15 / 102
Automazione e Strumentazione
Maggio 2017
RETI INDUSTRIALI
primo piano
15
IP per comunicazioni standard, alle comunica-
zioni real time, fino al motion control garantendo
precisione deterministica nelle tempistiche.
Altro aspetto è quello dei profili applicativi. Nella
struttura generale di una fabbrica, ci sono diversi
dispositivi che comunicano: Profinet garantisce la
possibilità di avere dei profili di comunicazione
differenti a seconda del tipo di dispositivo e della
sua funzione. Ad esempio una barriera di sicurezza
può avere un profilo di sicurezza, come ProfiSafe,
che si applica sullo stack di comunicazione e assi-
cura la sicurezza funzionale del sistema. Oppure è
possibile implementare un profilo di motion con-
trol o di processo o di risparmio energetico.
Particolarmente apprezzabile, al fine di garantire
all’azienda continuità e protezione degli inve-
stimenti, la possibilità di conservare macchine
e apparecchiature datate ma ben funzionanti
all’interno della nuova logica Industry 4.0, Ciò
si ottiene, con Profinet, grazie ai
proxy
- ormai
ampiamente disponibili sul mercato - che pos-
sono interpretare i più diversi protocolli e tra-
sformare, senza bisogno di speciali adattamenti,
tutti i dati in informazioni perfettamente leggibili
e disponibili via Ethernet per qualunque sistema.
Una caratteristica di quella che Santandrea ha
chiamato Profinet of Things e che si collega
alla necessità, per le applicazioni industriali, di
essere mission critical è la ‘disponibilità’: è uno
dei principali ‘plus’ di Profinet, che garantisce
il facile accesso a tutte le informazioni utili per
la
diagnostica
. Come pure Profinet implementa
tutta una serie di tecnologie di security coerenti
con quelle implementate a livello IT.
Ethernet standard con funzionalità
hard real-time
Riprendendo l’idea del superamento della tradi-
zionale piramide dell’automazione,
Paolo Ferra-
ri
, docente del dipartimento di ingegneria dell’u-
niversità di Brescia, ha delineato il futuro delle
tecnologie Profibus e Profinet che si mostrano
particolarmente adatte a una struttura aziendale
non più gerarchica ma dove tutti i livelli conver-
gono. “Profinet - ha detto Ferrari - sarà il backbo-
ne di tutta la parte bassa (dal campo al control-
lo) e si potranno valorizzare le sue prerogative,
come quella della disponibilità di profili standard
(PROFIsafe, PROFIdrive, PROFIenergy), di una
diagnostica completa e immediata, del Wireless
ad alta disponibilità e della integrazione traspa-
rente con i bus di campo tradizionali”.
Per realizzare il
dialogo M2M
si utilizzerà la
tecnologia
OPC UA
“che non è un protocol-
lo - ha precisato Ferrari - è in sostanza un modo
di organizzare dati e
metadati e renderli frui-
bili, in modo auto-
matico, da altri oggetti
senza interventi di
configurazione; non
è legata al dato ma
al servizio e quindi
permette di esportare
servizi in modo auto-
matico”. L’OPC Clas-
sico ha avuto un suc-
cesso mondiale fino ai
primi anni 2000 ma era limitato dalla dipendenza
da Microsoft (DCOM), da un modello dati non
abbastanza sofisticato e dalla sicurezza a volte
inadeguata. Ora OPC UA (Unified Architecture)
ha il vantaggio di essere indipendente dal co-
struttore, di essere scalabile e non limitata da ga-
teway; così offre una porta di accesso verso ap-
plicazioni di terze parti in modo facile e sicuro,
operando in parallelo a Profinet e consentendo
una piena interoperabilità: è pensato proprio per
le macchine, perché possano parlarsi da sole e
quindi completare transizione verso Industry 4.0.
Proiettandosi nel prossimo futuro, l’elemento
più interessante deriva dall’introduzione da parte
della Ieee di
TSN (Time Sensitive Networking)
grazie al quale Ethernet standard potrà offrire
funzionalità hard real-time. Anche TSN non è
un protocollo di comunicazione ma definisce
dei meccanismi a livello di Layer 2 permettendo
un salto tecnologico basato semplicemente su
componenti Ethernet standard. TSN è costituito
da diversi Standard Ieee ed è sponsorizzato per
lo più da produttori di chip come Intel, TI, Bro-
adcom, Marvell ecc. e dall’industria Automotive
‘in-car’. Gli obiettivi di TSN sono di garantire:
interfacce standardizzate nella rete per offrire un
Quality of Service (QoS) garantito; bassa latenza
di trasmissione; comunicazione real-time di alta
qualità; convergenza cioè che diverse applica-
zioni partecipino nella stessa rete e ricevano QoS.
L’impatto di TSN si prevede significativo: in
futuro, praticamente ogni comunicazione basata
su Ethernet potrà essere in grado di gestire il real-
time. Quanto a Profinet, in futuro si baserà anche su
TSN, con diversi vantaggi quali: banda maggiore
(1 GBit); chip Ethernet standard anche per hard
real-time; maggior disponibilità e varietà di PN-
Controller e PN-Device che andranno ad affian-
care l’odierno Profinet IRT; meccanismo unico per
applicazioni isocrone e non; possibilità di relazioni
di comunicazione stabilite in modo dinamico; con-
vergenza con altro traffico in tempo reale.
Con Profinet oltre la classica
piramide dell’automazione