filippetti: smart platform e oltre con la pc-based automation

FILIPPETTI:
SMART PLATFORM
E OLTRE CON LA
PC-BASED AUTOMATION
DI BECKHOFF
Filippetti, con sede a Falconara Marittima (AN),
ha sviluppato un’architettura mediante la quale è
possibile gestire in modo integrato l’impiantistica di
edifici privati e pubblici. Il monitoraggio pervasivo dei
parametri ambientali e infrastrutturali è affidato agli
innovativi sensori Evolvea che, oltre alla grandezza
misurata, restituiscono la posizione nello spazio 3D
con una precisione di pochi millimetri. Un elemento
che velocizza dona brio al sistema è l’EmbeddedPC di Beckhoff, il quale fornisce la necessaria
potenza di calcolo in ambiente standard WindowsPC per implementare interfacce accattivanti e
funge anche da access-point verso il data center,
dove confluiscono tutti i dati raccolti.
Le radici del gruppo Filippetti risalgono al 1974,
ma è con l’avvento prima e il consolidarsi poi delle
moderne tecnologie informatiche che l’azienda
si trasforma in inizia a farsi gruppo, con l’apertura
di filiali anche sui mercati europei in Germania,
Svizzera e Serbia. Da tradizionale system
integrator legato all’informatica tipica dei mondi
gestionale (database, sistemi documentali, CRM,
sicurezza ecc.), Filippetti ha via via evoluto le
proprie competenze verticalizzandosi in numerosi
mercati, tra cui la Building Automation o, per
meglio dire, il mondo dell’automazione intelligente
delle infrastrutture. Ciò grazie all’architettura Smart
Platform, con la quale è possibile gestire in maniera
integrata non solo gli impianti tecnologici di edifici
privati e pubblici, ma anche realizzare applicazioni
in ambito di smart city.
Sensori intelligenti per edifici intelligenti
È stata la stretta collaborazione con il mondo
universitario a consentire a Filippetti di compiere
il passo più importante, e forse decisivo, verso il
mondo della Building Automation. L’integrazione
nel Gruppo di Smart Space, spin-off
dell’Università Politecnica delle Marche, permette
qualche anno fa a Filippetti di completare le sue
competenze software con solide expertise in
ambito hardware. In particolare, Smart Space
porta in Filippetti una tecnologia sensoristica di
ultima generazione che, grazie a un innovativo
metodo di georeferenziazione, dischiude
all’azienda nuove modalità di approccio verso
il mondo della sicurezza, del controllo accessi,
del monitoraggio energetico, del comfort
ambientale, finanche del tracking di oggetti e
persone. Caratteristica quest’ultima che, ad
esempio, può consentire agli RSPP di fare
l’appello digitale via smartphone in caso di
raduno nei punti di raccolta o di verificare se i
lavoratori stiano indossando correttamente i
necessari DPI sul luogo di lavoro (ad esempio
caschetto e occhiali protettivi in cantiere o su
una catena di montaggio).
Il sistema di localizzazione utilizzato dai sensori,
attualmente commercializzati con il marchio
Evolvea, società del gruppo Filippetti, non utilizza
la classica tecnologia GPS, bensì la tecnologia
Smart Space, che si avvale di una serie di
riferimenti - in gergo tecnico denominati ‘boe’ –
che consentono di identificare la posizione del
dispositivo in uno spazio 3D con una precisione
che può spingersi fino al centimetro. Dunque
alla misura della grandezza monitorata (una
temperatura, una intensità luminosa, un contatto
aperto o chiuso ecc.) il sensore abbina l’accurato
rilevamento della posizione spaziale, il che lo
rende adatto a una molteplicità di impieghi, tra
cui l’assistenza di persone con mobilità ridotta o il
monitoraggio di pazienti in strutture ospedaliere.
Ampia libertà di configurazione
L’architettura di sistema, che può anche vedere
l’impiego di migliaia di sensori, non pone vincoli
di cablaggio o di configurazione. La topologia
della rete è infatti di tipo mesh e al suo interno
trovano posto una serie di ripetitori wireless
verso un access point, il quale ha il compito
di trasferire a un data center, via cloud, le
informazioni acquisite per renderle disponibili
ad agli applicativi verticali. Più sensori Evolvea
possono inoltre essere configurati per formare
supersensori, consentendo così agli sviluppatori
di creare ‘sensori virtuali’ caratterizzati da logiche
complesse e completamente personalizzate.
L’idea dell’edificio supertecnologico concepito
da Filippetti fa leva sui concetti appena descritti
di sensoristica evoluta e di architettura smart.
È in questo contesto che è nata e si è sviluppata
la collaborazione con Beckhoff, partita alcuni anni
fa nell’ambito di un progetto di controllo varchi
e successivamente evoluta in un’applicazione
per la gestione integrata di infrastrutture
complesse. Come ci spiega Roberto Larghetti,
Solution Architect di Filippetti S.p.A., “per le
sue caratteristiche di affidabilità, flessibilità e
completa apertura ai più disparati protocolli
di comunicazione, l’architettura PC-based di
Beckhoff si è dimostrata la soluzione più adatta
per assolvere alle funzioni di access point ed
elaborazione logica dei segnali provenienti dalla
rete di sensori distribuiti”.
Hardware, software e comunicazione:
tutto è standard
“L’impiego della piattaforma PC-based di
Beckhoff in sostituzione delle tradizionali logiche
PLC ci ha consentito di compiere un decisivo
passo in avanti”, racconta Larghetti. La CPU
attualmente utilizzata è un CX8090 in ambiente
Windows CE, che si avvale di un client MQTT,
un protocollo di messaggistica leggero che
utilizza TCP/IP per comunicazioni multicast in
applicazioni IoT (Internet of Things). È quindi
possibile interrogare e gestire le logiche Beckhoff
in vari modi: da data center, da smart device, via
web o anche da locale, ad esempio attraverso
un pannello HMI dedicato.
“Le potenzialità dell’architettura Beckhoff ci
stanno spingendo a compiere un ulteriore
passo in avanti, verso l’impiego di una
piattaforma full-PC equipaggiata con Windows
ES7 (Embedded Standard 7, n.d.r.)”, prosegue
Larghetti. L’obiettivo è quello di sfruttare tutte
le potenzialità offerte dall’hardware Beckhoff
per gestire in maniera attiva l’interfaccia verso
il data center ed eseguire in un unico ambiente
integrato tutte le funzioni di elaborazione delle
informazioni precedentemente gestite su un PC
separato.
Un sistema aperto, affidabile e semplice
da programmare
Uno dei principali punti di forza che ha portato
Filippetti a scegliere Beckhoff è la semplicità
con cui il sistema può interfacciarsi con tutte
le più diffuse tipologie di I/O (digitali, analogici,
interfacce seriali ecc.) e bus utilizzati in ambito
sia building che industriale (EIB-KNX, Dali,
LON,SMI, DMX, M-BUS, MP-BUS, Modbus
TCP/IP e RTU, BacNET/IP, OPC-UA, Ethernet
TCP/IP ecc.)
“Questa caratteristica si traduce in un concreto
vantaggio nelle applicazioni di refurnishment,
(ristrutturazione, n.d.r.), dove la nostra architettura
è in grado di integrare i sistemi esistenti, di
qualunque tipo essi siano, ampliandole con
nuove funzionalità”, afferma Larghetti, che
prosegue indicando nell’affidabilità e nella
capacità di supporto globale della rete Beckhoff
altri due importanti parametri di valutazione. E non
solo. “Anche la semplicità di programmazione
si è rivelato un aspetto decisivo, tant’è che la
tipologia di linguaggio e l’ambiente di sviluppo
sono pressoché simili a quelli normalmente
utilizzati da uno sviluppatore IT. E questo per noi
era molto importante”.
garantita da un PLC CX2020 che funge anche
da server locale del sistema di monitoraggio
Filippetti; tale sistema è costituito da un
infrastruttura wireless a supporto della rete di
sensori di monitoraggio a batteria; in particolare
vengono stati installati sensori di presenza e
luminosità distribuiti uniformemente nell’ edificio.
Attraverso la piattaforma web appositamente
realizzata sarà possibile definire schedule
di accensione e spegnimento degli impianti
oltre alla gestione in automatico del sistema.
Il sistema è studiato per un controllo globale
dell’edificio, un controllo per piano o di zona. Il
sistema automatico prevede infine l’ accensione
degli impianti di illuminazione e riscaldamento
nell’area in esame regolata dalla presenza e
dal valore di luminosità rispetto al set-point di
Building Automation “Sistema di
luminosità fissato(per la sola illuminazione).
automazione per nuova sede dell’ ente
Un sistema di questo tipo consentirà una
“Città metropolitana di Roma”
L’intervento prevede un’infrastruttura di notevole semplificazione della gestione dell’
automazione dei sistemi di illuminazione e edificio oltre a notevole risparmio energetico
riscaldamento del nuovo edificio dell’ ente “citta legato all’ ottimizzazione dell’ uso degli impianti
tecnici.
metropolitana di Roma”.
L’esigenza dell’ente è infatti quella di realizzare un
sistema di gestione centralizzata degli impianti
di illuminazione e riscaldamento dell’ immobile,
integrato da un sistema di sensori ambientali di
monitoraggio in grado di attuare in automatico
tali impianti. L’edificio a pianta rettangolare si
sviluppa su 30 piani fuori-terra con struttura
in cemento rivestito esternamente in vetro. Il
Building presenta un nucleo centrale interno
nel quale sono collocati i principali vani tecnici
e i collegamenti verticali dell’ immobile (scale e
ascensori). La soluzione prevede l’utilizzo di 27
CX8090 (uno per piano) collocati nel quadro
elettrico principale di piano. Ciascun PLC
permette l’attuazione di tele-ruttori a servizio
delle principali linee elettriche di alimentazione di
www.beckhoff.it
luci e sistemi di condizionamento (fan-coil).
La gestione centralizzata dei singoli CX8090 è
www.gruppofilippetti.it