Per numero di passeggeri, AENA è il più grande operatore aeroportuale del mondo, con circa 200 milioni di passeggeri all’anno. Per modernizzare l’aeroporto e prepararlo alle esigenze future, sono state apportate migliorie significative all’infrastruttura e ai servizi, fra cui la costruzione di un nuovo terminal T1 e di una nuova pista.
Barcellona, Spagna — Aeropuertos Españoles y Navegación Aérea (AENA) è una società pubblica che gestisce l’aviazione e gli aeroporti civili in Spagna. La sua controllata, AENA Aeropuertos SA, gestisce 47 aeroporti e due eliporti in Spagna, partecipando direttamente alla gestione di altri 28 terminal in tutto il mondo.
Per modernizzare l’aeroporto e prepararlo alle esigenze future, sono state apportate migliorie significative all’infrastruttura e ai servizi, fra cui la costruzione di un nuovo terminal T1 e di una nuova pista. L’obiettivo è trasformare Barcellona-El Prat in un hub europeo di primaria importanza e in uno scalo di riferimento per l’Europa meridionale. Per raggiungere questo obiettivo, i progetti prevedono la realizzazione di un nuovo edificio satellite, quattro ulteriori gate di imbarco, un’area intermodale, manicotti d’imbarco (passerelle telescopiche), un impianto per la gestione del trasporto bagagli, gallerie di servizi di evacuazione e l’ammodernamento del terminal T2.
Nel 2005 gli integratori coinvolti nella gestione dei sistemi di controllo dell’aeroporto erano fra 15 e 20
Ciascun fornitore aveva implementato una soluzione separata, con una molteplicità di tecnologie. Gli addetti dell’aeroporto dovevano imparare a utilizzare tutti questi strumenti, questo rendeva praticamente impossibile che l’infrastruttura funzionasse in modo efficiente. Il personale era sotto forte pressione. Responsabili e lavoratori erano preoccupati che non sarebbero stati in grado di reagire adeguatamente a eventuali guasti o incidenti.
Anche i budget di spesa erano sotto stretta sorveglianza. I contratti con più fornitori facevano lievitare i costi di manutenzione. Inoltre, serviva una formazione supplementare per insegnare al personale la logica dei sistemi di tutti i diversi fornitori.
La struttura del sistema di controllo precedente provocava inoltre ritardi nei tempi di reazione e nella soluzione dei guasti.
Come spiega un integratore, “per controllare l’illuminazione degli edifici, le informazioni apparivano su uno schermo nella sala di controllo, mentre molti altri dati venivano visualizzati nella sala ingegneria. Era quindi impossibile gestire i processi in maniera semplice ed era difficile anche valutare altri aspetti come l’impatto ambientale.”
Nonostante guasti e incidenti ricevessero la massima attenzione, un altro integratore osserva: “Dovevamo analizzare ogni sottosistema per individuare la posizione di un guasto, con tempi di risposta inevitabilmente lenti.”
L’aeroporto di Barcellona-El Prat era giunto a un punto critico. Un altro integratore spiega chiaramente il problema: “Era necessario standardizzare le comunicazioni e l’automazione per creare un ambiente di controllo che fosse all’altezza di una grande infrastruttura come questa.”
La direzione si mise così alla ricerca di una soluzione sul mercato. L’architettura di controllo avrebbe dovuto offrire:
- un’unica piattaforma in grado di accogliere i sistemi di controllo delle infrastrutture esistenti e i loro ampliamenti futuri
- affidabilità, per supportare attività aeroportuali efficienti e sicure e ridurre i tempi di fermo dei servizi aeroportuali
- scalabilità, per accogliere un secondo grande terminal e integrare gli edifici annessi e altri sistemi in un’unica infrastruttura
- economicità, per rispettare i limiti di spesa di un progetto pubblico
Valutando gli obiettivi e i progetti di espansione, AENA ha scelto il software AVEVA, che soddisfaceva i criteri di gestione e, inoltre, era l’unica soluzione non proprietaria in grado di offrire un’alternativa migliore ai sistemi disparati, ai costi elevati e ai problemi operativi che l’aeroporto aveva dovuto sopportare fino ad allora.
Pianificare e applicare nuove regole
La pianificazione anticipata della progettazione del sistema di controllo e le caratteristiche specifiche del software AVEVA si sono unite per aiutare AENA a raggiungere i propri obiettivi.
La fase di progettazione è iniziata con l’obiettivo di apportare il cambiamento tecnologico e anche di sfruttare i punti di forza del software AVEVA sviluppando una nuova routine ingegneristica. Ogni nuovo dispositivo sarebbe stato integrato nella piattaforma di sistema AVEVA in base a una serie di regole comuni e ogni fornitore ingaggiato avrebbe dovuto attenersi a tali regole.
Per ogni elemento da implementare nel terminal e per ogni processo da collegare al sistema SCADA dell’aeroporto, è stato creato un modello di dati specifico. Grazie ad AVEVA, questi oggetti e template hanno potuto essere replicati facilmente, consentendo ad AENA di sviluppare velocemente una libreria per collegare tutti i dispositivi in campo in modo standard.
Secondo gli integratori principali e AENA, il progetto segna un punto di svolta nello sviluppo di sistemi di controllo per gli aeroporti in Spagna
Il sistema basato sul software AVEVA ha risolto due problemi fondamentali: ha evitato la duplicazione del lavoro di ingegneria e, poiché gli oggetti del progetto sono stati prevalidati, il loro funzionamento è garantito, a beneficio di nuove infrastrutture che possono operare con successo.
Nonostante il coinvolgimento di diverse aziende su più progetti, sono state così garantite uniformità, piena connettività ed efficienza, oltre a una significativa riduzione dei costi.
Indipendentemente dalla marca del PLC o da chi l’avrebbe installato, il dispositivo doveva avere un’interfaccia omogenea verso il sistema, come definito nel progetto generale.
Mentre i sistemi di controllo funzionavano in modo discreto ai livelli inferiori, al livello SCADA i processi erano categorizzati e standardizzati. Poiché ogni fornitore ha rispettato le specifiche contrattuali, il sistema è stato integrato con successo.
AENA ha realizzato nell’aeroporto di Barcellona El Prat una soluzione da Smart City che vanta un’infrastruttura dinamica, altamente efficiente, affidabile e sicura.
Cinque passi verso la gestione ottimizzata
Il primo progetto ha riguardato l’integrazione dei sistemi di controllo degli edifici nel terminal T2 esistente. I 35.000 segnali di illuminazione, climatizzazione, sistemi di trasporto dei passeggeri e accessi sono stati portati sulla piattaforma AVEVA. Quindi sono stati integrati i sistemi di controllo per i servizi che avrebbero supportato il futuro terminal T1: vigili del fuoco, protezione civile, rifiuti, gestione delle acque, impianti di pompaggio e altri. Con l’aggiunta di questi segnali, il software AVEVA consentiva ora la gestione di 80.000 segnali da parte di AENA.
A questo punto è stata integrata anche l’infrastruttura di monitoraggio delle centrali elettriche dell’aeroporto e tutto era pronto per l’avvio della terza fase del progetto: l’implementazione dell’infrastruttura per il nuovo terminal T1. Questo progetto triennale di ampio respiro poneva sfide complesse al team di AENA. In particolare, era necessario coordinare i numerosi fornitori del settore pubblico e implementare le nuove procedure e regole di ingegneria definite a monte del progetto. “Se non avessimo deciso fin dall’inizio di creare routine per ogni sviluppo, in modo che potessero essere accoppiate in maniera naturale ad AVEVA, ci saremmo trovati esattamente nella situazione che volevamo evitare,” ricorda Jordi Asensi, Head of Systems and Database Management di AENA Barcelona Airport.
Come hanno fatto?
Prima di costruire il terminal, i processi sono stati validati nel reparto addetto alla definizione dei requisiti dell’utente, dell’interfaccia e del design. Sono stati testati anche modelli per verificare che tutto funzionasse adeguatamente. Una volta costruito l’edificio e implementati i sistemi in campo e l’ambiente di controllo, una società indipendente ha collaudato tutti i sistemi in loco. Al termine del progetto T1, agli 80.000 segnali esistenti ne sono stati aggiunti altri 200.000.
Il quarto progetto ha implementato il sistema automatizzato di trasporto dei bagagli (SATE), che comprende il software per la gestione della movimentazione dei bagagli, la consegna e la segnalazione di guasti/incidenti. Collegando il SATE ad AVEVA, l’aeroporto ha raggiunto uno dei tassi più bassi di bagagli smarriti in Europa, secondo quanto riferisce Asensi.
Il progetto finale ha integrato la centrale elettrica del nuovo terminal (CENAT). La centrale alimenta l’aeroporto ed è il primo impianto che utilizza il “modello aeroporto” di AENA. L’azienda ha adottato questo standard per situazioni e piattaforme specifiche, basate sulle funzioni Model View di System Platform.
Alla fine del 2010, la struttura del sistema di controllo dell’energia (SCE) è stata riprogettata per unificare tutti i sistemi di controllo elettrici sotto un unico punto di controllo. Con questo intervento sono stati unificati i controlli di quattro centrali elettriche diverse, incluso il monitoraggio ambientale di ciascuna centrale (come la misurazione del livello della falda freatica o gli impianti di pompaggio con viti di Archimede per stabilizzare una parte della pista costruita sopra una laguna).
Con il completamento di questi progetti, il nuovo sistema gestisce 700.000 segnali su 80 server che compongono cinque ambienti di controllo.
Un milione e mezzo di segnali… e non è finita
L’ambiente di controllo dell’aeroporto di Barcellona-El Prat è costituito da sistemi operativi estesi. Quando i lavori di ampliamento saranno completati, il sistema gestirà circa un milione di segnali.
Sistemi di gestione degli edifici (BMS) nel Terminal 1 e Terminal 2
- Trasporto passeggeri, con scale mobili, ascensori, nastri trasportatori e ingressi
- Illuminazione
- Condizionamento dell’aria
- Sicurezza antincendio
- Bassa tensione
Supporto operativo ai voli
- Registro dei tempi di permanenza degli aerei agli attracchi per la fatturazione successiva
Controllo e monitoraggio dei servizi accessori ai terminal
- Stazioni di polizia e vigili del fuoco
- Gestione dei rifiuti
- Controllo dell’acqua (livello della falda freatica)
Gestione della centrale elettrica
- CELT: centrale elettrica lato terra
- CELA: centrale elettrica lato aria
- CENAT: centrale elettrica della nuova area terminal
- CEREM: centrale nell’area protetta di El Remolar
- CEN: centrale di condizionamento e riscaldamento integrata nel T1
Movimentazione bagagli
- Supporto al monitoraggio del sistema automatico di trasporto dei bagagli (SATE)
Un benchmark per progetti di edifici automatizzati
La tecnologia AVEVA nel Terminal 1 elabora una moltitudine di segnali e i numerosi processi in corso, tra cui:
Clima: 33 sale tecniche di climatizzazione, 1.000 unità fan coil e 650 ventole. Il sistema gestisce svariati aspetti, dalla generazione di caldo e freddo alla successiva distribuzione, controllando tutti gli elementi (torri di raffreddamento, sale di condizionamento dell’aria, valvole, unità fan coil, comandi nei locali ecc.).
Trasporto meccanico: 250 elementi (scale mobili, rampe, ascensori, tapis roulant ecc.).
Idraulica e sanitari: 247 elementi relativi a pozzetti e pompe, filtri motorizzati, depositi, gruppi di pressione e valvole.
Illuminazione: 10.000 regolatori, sensori, linee e altri elementi vengono supervisionati in tutte le aree del terminal; inoltre, la tecnologia AVEVA supporta anche la gestione dell’illuminazione della struttura.
Impianto pneumatico per i rifiuti: locale rifiuti e contenitori distribuiti per la raccolta differenziata nel terminal. I rifiuti vengono trasportati attraverso un condotto pneumatico a un punto di raccolta, dove vengono prelevati e trasportati da camion per il successivo trattamento.
Bassa tensione: 26 centri di trasformazione che comprendono 300 quadri che possono essere completamente modificati all’interno del sistema e hanno priorità di controllo. Inoltre, 1.300 quadri secondari, ciascuno dei quali contiene uno dei processi per l’alimentazione di energia al terminal, inclusi i gruppi di continuità.
Antincendio: con 30.000 oggetti controllati (rilevatori, CCF ecc.), questo sistema è unico per la sua specificità; fornisce in tempo reale al centro di controllo informazioni sui luoghi a rischio di incendio, abbattendo i tempi di risposta e indirizzando gli operatori in modo preciso.
“Si può individuare un potenziale focolaio d’incendio con soli due click,” osserva Oscar Saco di Abantia Sistemas & Telecom.
I benefici di un ambiente di controllo unificato
Dopo dieci anni di lavoro, l’ambiente di controllo dell’aeroporto è quasi completamente integrato e la scelta del software AVEVA come soluzione standard per la gestione dei 47 aeroporti gestiti da AENA in Spagna è più che mai consolidata.
Piattaforma AVEVA unificata
Secondo il team di AENA, il vantaggio più rilevante finora ottenuto è la capacità di gestire un numero elevato di processi in maniera integrata e simultanea su un’unica piattaforma, nonostante la grande varietà di dispositivi e segnali con linguaggi differenti.
Technical highlights: AENA ritiene che l’architettura dei sistemi di monitoraggio del T1 sia particolarmente rilevante per la sua struttura logica, robustezza e trasparenza. È costituita da un server di sviluppo e da altri 19 server sui quali gira System Platform. Uno di questi funge da repository, cioè un archivio che utilizza il software Historian e contiene le configurazioni di tutti i server. Gli altri server sono strutturati su quattro coppie di server ridondanti che contengono la logica di ciascuna delle parti di gestione dell’infrastruttura, tre coppie di server di comunicazione indipendenti che comunicano con i PLC in campo, e due coppie di server ridondanti con InTouch HMI, che consentono ai clients di collegare e usare gli applicativi.
L’aeroporto ha due centri di elaborazione dati fisicamente separati. In ciascun centro sono collocati server ridondanti collegati attraverso la rete in fibra ottica. In caso di caduta di corrente in un centro, subentra l’altro. L’unico server non ridondante, il repository, sfrutta la tecnologia SAN per replicare continuamente i propri array di dischi sia in locale sia in remoto. Così, se il server cade, i dischi hanno un backup a caldo o un mirror a distanza.
Gli integratori hanno usato il software AVEVA per creare un oggetto speciale allo scopo di gestire potenziali conflitti in questo sistema ridondante.
Definito “controllo delle comunicazioni”, l’oggetto valuta continuamente tutti gli elementi in un particolare processo e prende decisioni in base ai dati disponibili, comunicando il percorso ottimale per tutti gli oggetti che operano per suo tramite. In questo modo si evita di caricare il sistema, definendo percorsi di comunicazione in maniera più organizzata.
Un fattore di sicurezza importante è la connessione fra il sistema di monitoraggio e l’impianto TV a circuito chiuso. Quando scatta un allarme, il software AVEVA consente agli operatori del centro di controllo di visionare le immagini e i luoghi degli eventi, potendo prendere velocemente i provvedimenti necessari per risolvere la situazione. I due sistemi, pur completamente autonomi, sono perfettamente integrati.
“Sarebbe impossibile avere lo stesso modello di gestione con altre soluzioni,”dice Asensi. “La centralizzazione realizzata con la tecnologia AVEVA è fondamentale, perché ci consente di reagire rapidamente ai guasti ed essere proattivi nel miglioramento dei processi, grazie alla disponibilità di informazioni unificate in tempo reale per le nostre analisi.”
Sulla stessa lunghezza d’onda gli integratori di EMTE Sistemas and Abantia Sistemas & Telecom che, nonostante la complessità di gestione delle strutture, vedono una dinamica di controllo molto fluida.
“Ora tutti i terminal vengono gestiti all’interno di un ambiente comune. Ogni sistema funziona con la propria logica, ma AVEVA ha creato un livello di estrapolazione e intercomunicazione che consente di gestire un numero elevato di segnali in maniera unificata,” affermano.
Architettura aperta
Dal punto di vista della direzione, Asensi ribadisce l’importanza dell’architettura aperta della soluzione AVEVA: “Siamo liberi di appaltare i servizi di manutenzione della piattaforma di controllo a qualsiasi società specializzata nelle soluzioni AVEVA.”
E poiché AVEVA ha una rete di 170 system integrator in Spagna, molti dei quali specializzati in grandi impianti, AENA può selezionare i potenziali fornitori mettendoli in concorrenza.
Dati affidabili in tempo reale per migliorare continuamente
Rafael Cortés di EMTE Sistemas, l’integratore incaricato della manutenzione della piattaforma di controllo, cita un aspetto positivo della soluzione che interessa tutti i comparti dell’aeroporto: “Dopo il progetto T2, quando abbiamo cominciato a integrare nuove applicazioni, c’è stato un forte aumento della richiesta di funzionalità originariamente non previste, come ad esempio la gestione ambientale. Grafici e report storici, ad esempio, sono strumenti molto apprezzati. AVEVA ha innescato un processo interno di miglioramento continuo tuttora in atto.”
Un altro vantaggio è che i responsabili di reparto hanno accesso a tutte le informazioni di processo. “Prima i dati erano separati ed era difficile capire e reagire a un guasto. Avevamo un approccio prevalentemente reattivo e l’infrastruttura era più instabile. Ora il sistema offre l’affidabilità necessaria per un aeroporto come quello di Barcellona, considerato uno dei migliori al mondo.”
Gestione centralizzata degli allarmi
Il software offre anche una gestione distribuita degli allarmi in tempo reale grazie a un apposito filtro in ciascun impianto. “Per un aeroporto è inconcepibile una gestione centralizzata degli allarmi, ma questa è la modalità più comune per la maggior parte delle tecnologie in commercio. In caso di guasti o eventi gravi, si viene letteralmente travolti da una valanga di segnalazioni di allarme. AVEVA offre un sistema di raccolta, gestione e distribuzione degli allarmi che ci consente di gestire un numero elevato di eventi, anche migliaia di allarmi al secondo,” spiega Rafael Cortés di EMTE Sistemas.
Facilità d’uso, flessibilità delle modifiche, riduzione dei costi di sviluppo
I template e gli oggetti della soluzione hanno notevolmente snellito il lavoro di ingegneria in tutte le fasi del progetto, come spiega Oscar Saco di Abantia Sistemas & Telecom. “In fase di progettazione, per ciascun gruppo di oggetti sono stati definiti modelli che abbracciano fino a quattro livelli e consentono di apportare modifiche senza dover intervenire su ogni singolo elemento. Gli script dei template definiscono il comportamento di tutti gli oggetti, cosicché si possano apportare modifiche al sistema in modo semplice e sicuro. La navigazione è gerarchica per area, impianto ed edificio, con eventuale copertura di strutture estremamente dettagliate in ogni zona. Inoltre, tutte le comunicazioni con PLC e server avvengono in tempo reale, così come la generazione dei grafici richiesti dagli utenti. Infine, uno strumento di ricerca agevola la localizzazione degli oggetti.”
Carlos Rivas of EMTE Sistemas concorda. “Senza AVEVA sarebbe stato certamente più difficile raggiungere il livello di integrazione che abbiamo oggi. Abbiamo la garanzia che, in qualsiasi aeroporto, il processo sia gestito nello stesso modo e si evitino duplicazioni di lavoro.”
Jordi Oliva di Abantia Sistemas & Telecom aggiunge che modelli, template e oggetti hanno “drasticamente ridotto i costi di sviluppo e la successiva manutenzione, garantendo al tempo stesso l’integrazione di tutte le operations.”
Scalabilità e compatibilità
A partire dal 2000, e nell’arco del progetto di ampliamento, con InTouch HMI AENA ha effettuato la migrazione ad Application Server a System Platform. Ogni nuova release ha supportato la successiva evoluzione del progetto.
Alta efficienza e progresso continuo
Oggi AENA sta raggiungendo l’eccellenza operativa e l’aeroporto di Barcellona-El Prat vanta un’infrastruttura dinamica estremamente funzionale. Circa 15 system integrator lavorano contemporaneamente in un processo completamente standardizzato. L’aeroporto ha 30 licenze utilizzabili simultaneamente, anche se i responsabili spiegano che l’infrastruttura può essere gestita “da soli otto operatori fuori dagli orari di punta”.
Sono in corso circa 30 progetti, fra cui l’integrazione del sistema di comando del radiofaro (SMPB) che gestirà le luci delle piste, una torre di controllo della piattaforma, e la costruzione di un nuovo terminal satellite. Una volta ultimati questi progetti, la piattaforma unificata controllerà quasi un milione di segnali. Grazie alla tecnologia AVEVA, alla visione e al lavoro di squadra di molti dirigenti e integratori, l’aeroporto di Barcellona-El Prat è oggi uno dei progetti più moderni di AENA.
