Maggio 2014
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Automazione e Strumentazione
CONTROLLORI EVOLUTI
speciale
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rete di comunicazione.
Un altro fenomeno interessante riguarda la
vir-
tualizzazione
. Per virtualizzazione si intende un
approccio IT che consente di concentrare in un’u-
nica workstation o in un solo server più macchine
virtuali, ciascuna preposta a gestire database, HMI e
funzionalità di controllo. La tecnologia di virtualiz-
zazione è economica, dal momento che si utilizzano
thin client al posto di Workstation e PC industriali.
In secondo luogo richiede una manutenzione sof-
tware ridotta, in quanto backup e restore dei client
si eseguono con relativa
semplicità. Infine la vir-
tualizzazione è un metodo
di ottimizzazione dei
costi operativi, grazie alla
facilità di migrazione dei
sistemi esistenti su nuovo
hardware e al fatto che
l’intero sistema può essere
agevolmente ridondato al solo costo di un PC o
su Cloud.
Nel settore manifatturiero è sempre
più frequente slegare l’hardware dal sistema
operativo
. Questo approccio oltretutto riduce la
dipendenza da server fisici e altri apparati, conte-
nendo i costi energetici e aumentando l’affidabilità
dell’intero sistema.
I sistemi cyberfisici
Uno dei trend più interessanti che sta interessando
il mondo dell’automazione e del controllo è rappre-
sentato dai sistemi cyber fisici (CPS, Cyber-Physi-
cal System). Sono sistemi ICT integrati di nuova
generazione il cui punto di forza è l’interconnes-
sione e l’ottimizzazione dei processi. Grazie a piat-
taforme condivise come Internet, i CPS possono
erogare una vasta gamma di applicazioni e servizi
innovativi. In sostanza i sistemi CPS si candidano
ad essere integrati in una larga serie di prodotti
elettronici, in modo da rendere più intelligenti, effi-
cienti e confortevoli sistemi complessi come fab-
briche, infrastrutture, sistemi di automazione, reti
di trasporto. Dotati di funzioni di controllo, moni-
toraggio e raccolta dati, i CPS devono rispettare
requisiti come sicurezza, privacy, consumo ridotto,
dimensioni e adattabilità. Per ora parliamo di una
visione, ma presto anche nell’automazione si pre-
vede che i CPS si affermeranno nell’ambito della
cosiddetta “Integrated Industry”, “Industrie 4.0” o
“Smart Automation”: i singoli sistemi e compo-
nenti porteranno con sé le informazioni necessarie
alla propria elaborazione e alla propria trasmis-
sione. Dunque anche i tradizionali controllori, posti
nel livello intermedio della piramide di automa-
zione, si accingeranno a far aperte di reti smart e
aperte, dove le applicazioni complesse potranno
essere condivise con i sistemi CPS.
Controllori di sistemi energetici
Uno dei settori maggiormente critici in termini
di controllo è quello energetico. Controllori web-
based, DCS, WSAN e altri sistemi di gestione in
campo energetico hanno architetture complesse, i
cui dimensionamenti, se trascurati possono alte-
rare anche profondamente risultati e prestazioni.
Generalmente, i sistemi di gestione dell’energia
comprendono un mix eterogeneo di controllori,
macchine, apparati di campo e software. I sof-
tware di supervisione, ovvero i sistemi SCADA/
EMS/GMS, sono preposti a supportare il pro-
cesso di certificazione ISO 50001. Sono inoltre
in grado di integrarsi con più interfacce, tramite
connessioni dirette ad apparati e applicazioni,
come ad esempio i software gestionali ERP. Solo
a queste condizioni, dati validi e privi di errori,
possono essere trasferiti ad altri sistemi.
Idealmente, il software SCADA e i controllori
per l’energy management devono fornire anche
il supporto a standard internazionali come OPC,
IEC 60870, IEC 61850, IEC 61400-25, GOOSE e
quindi comunicare usando protocolli
ad hoc.
Da
questo punto di vista è importante assicurare che
successive espansioni di impianto siano in grado
di integrarsi nella gestione energetica o nella rea-
lizzazione di smart grid senza grossi problemi.
Controllori per il motion
Anche il motion control è uno dei campi di appli-
cazione più critici e severi. Le soluzioni per il
motion control sono basate su 4 possibili piatta-
forme: azionamenti, PLC, PC, CNC. Nel caso di
soluzioni basate su PLC flessibilità e portabilità
sono superiori. Ma le soluzioni PC based offrono
una maggiore possibilità di interfacciamento con
l’operatore e un hardware dotato di maggiore
potenza di calcolo. I controllori basati su PC per
il motion control sfruttano opportune schede di
interfaccia con il campo (ingressi/uscite), bus
standard di collegamento con le periferiche (es.
ISA, PCI, PCIe), unitamente a sistemi di pro-
grammazione identici a quelli disponibili per i
PLC.
Un altro punto a favore del controllo su PC è
il fatto che le principali funzioni operano sullo
stesso hardware: interazione con gli azionamenti
e il campo, programma di movimentazione,
HMI.
Un sistema PC based è inoltre dotato di piatta-
forma hardware per RTOS (Real-Time Opera-
ting System) e software dedicato, il che comporta
un basso costo per l’utilizzo di piattaforme com-
merciali standard. Lo sviluppo del software per
il motion control passa per soluzioni proprietarie
o per soluzioni SoftPLC (tipicamente conformi a
IEC 61131).
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Sistema motion control PC based
(Beckhoff)
