AES_3 2023

STRUMENTI E PROCESSO Speciale 88 Aprile 2023 n Automazione e Strumentazione sformati per prendere decisioni a livello di impianto e di processo. Ai dati, in ultima istanza, sono applicate funzioni statistiche e di analisi per ricavare indicatori di efficienza e produttività (KPI), accessibili in modo intuitivo attraverso grafici, dashboard, app, portali web dedicati e sistemi di Business Intelligence. Una naturale evoluzione di questo scenario è l’ap- plicazione di Digital Twin (connessi a sistemi fisici attraverso i sensori) e algoritmi di AI e ML (Machine Learning), con la conseguente possibilità di ottenere indicazioni utili a migliorare consumi, prestazioni ed efficienza di macchinari e impianti. Integrazione IT-OT L’intelligenza dei sensori di nuova generazione non si limita al rilevamento delle misure ma utilizza i dati, raccolti in tempo reale, per segnalare malfunziona- menti, guasti e informazioni vitali in modo da facilitare l’implementazione della manutenzione predittiva. La tempestiva notifica dei problemi da parte dei sensori consente agli operatori di indagare, pianificare e pro- grammare la manutenzione correttiva durante periodi di produzione ridotta o sospesa. Questo scenario rende necessaria anche una forte inte- grazione IT-OT, laddove i tradizionali protocolli di comunicazione integrati nei sensori, ad esempio i loop di controllo 4-20 milliAmpère, cedono il passo alle versioni industriali di Ethernet e alla variante TSN (Time-Sensi- tive Networking), soluzione deterministica in grado di porsi come nuovo standard per le reti industriali. Modello architettura MQTT per rilevamento dati da sensori Nell’ambito dei sensori intelligenti e interconnessi vanno inclusi anche l’enorme potenziale dell’IIoT, le interfacce digitali, le piattaforme Arduino, Node.js, BLE, NFC e altre tecnologie in grado di identificare nuovi modelli di generazione di informazioni utili a partire da grandi quantità di dati. Non solo, oggi molte industrie stanno aggiungendo servizi di IoT alle WSN (Wireless Sensor Network) al fine di introdurre un ulteriore grado di intelligenza nei sistemi remoti e distribuiti, migliorare le attività dei processi produttivi e le potenzialità di monitoraggio. In particolare, con la tecnologia LoRaWAN i sensori diventano ‘dispositivi periferici’ che dialogano con dei concentratori (gateway) posizionati nell’ambiente. È anche da sottolineare come la continua diffusione di sen- sori IoT ha dato slancio al protocollo MQTT (Message Queuing Telemetry Transport ) ideale per applicazioni in cui si ha a disposizione una bassa quantità di banda. Da notare infine la disponibilità di app che permettono di controllare lo stato di sistemi e dispositivi tramite smartphone o portali Web dedicati. I dati rilevati sono trasmessi al cloud ed elaborati per fornire informazioni utili sulle prestazioni di impianti e sistemi. Si tratta di un approccio in continua evoluzione che consente di attuare analisi e misure preventive per una maggiore continuità operativa e un ridotto consumo energetico. Sensori biologici e ambientali Sebbene la tecnologia dei biosensori sia stata ampia- mente adottata in numerosi campi scientifici, ancora