AS_04_2019

Automazione e Strumentazione Maggio 2019 FOCUS approfondimenti 49 mentare la profittabilità dal 3% al 4%. Ma risultati come questi potrebbero ancora rap- presentare soltanto una ridotta escavazione della superficie, rispetto ai benefici ricavabili applicando il TSN al paradig- ma di connettività IIoT. Nei casi d’uso come quello citato, i vantaggi per il bu- siness si ottengono, infatti, soprattutto sfruttando le in- formazioni e gli ‘insights’ estrapolati dai dati generati dai sensori IoT. Tali infor- mazioni consentono a un’or- ganizzazione di ottimizzare la manutenzione, applicando metodologie di predictive maintenance che identificano in anticipo malfunzionamen- ti su macchinari e linee di produzione, e programmano interventi per ottimizzarne il funzionamento e ridurre i downtime. Tuttavia, il com- pleto potenziale dei para- digmi IIoT e Industria 4.0 è realizzabile nelle applicazioni di smart factory e casi d’uso dove i sistemi di attuazione e controllo industriale che go- vernano macchinari e linee di produzione devono rispon- dere a requisiti di comuni- cazione real-time, ed essere azionati in modalità determi- nistica: e da questo punto di vista, la tecnologia TSN permette d’implemen- tare nello standard Ethernet funzionalità di comunicazione real-time e criteri di determi- nismo , che tradizionalmente vengono realizzati utilizzando tecnologie, bus di campo e protocolli Industrial Ethernet, come EtherNet/IP, EtherCat, P ROFINET , Powerlink, Sercos III. TSN, le caratteristiche Lo standard Ethernet (IEEE 802.3) è la tecnolo- gia LAN più adottata nel mondo, ma non è con- cepito in origine per governare reti industriali. Ethernet è stata creata per connettere computer in reti locali, si basa sul protocollo CSMA-CD (car- rier sense multiple access with collision detec- tion), e funziona adottando criteri di ‘best effort’; quindi non garantisce la consegna dei pacchetti, e una completa affidabilità della trasmissione. Il protocollo Ethernet è adatto in applicazioni enterprise in cui è possibile accettare una certa latenza nelle comunicazioni IT, ma non supporta il determinismo, richiesto da sistemi di controllo di linee di produzione industriali, sistemi automo- tive, applicazioni aerospaziali, sistemi di gestione dei trasporti: in quest’ottica il TSN, viene definito dal Time-Sensitive Networking Task Group (TSN TG) di IEEE come una tecnologia standard per fornire servizi deterministici attraverso le reti IEEE 802, garantendo il trasporto dei pacchetti e mantenendo una latenza limitata. La tecnologia TSN, spiega Cisco in un white paper, è gestita centralmente e fornisce garanzie sulla consegna e jitter ridotto, utilizzando algo- ritmi di ‘time scheduling’ per quelle applicazioni Il modello di riferimento ISO/OSI (Fonte: Analog Devices) Lo scenario architetturale delle reti industriali prevede un percorso di transizione, in cui segmenti e componenti TSN risultano combinati con EtherCAT e Profinet (Fonte: Analog Devices)