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Automazione e Strumentazione
Maggio 2017
CONTROLLO
approfondimenti
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zione. In combinazione con la flessibilità offerta
dalle architetture di controllo basate su PC, e in
particolare con le automazioni sviluppate su base
TwinCat 3 OPC UA, dischiude scenari comple-
tamente nuovi, come ad esempio la possibilità di
implementare infrastrutture ‘virtuali’ con server e
client TwinCat 3 OPC UA eseguiti in cloud.
In questo caso, disponendo di un’architettura
PLC di tipo service-oriented
, la possibilità di
elaborare i dati di processo direttamente nel cloud
rende questa soluzione completamente svinco-
lata dall’applicazione fisica, il che definisce un
confine sempre meno netto tra processo reale e
servizi, una separazione sempre meno percepibile
tra parte fisica e digitale dove i sistemi produttivi
evolvono verso quelli che, comunemente, ven-
gono definiti
modelli cyber-fisici
.
Grazie alla comunicazione IoT e a OPC UA è
dunque possibile creare architetture PLC di tipo
service oriented (SOA PLC), completamente
integrate nell’ambiente cloud di fabbrica e già
dotate dei necessari meccanismi di sicurezza.
EK9160, l’accoppiatore bus-IoT
‘plug & cloud’
Un componente fondamentale che Beckhoff ha
sviluppato per il mondo dell’IoT è il modulo
EK9160, un accoppiatore bus EtherCat - Internet
of Things che implementa
la connettività tra
gli I/O EtherCat e il mondo IoT in via diretta
,
ovvero senza dover ricorrere alla mediazione di
alcun software. Il modulo - che potremmo quasi
definire, per le funzioni che svolge, un middle-
ware - converte i segnali del bus EtherCat in
differenti protocolli di comunicazione IoT, con-
sentendo quindi agli I/O di comunicare i propri
valori direttamente con il cloud.
Un web server integrato nell’EK9160 consente di
accedere ai parametri di comunicazione e di ge-
stire la configurazione delle funzioni di sicurezza
(autenticazione, crittografia ecc.) servendosi di
un normale Internet browser. A configurazione
completata, l’accoppiatore è ready-to-use, ovve-
ro immediatamente pronto per
gestire autono-
mamente la trasmissione dati tra il cloud e gli
I/O
, che siano analogici o digitali, ai quali associa
anche un riferimento temporale (time stamp). Al
fine di prevenire eventuali perdite di informazio-
ni, ad esempio causate da failure di rete, l’accop-
piatore EK9160 dispone di un buffer locale che
sfrutta una scheda microSD da 2 GB.
Il modulo si interfaccia a tutti i sistemi cloud
che comunicano mediante i protocolli AMQP,
MQTT e OPC UA (via AMQP): in primis Micro-
soft Azure, che Beckhoff ha scelto quale piatta-
forma di riferimento e per cui il modulo EK9160
è ufficialmente certificato, Amazon Web Servi-
ces (AWS), SAP Hana, così come qualsiasi altra
architettura cloud privata.
L’accoppiatore utilizza il principio della comu-
nicazione publisher/subscriber, che, adottando
il message broker, consente di snellire la tra-
smissione poiché non è necessario che i vari
dispositivi che scambiano le informazioni
conoscano i rispettivi indirizzi IP. Inoltre la
comunicazione, lato sia publisher sia subscri-
ber, è sempre attiva e diretta verso l’esterno.
L’insieme di queste caratteristiche alleggerisce
notevolmente la configurazione dell’infrastrut-
tura IT e del relativo firewall, a vantaggio della
sua semplicità di implementazione e gestione.
L’accoppiatore bus-IoT EK9160 può essere
impiegato nelle applicazioni più disparate, in
ambito non solo industriale ma anche di Building
Automation: per implementare soluzioni stand
alone in piccole realtà manifatturiere così come,
per esempio, per la gestione dei servizi integrati
in edifici e infrastrutture. In questa architettura
di controllo, il software TwinCat può risiedere
direttamente nel cloud. In sostanza, l’applica-
tivo agisce da controllore IoT con funzionalità
di message broker MQTT e riceve i dati di pro-
cesso attraverso gli accoppiatori EK9160, che
li trasmettono direttamente via Internet senza la
necessità di alcuna pre-elaborazione software dai
punti di rete dove sono installati.
I/O Ethercat e mondo IoT, due universi
sempre connessi con l’accoppiatore EK9160