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Ottobre 2016
Automazione e Strumentazione
RETI INDUSTRIALI
approfondimenti
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Probabilmente il modo più efficiente di
collegare
device industriali e Internet
è quello di utiliz-
zare una tecnologia Industrial Ethernet. Certa-
mente anche le tecnologie wireless sono prota-
goniste del’IoT e con esse un’offerta in
crescita
esponenziale di apparati ibridi
e polifunzionali
di networking (access point, switch, gateway,
router, serial device server, modem ecc.).
Ethernet tuttavia può vantare due vantaggi com-
petitivi rispetto ad altre piattaforme. Il primo è il
supporto dello stack
TCP/IP
che nell’industria
permette la comunicazione tra rete di automazione
e rete aziendale. Il protocollo
IP (Internet Protocol), in parti-
colare, assicura l’interconnes-
sione di reti eterogenee per tec-
nologia, prestazioni e gestione.
Il secondo vantaggio è rappre-
sentato dall’integrazione dei
sistemi di
sicurezza
utilizzati
nelle reti IT con reti e apparati
industriali. La convergenza di
produttori e utenti su tecnologie
Ethernet-oriented come SSL,
VPN, IPsec, API Key, PPTP,
L2TP, IP MAC URL, tunnel e
altre consente l’accesso remoto
a macchine e impianti con ele-
vati standard di sicurezza.
Caratteristiche di base
Internet of Things a parte, Ethernet è una delle
tecnologie più apprezzate in versione industriale
per gli stessi motivi per cui è diffusissima nel
mondo IT: prestazioni, flessibilità, facilità di uti-
lizzo e integrazione, larghezza di banda, vasta
disponibilità di apparati e componenti, compa-
tibilità con numerosi standard. Oltre agli aspetti
costruttivi, una rete di controllo industriale
richiede determinismo, ridondanza e un metodo
efficiente per l’invio dei messaggi che registrano
le variazioni di stato dei dispositivi connessi.
Le reti Industrial Ethernet sono definite dall’im-
piego di commutatori per creare domini di col-
lisione separati, da strutture ad albero con rami
ridondanti e da protocolli in grado di limitare
l’overhead associato a ogni trasmissione dati.
Le versioni proposte dai maggiori produttori si
distinguono per le
differenti implementazioni
dei livelli più alti del modello
ISO/ OSI
e, in par-
ticolare, del livello di
applicazione
.
Nel modello ISO/OSI infatti le versioni indu-
striali supportano Ethernet al livello fisico e di
data link, TCP/IP ai livelli di network e trasporto,
i protocolli derivati (ProfiNet, EtherCAT, Ether-
net/IP, Sercos III ecc.) ai livelli più alti.
Nonostante sia basata sullo standard Ethernet,
Ethernet industriale nell’ambiente di fabbrica
differisce in vari aspetti. In termini
hardware
Industrial Ethernet deve operare in un ambiente
soggetto a sollecitazioni di severe (es. vibrazioni,
alte temperature, agenti chimici). Si rendono per-
ciò necessari box protettivi, sistemi di raffred-
damento e rivestimenti in grado di adattarsi alle
variazioni ambientali.
I
connettori
utilizzati sono per lo più di tipo IP67
mentre dal punto di vista dei cablaggi si predi-
ligono
fibre ottiche
(immuni alle interferenze
elettromagnetiche e robuste) e i
doppini
con cavo
non schermato e canalina in plastica per evitare
disturbi capacitivi.
Fondamentali per l’implementazione di architet-
ture Industrial Ethernet sono anche i
device di
rete
(switch, router, hub, gateway, bridge) speci-
Armando Martin
Con la rivoluzione portata da Industry 4.0 e Internet of Things, le tecnologie Industrial Ethernet stanno
vivendo una seconda giovinezza. Posta l’assoluta necessità di soddisfare le più stringenti richieste di
real-time e sincronizzazione temporale, Ethernet in versione industriale non solo è in grado di sostituirsi
ai fieldbus tradizionali, ma rappresenta una delle chiavi di interoperabilità dell’Internet of Things.
UN’INDAGINE SU INDUSTRIAL ETHERNET NEL MONDO DELLA PRODUZIONE
Industrial Ethernet,
quali prospettive?
@armando_martin
Figura 1 - Semplificazione del Modello ISO / OSI
per Industrial Ethernet