AO_439

Controllori GIUGNO/LUGLIO 2022 AUTOMAZIONE OGGI 439 | 85 un PLC o un PAC per un’applicazione specifica. Qualunque sia la scelta, però, la tecnologia edge consente di estendere le funzionalità for- nendo l’accesso a dati isolati o bloccati, racco- gliere informazioni da altri costrutti/Internet e consolidare tutti i dati per generare scenari utili a prendere decisioni. Offrendo anche funziona- lità IIoT con applicazioni edge non determini- stiche, analisi e connettività cloud, i controllori edge ampliano significativamente la gamma di servizi forniti da un controllore tradizionale. Definizione di un controllore edge moderno Dato che la categoria dei controllori edge è relativamente nuova, vale la pena considerare quali caratteristiche un dispositivo dovrebbe avere al fine di essere definito un controllore edge. Un dispositivo dovrebbe essere conside- rato un controllore edge perché fornisce una comunicazione Ethernet, offre un web server o è dotato di connettività OPC UA? Se si ag- giunge il software giusto a un PC portatile o a un telefono cellulare, lo si può considerare un controllore edge? In che modo si può dare priorità al controllo deterministico di tipo PLC rispetto agli aspetti di calcolo generici? Un controllore edge è prima di tutto un con- trollore di automazione industriale che deve fornire determinismo in tempo reale per con- trollare la macchina o il processo. Un vero con- trollore edge dovrebbe essere progettato per integrare in modo sicuro questa funzionalità di controllo deterministico con funzioni edge non deterministiche in un’unica piattaforma, in modo che nessuno dei due possa inavver- titamente influire sulle prestazioni dell’altro. Questo sarà idealmente raggiunto con due sistemi operativi indipendenti (OS), di cui uno in tempo reale (Rtos) per il controllo determini- stico e uno generico (Gpos), come Linux, per le applicazioni edge. Inoltre, un vero controllore edge dovrebbe avere potenti funzionalità di programmazione open source, come Python e C/C++, in modo da poter creare migliori ap- plicazioni edge e analitiche. Dovrebbe inoltre disporre di una piattaforma aperta ed estendi- bile, che consenta agli utenti di implementare nuove e/o consolidate applicazioni industriali edge per generare informazioni utili. Implementando controllori edge con queste caratteristiche, gli utenti possono introdurre la funzionalità IIoT a un ritmo sostenibile, ini- ziando ‘in piccolo’ e scalando verso funzioni più avanzate quando sono pronti. Implementazione di controllori edge Vi sono alcuni fattori chiave che dovrebbero essere considerati quando si implementa un controllore edge. Come con PLC e PAC, i con- trollori edge devono essere in grado di resistere alle varie sfide presentate dagli ambienti ostili delle fabbriche e sul campo, come temperature elevate o basse, presenza di vibrazioni, umidità e contaminanti. L’aggiunta di più core alla CPU permette di aumentare le prestazioni di calcolo ma genera anche calore aggiuntivo. L’hardware deve dunque essere progettato per garantire che il dispositivo funzioni in modo coerente a prescindere dagli incrementi di temperatura, senza possibili falle, come per esempio essere dotato di ventole rotanti. Il controllo di qualsiasi processo critico auto- matizzato richiede un sistema operativo de- terministico in tempo reale, piuttosto che un sistema operativo generico, che manca del necessario determinismo e robustezza. Imple- mentando un controllore edge con un Rtos, la reattività e il determinismo del controllore possono essere mantenuti in ogni momento. Questo è il motivo per cui i controllori edge eseguono un Rtos come VxWorks per fornire un controllo deterministico e un Gpos come Linux per l’edge computing. Il controllo edge può essere implementato utilizzando un processore PLC tradizionale in combinazione con un co-processore, come singole schede installate nello stesso chassis. Un metodo alternativo consiste nell’utilizzare un singolo controllore edge autonomo con un hypervisor in tempo reale per orchestrare un processore multi-core in macchine virtuali segregate (VM), ottenendo così l’indipendenza di calcolo deterministica e generica su un’unica piattaforma hardware. I controllori edge forniscono sia un controllo completamente deterministico, sia l’analisi dei dati a bordo macchina in un’unica ‘scatola’