AES_4 2022

CONNETTIVITÀ Speciale 80 Maggio 2022 n Automazione e Strumentazione IT). Nella Smart Factory IT e OT devono lavorare in sinergia per individuare percorsi di digitaliz- zazione appropriati e per consentire lo scambio di informazioni. Da questo assunto è necessario partire per soffermarsi sulle tre tecnologie chiave che in questo momento sembrano le principali candidate in grado di accelerare il processo di convergenza: OPC UA, TSN, 5G . OPC UA Nelle comunicazioni industriali dobbiamo partire dal tema dell’interscambio dati che vede la comu- nicazione basata su OPC UA (Open Platform Com- munications Unified Architecture) semplificare la connessione dei sistemi a ogni livello di fabbrica: sensori in campo, controllori, HMI e sistemi gestio- nali. Di base OPC UA consente una comunicazione tra- sparente e senza soluzione di continuità dal sensore al Cloud, fondendo i mondi IT e OT in una rete uni- ficata . OPC UA è un’architettura service-oriented (SOA) basata su una rete IP compatibile con IPv4 e IPv6. OPC UA, inoltre, è una tecnologia indi- pendente dalla piattaforma, dal mezzo di trasporto fisico e dal protocollo di trasporto oltre che flessi- bile in termini di applicazione. La recente introduzione, a cura della OPC Founda- tion, dello standard Publish Subscribe (PubSub) ha ulteriormente affinato le comunicazioni fino a livello del singolo sensore, portando evidenti benefici agli integratori di sistema in diverse nicchie industriali. Lo standard è totalmente integrato con la tecnolo- gia OPC UA e ne permette l’implementazione fino al più basso livello di produzione di fabbrica, dove sussistono controllori, sensori e sistemi embedded che richiedono l’ottimizzazione delle comunica- zioni a bassa latenza nelle reti locali. Il protocollo OPC UA contribuisce a ridurre al minimo gli sforzi per l’integrazione e la configu- razione del sistema per soluzioni industriali IoT e Industria 4.0. I dispositivi che supportano OPC UA assicurano la massima sicurezza nello scambio dati con interfacce fisicamente divise e diritti di confi- gurazione separati per reti IT e OT, supportando i principali protocolli di sicurezza come SSL, TLS e X.509 per l’autenticazione e la criptazione dei dati. Un altro perfezionamento è OPC su Time Sensitive Networking (TSN). OPC UA over TSN ha i requi- siti per supportare reti che comprendono decine di migliaia di nodi e beneficiano della larghezza di banda tipica di Ethernet. Anche grandi volumi di dati possono in questo modo essere gestiti con faci- lità. Più nello specifico OPC UA nella sua versione Pub-Sub su TSN potrà far comunicare in tempo reale macchine e isole governate da dispositivi di costruttori diversi. In aggiunta, l’iniziativa OPC UA FLC (Field Level Communication) si propone di spingere oltre le potenzialità di questa tecnologia in ambito manifatturiero, permettendo di realizzare applicazioni hard real-time, ad esempio in ambito motion control e controllo della sicurezza. TSN e standardizzazione Le versioni industriali di Ethernet continuano a cre- scere e coprono, secondo l’ultimo report di HMS , il 65% del mercato della comunicazione industriale. Ciò che ha reso vincente Ethernet è stata la possi- bilità di rendere accessibili in tempo reale i dati dei sistemi di controllo e redigere analisi direttamente dagli impianti. Resta però aperto il tema della stan- dardizzazione e della interoperabilità tra appa- rati di diversi produttori. Una convincente risposta a questo problema è rappresentata da TSN (Time Sensitive Networking), protagonista di un grande sviluppo negli ultimi anni. Si tratta di un’estensione Ethernet che assicura la sincronizzazione precisa tra i nodi della rete in forma deterministica e adeguata alle moderne esigenze di interconnessione. La collezione di standard Ethernet TSN , promossi dal gruppo di lavoro TSN IEEE 802 , definisce meccanismi per la trasmissione di dati time-sensitive con latenze di trasmissione molto basse ed elevata disponibilità. TSN e Data Link Layer (fonte: Siemens)