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Panorama AUTOMAZIONE OGGI 30 | MAGGIO 2022 AUTOMAZIONE OGGI 438 orama Evaldo Bartaloni Reti industriali Le reti industriali, in analogia con il mondo del networking, evolvono di pari passo con le tecnologie e con i paradigmi che ispirano il controllo dei processi e degli impianti, la loro supervisione, nonché l’elaborazione dei dati in realtime e il post-processing P artendo dall’origine, possiamo dire che negli ultimi decenni del ‘900, con la diffusione dell’elettronica e dell’in- formatica, si è passati dall’impiego di azionamenti prevalentemente mec- canici o pneumatici, con logiche decentrate e comandi manuali locali, a logiche accentrate, realizzate via software con la programmazio- ne dei PLC, degli Scada o degli RTU, che han- no consentito una gestione centralizzata dei processi e degli impianti dalla sala di controllo. Questa architettura è stata definita Computer Integrated Munufacturing (CIM). Nello specifico, l’architettura CIM è idealmente suddivisa in quattro livelli: » livello 1, ovvero il campo dove si trovano i sensori e gli attuatori; » livello 2, dove vengono messe in comunica- zione le diverse parti dell’impianto e dove, eventualmente, le diverse parti si possono supervisionare separatamente; » livello 3, dove si trova la sala di controllo dell’intero impianto e/o del processo; » livello 4, dove afferiscono i dati di produzione che la direzione aziendale potrà utilizzare per la gestione tecnico/amministrativa e com Da notare che questa è un’architettura chiusa, ovvero non collegata con il mondo esterno, se non eccezionalmente e con severi accorgi- menti di sicurezza. I livelli dell’architettura CIM Vediamo ora con maggiore approfondimento cosa si trova ai diversi livelli di una tradizionale architettura CIM. » Livello 1 I sensori e gli attuatori che si trovano a li- vello 1, detto anche cella, comunicano con il livello superiore utilizzando essenzialmente due classiche tecnologie, la cosiddetta 4÷20 mA e la tecnologia a bus di campo. I device che lavorano con la tecnologia 4÷20 mA ac- quisiscono e trasmettono segnali analogici. Va detto che, anche se convenzionalmente vengono definiti device 4÷20 mA, essi possono lavorare sia con loop in corrente, sia con circuiti in tensione. Normalmente lavorano in loop in corrente, in quanto meno sensibili alle interferenze elettroma- gnetiche (EMI) quasi sempre presenti negli ambienti industriali. Il segnale elettrico acquisito, e trasmesso, verrà convertito da apposite schede elettroniche in misure in- gegneristiche quali temperatura, pressione, livello, portata ecc. Ogni device è collegato alla scheda di conversione con un doppino schermato (in alcuni casi 3, 4 fili per le mi- sure di temperatura). Ciò comporta l’uso di molti cavi, quindi si hanno considerevoli costi di cablaggio. I device che lavorano con le tecnologie a bus di campo, invece, digitalizzano localmente il segnale acquisito e lo trasmettono in trame di bit opportunamente strutturate sulla base di precisi protocolli di comunicazione. La struttura di questi protocolli è quasi sempre definita da standard internazionali, in modo tale da garantire, almeno in teoria, l’intero- perabilità fra dispositivi di fornitori diversi. Vi sono anche device che comunicano utiliz- zando protocolli non standard (o standard de facto), che hanno conquistato fette di mer- cato ragguardevoli grazie all’affidabilità dei produttori. I protocolli più conosciuti presenti sul mercato sono: Profibus, Canbus, Interbus- S, BitBus, Lonworks, WorldFIP, Foundation Fieldbus, Modbus, AS-i (Actuator Sensor In- Fonte: Shutterstock