre de
télécontrôle et la chance d’optimiser la gestion des installations.
Autre exigence est celle de comptabiliser les consommations énergétiques de chaque tableau électrique; la
télélecture des tableaux doit être archivée au centre de manière qu’on puisse avoir automatiquement à
disposition les consommations mensuelles.
Le context urbain
Les choix architecturelles, suivies dans la realisation du système de télécontrôle, tiennent compte des
médias de communication à dispostition du commettant pour la créartion du réseau de télécontrôle.
En particulier, dans le context du “piano urbano della luce”, les installations déstinées à l’éclairage publique
milanaise étaient en phase de reprise et il était donc possible prédisposer, localement à les zones
intéressées par les interventions de renouvellement, canals pour l’étalement de câbles à fibre optique à
usage du télécontrôle.
Chaque unité télécontrôlée est le tableau électrique de commande, qui gére jusqu’à 4 départs trifphases, qui
sont gérées dans les typologies d’éclairage scénographique ou de sécurité, en puissant ainsi commander
selon horaires différents les phares utilisés pour l’éclairage des monuments avec intentions
scénographiques, par rapport à les lampes usées pour l’hordinaire éclairage citoyen.
Le nombre de tableaux est de 360 dand la première phase du projet et ils seront 1500 quand le projet sera
terminé. Il est évident qu’un problème considérable est pouvoir créer une connexion pour le transport de
toutes les données vers le centre de télécontrôle.
AEM a pensé d’utiliser tous les médias de communication qu’avait facilement à disposition dans la zone
citadine; lignes téléphoniques dédiées, lignes téléphoniques commutées et connexions ethernet en WAN
d’entreprise. Pour le zones citadines où on pouvait localiser un point de départ du réseau télémathique AEM
avec les médias cités, on a opté pour une connexion GSM.
Image 2 – position de s.d.i. µSTAR dans les petites armoires routières
s.d.i. automazione industriale
Miniréseaux
Pour réduire le nombre de connexions vers le centre, on a regroupé, où c’était possible, les dispositifs
d’acquisition et contrôle périphériques (RTU), en réseaux en fibre optique avec structure à arbre, dénommés
miniréseaux. La pose de la fibre optique a été exécuté en utilisant surtout les canals prédisposés dans le
domaine de travails de reprise de l’éclairage publique milanaise. Chaque miniréseau est constitué d’un
nombre de dispositifs que, selon la situation des canals présents, change du dispositif stand alone, au group
de 64 dispositifs entre eux liés.
Un des dispositifs du miniréseau (MTU: master terminal unit) est placé en proximité d’un point de présence
du réseau télémathique AEM, ou en alternative il utilise une liason GSM.
MTU actue donc, d’une côté, comme dispositif d’acquisition et contrôle, de l’autre comme concentrateur des
données qui viennent des RTU qui font partie du miniréseau et gérant de la communication vers le centre de
télécontrôle.
Image 3 – La RTU µSTAR et les pages de diagnostique utilisées pour le monitorage des connexions de
miniréseau et vers le centre de télécontrôle
s.d.i. automazione industriale
Fonctions Automatiques
Les RTU aussi bien que les MTU exécutent localement les logiques d’automation qui realisent les
modalités de fonctionnement prévues par le gérant pour les tableaux de commande de l’éclairage.
AEM a démandé l’implementation de logiques de fonctionnement qui tiennent compte de l’état du
miniréseau entier. En particulier on gére l’allumage et le coupure des lampes en considérant l’état de toutes
les photocellules qui sont afférents aux tableaux qui font partie du miniréseau; l’allumage des installations
est conditionnée par la réalisation des conditions d’obscurité, pour une percentage de photocellules définie
par le gérant du système de télécontrôle.
La logique de coupure des dispositifs est completement analogue, exception faite pour l’éclairage des zones
monumentales, dans lesquelles on trouve dispositifs d’éclairage scénographique, pour laquelle on défini un
horaire de coupure anticipée nocturne.
Une modalité alternative de fonctionnement, qui peut être impostée par l’opérateur pour chaque tableau
contrôlés, est celle d’établir horaires préfixés d’allumage et coupure pour les installations, qui seront
considérées valides, abstraction faite de l’état de la photocellule.
Condiction manuelle et dispositifs en sécurité
Il est toujours possibles, de toute manière, agir directement du centre forceant l’allumage et/ou le coupures
des lampes pour chaque dispositif (fonctionnement d’opérateur).
Cette modalité de fonctionnement doit être exclue en cas la périphérique soit isolée du centre, vu que les
installations d’éclairage par elle contrôlées, resteraient en permanence allumés ou éteints. Pour cette
raison, en cas de problèmes de communication dans le système de télécontrôle, les dispositifs se porte
dans une condition de foncitonnement de sécurité. Dans le cas où la communication est interrompue dans
l’intèrieur du miniréseau, allumages et coupures seront asservis à l’état de chaque photocellule de
competence; si, au contraire résulte isolée du centre la MTU, on ripristine le fonctionnement hordinaire
automatique pour les événtuelles périphériques qui se trouvent en état de conduction manuelle.
Alarmes
On garanti les capacités de contrôle et commande locales à chaque dispositif, mais aussi en chaque instant
les signalations d’alarme rélatives à l’état du tableau électrique contrôlé. En particulier on signale les
interventions des protections sur circuits d’alimentation des 4 départs triphase relatives à les lampes et
l’intervention de la protection relative à la photocellule.
on réporte l’éventuelle dispersion de courant vers terre localisée par l’interrupteur différentiel comme
dépasse de première seuil ou déclanchement de l’interrupteur.
De plus on indique l’état de la protection sur l’alimentation du dispositif périphérique de télécontrôle (RTU),
et en cas de manque d’alimentation on signale le fonctionnement avec baterie tampon.
Toutes les signalations citées, sont tout de suite transférées au centre de télécontrôle; dans le cas de
connexion sur ligne commutée est le dispositif périphérique qui s’occupe d’appeler le centre et envoyer
toutes les informations relatives à l’état de fonctionnement du tableau électrique.
s.d.i. automazione industriale
Signales d’état
Les signals acquis des RTU qui n’ont pas significativité immédiate d’alarme sont gérés comme événements,
c’est à dir mémorisés localement au dispositif périphérique et envoyés au centre à la première connexion.
Ces signales sont rélatifs à l’état d’activation des télérupteurs des lignes pour l’allumage des lampes et à
l’état d’activation de la photocellule.
Pour une analyse détaillée de l’état du tableau électrique sont réportées de meme façon les positions de
tous les relais impliqués dans la conduction de l’installation.
Les comptages des consommations sont réportés comme valeur numérique qui est mis à jour au centre de
chaque connexion; comme fonctionnement standard le gérant de l’installation a choisi d’effectuer une
connexion par jour avec toutes les installations (rondes) pour obtenir valeurs quotidiens des consommations
et prévoir à leur archivage près le centre de télécontrôle.
Les contrôleurs à distance: s.d.i. µSTAR
Chaque opération d’acquisition et contrôle local décrie est effectuée du contrôleur à distance.
Le produit utilisé, µSTAR, se présente comme une unité d’acquisition et contrôle vraiment apte à
l’application du télécontrôle de l’éclairage.
Ses caractéristiques de connectivité sur divers médias vers le centre de télécontrôle, la possibilité de gérer
un ultérieur niveau de connexion avec d’autres dispositifs (dans ce cas-là les autres RTU µSTAR connexes
en fibre optique), les fonctionnalités de configurabilité à distance et d’autodiagnostique, mais aussi ses
caractéristiques dimensionnelles, s’harmonisent parfaitement avec les conditions requises démandés par le
système à supervisionner et contrôler. Dans la version employée dans cette application µSTAR permet
l’acquisition de 14 signales digitales, le commande de 5 sorties digitales, 5 éntrées analogiques, 1 éntrée
pour compteur fiscale (analogique).
Ls connexione avec le centre de télécontrôle, présente avec continuité dans le cas où on utilise lignes
dédiées ou de réseau ethernet, on la doit au contraire activer par appel téléphonoque en cas de connexion
GSM ou commutée si le contrôleur à distance localise un évenement critique (signalation spontanée).
Pour tous les dispositfs qu’utilisent les lignes commutées ou GSM est aussi établie, pour le centre de
télécontrôle, une politique de rondes pour l’interrogation périodique de tous les dispositifs. De plus, pour
organiser en manière optimale l’utilisation des modem du Centre de Télécontrôle, les possibles pannes et
l’emploi des lignes dédiées à la réception des appels spontanés, les dispositifs périphériques sont gérés
selon regroupements logiques qui en assignenet la gestion à groups de modem présents dans le Centre
(pool de lignes).
Le Centre de Télécontrôle
Le monitorage et la conduction des installations télécontrôlées, le système d’alarmes, les activités de tuning
des paramètres pour le fonctionnement en automatique des dispositifs, sont réalisés par les système de
supervision et contrôle WIN/PSCS 2nd de s.d.i.
Le produit s.d.i. a été utilisé en version redondante et avec séparation sur LAN différents pour les dispositifs
de Supervision (SCADA et IH M) par rapport à ceux dédiés à la gesrtion de la communication vers les
dispositifs périphériques (FrontEnd).
Le Front End est constitué de 6 PC en configuration redondante utilisés respectivement pour la
communication sur lignes dédiées, sur lignes commutées et GSM, sur Ethernet (WAN d’entreprise AEM).
On utilise jusqu’à 50 lignes téléphoniques dédiées, gérées par 50 modem phoniques connexes au Front
End par les cartes ECU de prodcution s.d.i.
Les lignes commutées et GSM sont 5 par typologie et elles sont liées directement par cartes multisérielles
aux respectifs PC de Front End.
s.d.i. automazione industriale
Dans la première tranche du plan urbain de la lumière son prévues en connexion au centre de télécontrôle:
 55 Master Terminal Unit, MTU, liées avec le centre par lignes
téléphoniques dédiées ou
commutées
 20 Master Terminal Unit, MTU, liées avec le centre par liasons wireless avec terminales GSM
 7 Master Terminal Unit, MTU, liées avec le centre sur réseau WAN ethernet d’entreprise
 278 Remote Terminal Unit RTU.
Les dispositifs de supervision et contrôle sont constitués par un SCADA en configuration duelle et 3 stations
de MMI, deues avec double moniteur, connexes sur LAN ethernet.
Sur la station SCADA il ya la base de données des points acquis dimensionné pour un total de 50.000
points, qui sera utilisé dans sa totalité à l’achèvement du plan urbain de la lumière (1500 tableaux de
commande liés).
Les Stations Opérateur
Actuellement une station opérateur MMI est placée en salle tableaux de la Receptrice Nord AEM, une en
salle contrôle et la troisième est une poste à distance connexe sur WAN d’entreprise dans une siège
détaché.
Les pages synoptique utilisables dans les diverses sièges ont différents niveaux de protection des
fonctionnalités disponibles, ajustés à la typologie du personnel que l’utilise.
La présence d’alarmes dans un des tableaux contrôlés, est reportée dans une page qui représente la ville
de Milan subdivisée en zones. La zone où a été localisée une situation d’alarme est mise en évidence avec
le couleur rouge. L’opérateur peut visualiser donc la page de zone, qu’indique la position des tableaux
électriques sur la petite plante topographique des villes et en particulier permet de localiser le tableau pour
lequel a été signalé le panne. Finalement, la page de détail du chaque tableau, reporte le panne spécifique
vérifié et sur démande les détails sur l’état des relais.
Les opérations de prise en charge de part des opérateurs alarmes et la page archive alarmes.
s.d.i. automazione industriale
Image 4 – Séquence de pages pour la visualisation de l’état du chaque tableau électrique et des dispositifs
éclairants
Auto-Diagnostique
Le système gére les alarmes d’installation, mais aussi chaque éventuelles signalation de problème à niveau
de communication (entre les périphériques en miniréseaux ou entre les périphériques et le centre de
télécontrôle) ou de système central (possibles pannes aux composants du centre de contrôle, comme
modem, PC, alimentateurs). Ces caractéristiques d’auto-diagnostique du système, unies à l’utilisation de
composants en double, permet d’intervenir avec l’éventuel rémplacement du composant en panne sans
interrompre l’activité du système.
Gestion des installations
Comme on a déjà dit à propos des fonctionnalités, chaque périphérique peut fonctionner selon une des trois
possibles modalités opératives:
 de miniréseau (fonctionnement ordinair ou de default): l’allumage/coupure se passe an base au
nombre de photocellules actives entre les périphériques qui appartiennent au même miniréseau
 d’opérateur: l’allumage/coupure est commandé directement du poste opérateur
 de tableau horaire: l’allumage/coupure se passe en base à horaires préétablis.
Les opérations sur chaque dispositif sont effectuables directement de la fenêtre de détail.
s.d.i. automazione industriale
La définition du tableau horaire et des paramètres d’installation, aussi bien que les pages qui reportent la
lecture des compteurs sont accessibles par le menu services de système de télécontrôle.
De plus sont disponibles fonctionnalités pour l’envoye de commandes sur groups de dispositifs définis par
l’opérateur lui même.
Image 5 – Pages de récapitulation consommations et de position des modalité de fonctionnement des
dispositifs
Un système ouvert à les Nouvelles Exigences
Le centre de télécontrôle dont on a parlé, pour ce qui concerne la gestion des modalités de fonctionnement
des installations contrôlées, a été realisé en exploitant les caractéristiques de configurabilité du système
WIN/PSCS 2nd .
Les logiques de fonctionnement analysées ont été realisées comme programmes applicatifs d’usager qui
sont utilisés par les contrôleurs périphériques (MTU).
Éventuelles modifications ou extensions à les logiques aujourd’hui implementées sont effectuables par le
logiciel de configuration qui permet l’editing dans un langage conforme au standard IEC 1131.3 des logiques
d’automation. Le téléchargeament est realisable directement du centre de télécontrôle vers les
périphériques MTU intéressés, sans compromettre la continuité de fonctionnement du système.
Un autre dégré de liberté, qui permet la realisation de fonctionnalités particulières est donné par la
possibilité d’implementer fonctions applicatives exécutées à niveau du centre de télécontrôle; dans le cas de
l’éclairage publique ça permettra par exemple la gestion de politiques d’éclairage particulières pour zones
monumentales ou en correspondance d’évenements ou manifestations publiques.
Développements futurs
Le système fourni pourra être completé avec d’autres fonctionnalitées dédiées à la gestion automatique des
trouvabilité du personnel enchargé de la prête intervention.
s.d.i. automazione industriale
nd
La gestion est realisés par un composant de WIN/PSCS 2 , le Gérant Trouvabilité qui se pose comme
système en parallèle aux SCADA présents dans le centre de télécontrôe (ou des centres locales); cette
fonctionnalité permet d’inoltrer automatiquement les appels téléphoniques qui signalent alarmes ou
anomalies de fonctionnement au personnel trouvable, dans les périodes ou le centre ne reste pas défendu.
Les installations éclairantes, distribuées dans la métropole Milanaise peuvent être assignés pour zones de
compétence à équipes de personnel différentes; le sytème de contrôle est capable de localiser pour chaque
point en alarme, la zone d’appartenance. En cette manière on transmet l’appel téléphonique au premier
opérateur trouvable.
Une seconde ligne de développement est localisée par la possibilité de part de chaque dispositif
périphérique (MTU ou RTU) d’interroger dispositifs dédiés au commande et à la diagnose ponctuelle de
chaque lampe en utilisant une ligne sérielle expréssement prédisposée sur le contrôleur µSTAR, pour la
gestion de signales additionnels acquis/envoyés en protocole MODBUS.
s.d.i. automazione industriale