ElectroYou - la comunità dei professionisti del mondo elettrico

Questo è il primo articolo che scrivo che tratta argomenti inerenti al mio lavoro, proverò a fare un riassunto delle tipologie di linguaggi disponibili per la programmazione dei PLC nel mondo Siemens (famiglia S7), portando qualche semplice esempio concreto. Le "nuove" generazioni di PLC S7-1200 e S7-1500 uscite ormai già da qualche anno, unite all'ambiente di sviluppo TIA Portal che ha soppiantato il Simatic Manager, hanno portato ad una modifica di rotta rendendo di fatto obsoleto un certo modo di programmare.

Lo standard IEC 61131-3, nato ancora nel 1993 e voluto dall'organizzazione PLCopen, definisce gli elementi base per la programmazione nell'automazione industriale con PLC, quali linguaggi, tipi di dati ed unità organizzative del software. I linguaggi previsti sono quattro, due di tipo grafico:

In questi giorni su Twitter sono circolate un paio di foto di un impianto di "mining" bitcoin sito in Cina davvero sorprendenti. In genere le foto in circolazione sono inquadrature degli scaffali dove sono posizionate le macchine ASIC vere e proprie, mentre è difficile trovare foto che svelano dettagli costruttivi di queste "industrie". Questa volta però le foto erano interessanti, quindi ho deciso di riportarle qui su EY perché dimostrano come le potenze in gioco di questi impianti siano davvero notevoli.

Prima di presentarvi le foto che ho preso da Twitter, vediamo di capire di cosa stiamo parlando. Il mining Bitcoin o di altre criptovalute oggi è una attivita di taglio industriale che impegna milioni di apparecchiature distribuite in tutto il mondo. Quelli che in gergo sono chiamati "minatori" o "miners" sono in realtà imprenditori che possiedono capannoni all'interno dei quali installano apparecchiature elettroniche e tutti gli impianti necessari per farle funzionare.

Molti credono che le criptovalute siano un gioco da ragazzi ed anch'io all'inizio ero di questa opinione, ma in realtà le cose sono molto diverse. Oggi le criptovalute più importanti come Bitcoin ed Ethereum, funzionano perché il loro background è costituito da hardware di altissimo livello sviluppato e prodotto da colossi dell'industria elettronica come Samsung o NVidia con investimenti da milioni di dollari. Stiamo infatti parlando di dispositivi che vengono progettati con tecnologie più spinte dei processori Intel i7, cioè 3 nanometri contro i 10, con una competizione senza precedenti anche sui consumi energetici. Oggi il fatturato mondiale derivante dalla produzione di questi chip sta segnando cifre con 9 zeri ed il fatto che Bitcoin & C. stiano entrando nel portafoglio anche dei big della finanza oppure siano ufficialmente adottate anche da alcuni Stati, come recentemente accaduto in El Salvador, non fa che spingere sull'acceleratore della ricerca e sviluppo su questi componenti.

Sono molto preso in questo periodo e ho poco tempo però c'è l'attualità che incombe ed è un attualità, questa volta, che riguarda molto da vicino il mio pensiero e quindi rubo un po’ di tempo per “parlarne” anche se con un certo affanno e poca accuratezza. L'attualità concerne un tema argomentato dai quotidiani (soprattutto americani, più di quanto contribuiscano quelli nostrani) circa la consegna del famoso e tanto atteso dossier del Pentagono sul fenomeno UFO.

Il Pentagono ha consegnato questo dossier al Congresso americano e forse ne sapremo qualcosa di più dopo il 25 giugno, forse... Già adesso, su questi fenomeni che vengono osservati da molti anni, sono emerse delle affermazioni che, dal mio punto di vista, sono di un interesse straordinario.

Malgrado il limitato interesse, da parte degli amici del Forum, verso la prima parte dell’articolo, ho pensato di ritornare in argomento proponendo una chiave di lettura un po’ diversa o un po’ più dettagliata. Ho già avuto modo di sottolineare che quando si parla di vita extraterrestre diventa inevitabile coinvolgere la religione. Il presupposto per comprendere l’interconnessione tra episodi storici religiosi ed entità extraterrestri, consiste nell'avvicinarsi ai fatti narrati dai cosiddetti Testi sacri “con mente aperta e distaccata, libera da filtri e condizionamenti” ma immagino sia più facile dirlo che farlo. La difficoltà a liberarsi da certi stereotipi e pregiudizi deriva principalmente dalla contingenza che la chiesa trovi nei genitori i primi alleati nel processo di plagio dei figli. Ogni generazione condanna la successiva a seguire ammaestramenti infondati che si tramandano da secoli, violando Il diritto alla libertà religiosa e all'autonomia del minore. Ritengo tuttavia più opportuno evitare l’approfondimento di quest’ultima asserzione per non dover deviare eccessivamente dal tema proposto.

Ho scritto quanto segue utilizzando articoli scritti da Michael Irving e pubblicati online, come al solito da me liberamente rielaborati, tratti da pubblicazioni su Nature Photonics.

Già da tempo si sente parlare di computer quantistici, mentre le telecomunicazioni basate sui quantum bit (termine coniato da Benjamin Schumacher per indicare il bit quantistico ovvero l'unità di informazione quantistica) o qbit costituiscono un argomento più recente e di cui non si parla spesso ma che sta acquistando sempre maggiore importanza.

Grazie a Internet, abbiamo una grande quantità di informazioni, ma il rovescio della medaglia è che i dati sensibili sono spesso vulnerabili a intercettazioni e furti. Anche la protezione della crittografia tenderà a essere vanificata dalla crescente potenza di calcolo dei computer.

Ho sempre pensato, e penso ancora, che il sistema migliore per garantire l'efficienza dell'impianto elettrico in maniera tale che possa "proteggere" le persone ed i beni da un guasto sia, oltre che costruito a regola d'arte, un'attenta manutenzione. Di solito nei luoghi di lavoro la manutenzione dell'impianto elettrico è vista come una perdita di tempo, come uno spreco di denaro che non porta a niente, i datori di lavoro o i loro preposti non capisco l'importanta che invece riserva questa attività di lavoro. Anche nelle aziende attente alla manutenzione in generale vi è poca sensibilità verso l'impianto elettrico, eseguono la manutenzione sulle singole macchine, sui singoli impianti, sulle apparecchiature, l'impianto elettrico viene visto come un'entità che c'è e che ognitanto si guasta ed è lì che interviene il mautentore. Dobbiamo però far capire ai datori di lavori, ai proprietari di strutture che certe parti degli impianti elettrici non possono essere gestiti in questa maniera con l'intervento in caso di guasto (detta manutenzione a chiamata), ma devono essere gestiti in modo diverso.

Questo articolo è l'ultimo di una serie di 7 articoli che ho scritto per capire se l'adozione su larga scala dei veicoli elettrici possa costituire un problema per la rete elettrica. Nei primi due articoli ho affrontato il problema a livello nazionale, concludendo che, a grandi linee, già oggi la rete nazionale può sostenere la ricarica notturna di oltre 2 Milioni di auto elettriche. Ma che succede se dal livello “macro” scendiamo nel livello "micro" ? Cosa accade cioè sulla rete urbana di distribuzione di Bassa Tensione? Rispondere non è facile perché le informazioni in proposito scarseggiano, ma scavando in rete sono riuscito a trovare qualche dato che mi ha permesso di arrivare ad un risultato a dir poco sorprendente che smentisce i tanti pessimisti. Vediamo con questo ultimo articolo fino dove sono riuscito ad arrivare e soprattutto quali sono i "numeri" che ho trovato.

Riprendiamo il discorso interrotto in LogicBignami XI sull'esecuzione delle operazioni matematiche principali nel sistema numerico binario, analizzando anche il concetto di overflow.

L'overflow (o traboccamento) si presenta quando, in una macchina di calcolo, a seguito di un'operazione, si supera il massimo numero manipolabile della macchina stessa.

Supponiamo di avere un dispositivo che manipoli numeri binari naturali a [Formula]bit, e supponiamo di voler eseguire la somma tra i numeri e [Formula]:

Il risultato, considerando anche l'ultimo riporto (indicato in blu), è giustamente pari a [Formula] c'è però un problema: abbiamo detto che il nostro circuito può manipolare solo bit, quindi potrà "vedere" soltanto i primi [Formula]bit del risultato e, per tanto, otterremo un risultato errato.

Ultima puntata del nostro esame delle reti elettriche di distribuzione in Bassa Tensione alla ricerca dei possibili margini per una adozione di massa di auto elettriche, pompe di calore, piastre a induzione, ecc., senza avviare piani di potenziamento o ristrutturazione delle stesse. Nei precedenti articoli abbiamo visto alcuni grafici su base oraria dell'andamento dei consumi sia a livello nazionale che in ambito locale per farci un'idea di quello che succede, grazie soprattutto ad una Tesi di Laurea elaborata presso l'Università di Padova. Con questo ultimo articolo entreremo ancora più nel dettaglio per tirare le somme e formulare delle ipotesi più realistiche possibili.

Prima di partire vorrei riportare un paio di segnalazioni che mi sono gentilmente arrivate nelle puntate precedenti dai lettori di Electroyou. In particolare, MSilvano, con esperienza proprio in una società di distribuzione, mi ha fatto notare che in Italia c'è il turismo, un elemento che incide in modo importante nei consumi elettrici locali. Nelle città turistiche infatti, i consumi della rete BT hanno comportamenti completamente diversi rispetto alle città più tradizionali.

Prosegue la disamina delle reti elettriche di distribuzione in Bassa Tensione, in particolare nelle aree urbane, per cercare o quantomeno ipotizzare i possibili margini che ci consentano una adozione di massa di utilizzatori rilevanti (auto elettriche, pompe di calore, piastre ad induzione, ecc), senza intervenire sugli elementi strutturali delle reti stesse. Mi perdonino i lettori se non siamo arrivati ancora alla fine (pensavo di cavarmela con un articolo, invece sono già al terzo), ma l'argomento si è dimostrato più ostico del previsto e vorrei evitare articoli troppo lunghi, anche perché così ho il tempo per recuperare qualche altra informazione.

Il miglior sistema per affrontare il problema, sarebbe quello di analizzare gli standard per la costruzione delle reti BT dei vari distributori ma, ammesso che questi documenti fossero disponibili, dato che si tratta di un centinaio di aziende, la mole di lavoro esula dallo scopo dei presenti articoli. Abbiamo comunque visto come molti dati possono essere tratti o dedotti da una importante Tesi di Laurea tenuta nel dall'ing. Gianluca Pavoni nel Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria dell’Energia Elettrica. La tesi contiene:

Questo articolo nasce per raccogliere spunti ed informazioni elementari riguardo ad una delle funzionalità tra le più apprezzate in ambiente domestico, da chi ha la casa con tapparelle elettriche, ovvero la possibilità di centralizzare i comandi di salita e discesa.

Qui non si vuole mettere a disposizione una guida DIY, né tantomeno consigliare una soluzione o un prodotto particolare, ma fornire delle indicazioni sugli approcci più diffusi e su alcune problematiche da tenere in considerazione nella centralizzazione. Ora, per chi è del settore potranno apparire considerazioni banali, ma ad altri magari saranno utili per avere una visione d'insieme. Tenete presente che ogni modifica dell'impianto elettrico va fatta da personale qualificato.

Prosegue con questo artcolo la mia disamina sulle reti elettriche di distribuzione in Bassa Tensione alla ricerca di quali potrebbero essere i margini a disposizione per un aumento generalizzato dei consumi e/o delle potenze impegnate nelle zone residenziali. Ricordo infatti che in Italia la situazione delle reti di distribuzione di Bassa Tensione è molto diversa da quasi tutti gli altri altri paesi europei, dove il contatore più piccolo è quello da 6kW, mentre in Italia è quello da 1,5 kW, quindi è logico pensare che anche le reti siano dimensionate per un minore impegno di potenza. Con questo secondo articolo cercherò di andare ancora più nel dettaglio, perchè le line di Bassa Tensione, vedono la contemporanea presenza molti tipi di utenze, oltre a quelle residenziali, cosa che riduce ulteriormente i fattori di utilizzazione e di contemporaneità. Lo scopo di questo lavoro è di verificare se ci sono margini per aggiungere ulteriori carichi quali ad esempio pompe di calore, ricarica auto elettriche, piastre ad induzione, ecc..., senza che siano necessari interventi di potenziamento delle stesse linee bt.

Avete mai pensato cosa succederebbe se tutte le famiglie italiane accendessero tutti gli elettrodomestici contemporaneamente? Cercare una risposta a questa domanda può essere un esercizio anche divertente, ma è interessante affrontare questo tema perché è strettamente collegato con la ricarica su larga scala dei veicoli elettrici, di cui ho parlato su alcuni precedenti articoli. Utilizziamo quindi questa domanda per cercare di determinare quale sia la percentuale di utilizzazione della propria fornitura elettrica da parte degli utenti di bassa tensione, perché il numero risultante può essere utile per capire quali sono i margini per future adozioni di nuove tecnologie come ad esempio la ricarica delle auto elettriche.