Società Adriatica di Speleologia - Trieste

La dorsale

La dorsale di trasmissione dati è costituita da diverse tratte a più vie connesse tra di loro e spesso duplicate, che consentono agli operatori di scegliere la linea sulla quale operare o per ovviare agli inevitabili guasti. La trasmissione dei dati segue lo standard 485 (tramissione digitale per tratte lunghe sino a 1.200 m).
Il primo tratto (costituito da fibra ottica multimodale, appaiata comunque a cavo telefonico multicoppie) collega la Stazione (C0) con la botola d'ingresso della grotta (C1). Il secondo (cavo telefonico multicoppie) unisce la botola (C1) con una cassetta posta nella "Caverna dei protei" (C2). Il terzo (cavo telefonico multicoppie) connette la "Caverna di protei" (C2) con la postazione situata alla base del P. 53 (C3). Il quarto (cavo telefonico multicoppie) allaccia il fondo del P. 53 (C3) con la postazione collocata alla sommità dei pozzi laterali (C4).
Tutte le postazioni sono provviste di un apparecchio telefonico collegato ad un centralino.
Le interfacce della dorsale sono alimentate a 24 V da una batteria di accumulatori. La Stazione e la grotta sono collegate alla rete elettrica e, tra loro, tramite centralino telefonico.
Si è scelto di utilizzare la fibra ottica nella tratta epigea per ovviare agli inconvenienti causati dalle scariche atmosferiche che danneggiavano spesso i sensori di rilevamento ed i PC della Stazione. La linea precedente - costituita da doppini telefonici in rame - era infatti tesa tra i pali che fornivano l'energia elettrica alla grotta.
Durante i lavori d'interramento della fibra ottica (500 m di scavo in roccia!) si è provveduto ad affiancare al tubo, lungo tutto il percorso, un tondino in acciaio zincato collegato ad alcune paline di terra. In questo modo abbiamo ottenuto un riferimento equipotenziale tra la Stazione e la grotta e, finalmente, una buona "terra" per la grotta.

Le interfacce

La trasmissione dei dati avviene secondo lo standard 485 che consente l'utilizzazione di linee della lunghezza di 1.200 m. Un semplice doppino telefonico è sufficiente per il trasferimento delle informazioni o dei comandi. Il nostro sistema ha il vantaggio di essere bidirezionale. Riusciamo infatti ad interrogare e leggere i valori dei vari sensori, nonché ad ordinare la chiusura o l'apertura di determinati contatti. Il tutto è reso possibile dall'impiego di tecnologia Advantech, alimentata da tensioni da 10 a 30 V ed isolata sono a 3.000 V. Allo stesso doppino possono essere eventualmente allacciate fino a 256 interfacce della stessa casa produttrice.
Le interfacce da noi utilizzate ed in fase di collaudo si possono suddividere - grossolanamente - in poche categorie:

• acquisitori di segnali: (ADAM 4017) operano a 16 bit ed accettano interrogazioni ed 8 ingressi analogici (mV, V, mA). Apprendono e codificano secondo lo standard 485; (ADAM 4050) idem I/O però digitali;
• attuatori di comandi: (ADAM 4060) comandano 4 relè (2A, 2C) ad una via e segnalano la posizione dei contatti. Operano secondo il medesimo standard;
• convertitori di segnali: (ADAM 4520) interfacciano la linea 485 in RS232 per renderla compatibile con la tecnologia del PC. Possono essere sostituiti dalla scheda (PCL-745B) che è dotata di 2 ingressi 485;
• interfacce 485/fibra ottica (ADAM 4541). Vengono installate in testa ed in coda al tratto in fibra (ovviamente);
• interfaccia telefono/fibra ottica. Vengono installate in testa ed in coda al tratto in fibra per impedire la folgorazione del "telefonista" durante i temporali;
• interfaccia ethernet/fibra ottica (SIGNAMAX 065-1100). Vengono installate in testa ed in coda al tratto in fibra e prolungano la LAN dalla Stazione sino alla botola d'ingresso della grotta. Recentemente abbiamo effettuato delle prove su una tratta in fibra ottica da 1.000 metri con ottimi risultati. In seguito potremo quindi estendere la linea sino al fondo della grotta.

I sensori

Il problema è estremamente delicato e deve essere trattato con molta cautela. Sino ad oggi i nostri sensori hanno operato solo per limitati intervalli di tempo, finendo ben presto danneggiati dalle scariche elettriche. Non abbiamo ancora appurato se le cause sarebbero state da imputarsi ad eventi meteorologici o a dispersioni galvaniche provenienti dalla vicina linea ferroviaria.
Oggi la nostra attenzione è dedicata specificamente alla realizzazione ed al collaudo della dorsale di trasmissione. Quando saremo assolutamente certi che i valori acquisiti saranno quelli realmente rilevati, che il nuovo isolamento adottato avrà soddifatto le nostre esigenze e che nessuna influenza esterna potrà interferire lungo la catena PC, interfaccia, fibra ottica, interfaccia, doppino, acquisitore, solo allora riaffronteremo l'argomento "sensori".
Non ci sembra corretto scendere oggi nei dettagli costruttivi dei vari tipi di sensori che abbiamo progettato, costruito o che abbiamo acquistato. Hanno funzionato per troppo poco tempo per permetterci di emettere giudizi o valutazioni oggettive.
Abbiamo comunque potuto trarre alcune (poche) conclusioni:

• la tensione d'uscita del sensore (mV) deve essere immediatamente convertita in corrente (mA);
• è consigliabile l'adozione dello standard 4-20 mA, quello utilizzato dall'industria. Lo zero deve corrispondere a 4 mA e lo span (fondo scala) a 20 mA. Questo standard consente di disporre il sensore anche a distanza notevole dall'acquisitore e di accorgersi immediatamente dell'eventuale interruzione della linea;
• nel caso di distanze importanti, oltre a consigliare l'utilizzo di un terzo filo per l'alimentazione, raccomandiamo di prestare estrema attenzione all'isolamento del cavo di trasmissione. L'umidità riesce a penetrare radialmente nei cavi ed anche una minima perdita d'isolamento, moltiplicata però per tutta la lunghezza del cavo (anche superiore 100m), assume un'importanza determinante sull'esito della misura (vai a Suggerimenti).