Bridge e gateway..

Pubblicato il 29 agosto 2001

L’apertura e lo scambio dati può avvenire su bus di campo come slave con schede Interbus-S (con canale PCP), Profibus-DP, DeviceNet e CANopen e con schede adapter su ControlNet, fino a livello di bus globale via Ethernet supportando i protocolli TCP/IP, H1, Modbus, RFC1006 in parallelo o in simultanea.
Oltre il concetto di ‘gateway’ e ‘bridge’

L’architettura di controllo integrata proposta da Rockwell Automation segue una strategia volta a offrire soluzioni d’automazione complete e affidabili.

Dal punto di vista della comunicazione l’esigenza primaria degli utenti è elaborare in tempo reale una quantità d’informazioni sempre maggiore.

La tecnologia NetLinx soddisfa tale esigenza e assicura l’integrazione dei dati dal livello di produzione a quelli superiori in modo trasparente e senza l’impiego di gateway o bridge.

Per aumentare la produttività degli impianti e ridurre i costi è importante poter visualizzare, analizzare e regolare continuamente tutti i parametri di funzionamento dell’intero impianto.

Molte architetture di comunicazione adottano livelli applicativi diversi, rendendo impossibile il trasferimento delle informazioni da un’unità all’altra senza l’impiego di dispositivi in grado di convertire il formato dei dati in protocolli differenti.

I tre standard DeviceNet, ControlNet ed Ethernet/IP che adottano la tecnologia NetLinx condividono il medesimo protocollo di livello applicativo, adottato anche per il backplane di ControlLogix, il nuovo controllore firmato Rockwell Automation.

In questo modo è possibile ottenere un elevato livello di trasparenza e affidabilità nella gestione del flusso delle informazioni.

Oltre che per l’impiego del livello applicativo CIP (Control and Information Protocol) il sistema risulta ancor più efficiente grazie al modello di comunicazione Producer/Consumer dove tutti i dispositivi dispongono della capacità indipendente di ‘produrre’ e ‘consumare’ le informazioni.

Il backplane ControlBus di ControlLogix consente il transito dei dati fra i differenti moduli di comunicazione senza che occorra un processore che coordini l’accesso al bus delle singole unità e senza bisogno di scrivere complessi programmi di conversione dei dati.

Questa struttura permette fra l’altro un’integrazione completa e trasparente di sistemi esistenti basati su Remote I/O e Data Highway Plus con architetture di comunicazione aperte DeviceNet, ControlNet ed EtherNet/IP.

Tutte le piattaforme di controllo Logix di Rockwell si basano sulla tecnologia di comunicazione NetLinx e superano i concetti tradizionali di ‘gateway’ e ‘bridge’: è il backplane stesso di ControlLogix a funzionare da gateway.

Sulla base di questo principio NetLinx consente all’utente di scegliere senza vincoli per la propria architettura di comunicazione una delle tre reti standard sulla base dei dispositivi impiegati, delle prestazioni desiderate e della topologia dell’impianto.

La soluzione permette dunque d’instradare le informazioni da un dispositivo su rete DeviceNet a un altro su ControlNet o EtherNet/IP senza dover scrivere software aggiuntivo, sollevando il controllore dal compito di gestire il traffico dei dati. La tecnologia NetLinx è disponibile anche sui dispositivi Linking-Devices di Rockwell.

Si tratta di sistemi stand-alone di trasmissione delle informazioni fra ControlNet e due reti, come DeviceNet o Foundation Fieldbus.

In un unico prodotto sono abbinate le funzionalità di I/O Adapter, ad esempio dal lato ControlNet, e Scanner, per esempio dal lato DeviceNet o Foundation Fieldbus.

Le modalità di funzionamento sono simili a quelle offerte dal backplane ControlLogix ed è anche possibile realizzare architetture di comunicazione distribuite in cui a una portante ControlNet vengono connessi più segmenti DeviceNet remoti.

Collegamento fra reti eterogenee
La CPU denominata PCD2.M170 introdotta sul mercato da Saia-Burgess Electronics può svolgere funzioni di collegamento tra bus di campo differenti o reti diverse.

Si tratta di un’evoluzione delle serie precedenti da cui si differenzia per il raddoppio della velocità d’elaborazione, l’ampliamento del set d’istruzioni e la maggiore efficienza delle istruzioni di calcolo.

A queste caratteristiche si aggiungono una memoria ampliata a 1 MB, una flash Eprom di back-up memoria utente e soprattutto due slot di comunicazione. Su questi ultimi si possono inserire sia le normali schede d’interfaccia seriale per i collegamenti punto a punto o su rete proprietaria S-Bus, anche via modem, sia moduli di comunicazione intelligenti muniti di proprio coprocessore per reti Profibus FMS/DP (PCD7.F7xx), LonWorks (PCD7.F800) ed Ethernet TCP/IP (PCD7.F650).

E’ così possibile collegare i SaiaPCD a strutture di rete Ethernet preesistenti senza l’aggiunta di componenti hardware speciali.

La programmazione e la messa in servizio di questi prodotti è resa possibile dall’utilizzo di comode funzioni integrate nel pacchetto PG5 via Internet/intranet.

E’ possibile la comunicazione multimaster tra PCD con protocollo S-Bus ed è anche previsto il collegamento diretto a Internet mediante un modulo modem integrato su rete telefonica analogica o digitale Isdn.

In questo modo si possono gestire contemporaneamente due comunicazioni Profibus-DP, una Profibus FMS e una DP, una Profibus FMS/DP e una LonWorks, o ancora Ethernet TCP/IP e LON, realizzando il collegamento tra reti eterogenee su un’unica CPU.

La combinazione tra questi moduli intelligenti e le normali schede di comunicazione seriale, inoltre, permette l’integrazione tra reti standard e la rete proprietaria S-Bus su cui dialogano sia i SaiaPCD sia altre apparecchiature che supportano lo stesso protocollo.

Tra i vantaggi offerti dalla CPU Saia spicca, infine, la possibilità di concentrare e smistare i dati provenienti da due reti indipendenti su risorse comuni residenti sulla CPU stessa, per renderli disponibili a uno o più sistemi di supervisione, anche via modem.

Ethernet TCP/IP: nuovo bus di campo?
Grazie a TCP/IP è oggi possibile realizzare comunicazioni interne a un’azienda o a livello globale attraverso il Web e Internet.

Risulta essenziale dunque risolvere i problemi di compatibilità fra Ethernet e altri sistemi bus come Profibus che godono di un’ampia base installata per poter realizzare architetture estese dal campo al sistema informativo aziendale.

Questo è possibile introducendo un gateway in grado di connettere la rete Profibus a Ethernet TCP/IP. I servizi Profibus sono così mappati su http, FTP o smtp.

La soluzione Profigate proposta da Softing si compone di due parti una delle quali, Profigate Server, è un prodotto hardware/software che svolge le funzioni di gateway. Progettato per l’installazione all’interno di un quadro elettrico, supporta Profibus-DP ed FMS e opera come master di classe 1 e 2 o come slave. Offre inoltre connessione Ethernet TCP/IP.

Profigate Client, invece, è un software che va installato sul PC ed esegue in remoto l’applicazione programma.

Una volta che l’utente ha integrato localmente quest’interfaccia nella sua applicazione può scegliere se interconnettere quest’ultima localmente attraverso una scheda Profibus standard, oppure realizzare una connessione remota tramite una scheda Ethernet TCP/IP.