IO-Link Balluff per centrale idroelettrica in Africa

La tecnologia IO-Link per il cablaggio intelligente di Balluff ha consentito di migliorare commissioning e comunicazioni bus nella centrale idroelettrica di Mount Coffee, sul fiume Saint Paul in Liberia, a 30 km a nord-est della capitale Monrovia. La diga di Mount Coffee ha una lunghezza di 160 metri, e impiega 10 paratoie radiali ciascuna lunga 15 metri. Distrutta quasi interamente nel corso della guerra civile terminata nel 2003, a giugno 2014 la Liberia Electricity Corporation ha incaricato un consorzio di aziende per la sua ricostruzione.

Tra le compagnie coinvolte nel progetto figura la austriaca Andritz Hydro, fornitore globale di componenti elettromeccanici e servizi per centrali idroelettriche, con già una lunga storia di collaborazione con Balluff nella costruzione di turbine. L’azienda ha fornito in particolare tutte e 10 le paratoie radiali e le quattro paratoie di presa della diga. La pressione sui tempi e costi nella realizzazione dell’impianto ha quindi spinto Balluff a proporre per la prima volta al costruttore l’impiego della tecnologia IO-Link per la comunicazione e il cablaggio della diga. La tecnologia IO-Link di Balluff ha consentito di semplificare notevolmente il cablaggio e la configurazione, impiegando una soluzione ad alta standardizzazione e modulare. A ciò si sono aggiunti la diagnostica semplificata dell’impianto, consentendo inoltre il pre-commissioning in tempi brevi dei componenti prima della loro effettiva installazione da parte dei system integrator.

“In termini di complessità, di compiti da svolgere a livello dei componenti periferici e dei requisiti di networking – spiega Bernd Schneider, Industry Manager per l’Energy in Balluff – una diga è in tutto e per tutto comparabile a un sistema industriale largamente distribuito”. Due IO-Link master Balluff sono stati installati in uno switch box in ognuna delle 10 paratoie radiali e delle quattro paratoie di presa, per la raccolta di 20 diversi segnali dal campo. I segnali provengono da una serie di componenti, quali interruttori di fine corsa induttivi o meccanici, sensori per il controllo della direzione di rotazione delle paratoie, valvole di controllo, regolazione ed esclusione, lampade di segnalazione e interruttori luminosi. Due IO-Link master sono stati quindi installati nella stazione idroelettrica per il collegamento dei sensori e degli attuatori coinvolti. Tutti i componenti in campo sono stati collegati tramite cavi standard a tre fili e connettori M12. In presenza di segnali analogici di alcuni sensori non direttamente acquisibili sono stati infine impiegati adattatori digitali Balluff per la loro conversione in segnali digitali privi di disturbo.

“I benefici sono stati evidenti, a partire dalla riduzione della metà nei tempi di cablaggio – dice quindi Berthold Wiesinger, capo ingegnere elettrico in Andritz Hydro -, offrendo anche un risparmio negli spazi e una visione d’insieme molto più chiara a pulita, con riduzione degli errori. Grazie alla tecnologia IO-Link ogni modulo può quindi essere testato in anticipo in fabbrica, per poi essere semplicemente connesso. Inoltre, i clienti con operazioni globali apprezzano molto il fatto di poter impiegare il sistema IO-Link con qualsiasi sistema di comunicazione, potendo utilizzare la stessa struttura al di sopra del livello bus adattando solamente alle specifiche dei diversi Paesi solo la parte dei nodi bus”.

Infine, la comunicazione bidirezionale consente la diagnostica veloce di possibili errori di connessione e guasti, e la manutenzione da remoto per ridurre downtime e fermi dell’impianto, aprendo inoltre alla possibilità di implementare in modo facile concetti di manutenzione preventiva. Wiesinger è quindi sicuro che la tecnologia IO-Link troverà sempre più largo impiego sia nella costruzione di nuovi impianti che nei progetti di ricostruzione, soprattutto in considerazione dell’invecchiamento delle centrali esistenti e della richiesta crescente di concetti di controllo ed elettronica più avanzati.