AES_4 2023

Speciale 81 SISTEMI DI CONTROLLO Automazione e Strumentazione n Maggio 2023 di supportare una solida base con protocolli standard di settore programmabili dall’utente come ad esempio OPC-UA, Modbus, MQTT, HTTP e Rest. L’era dei PLC virtuali Come la maggior parte delle funzioni di automazione, il controllo logico può essere virtualizzato ed eseguito su diverse piattaforme. Oggi i sistemi di automazione hanno anche un bisogno critico di condividere dati e comunicare con applicazioni basate sul cloud e, come abbiamo visto, su sistemi Edge. Hanno inoltre necessità di potenza di elaborazione superiore a quella disponi- bile localmente su una macchina industriale. È lecito quindi aspettarsi che la maggior parte dei futuri con- trollori, IoT-based e iperconnessi, saranno implemen- tati attraverso funzioni software virtualizzate eseguite su un server come parte di un’infrastruttura complessa. In ambito informatico, le virtualizzazioni sono utili per aumentare la sicurezza dei dati dei sistemi attraverso limiti di accesso ragionevoli, nonché per rendere pos- sibili configurazioni reciprocamente indipendenti per utenti e applicazioni diverse. Lo stesso vale per i con- trollori industriali virtuali. Anche se reso astratto, il PLC deve essere ospitato ed eseguito su una piattaforma fisica con un hardware potente come sottostruttura. Da questo punto di vista, il PLC virtuale è concettualmente equiparabile a un computer industriale equipaggiato con un sistema operativo e un SoftPLC. Tuttavia, per poter utilizzare i controllori virtuali in forma totalmente indipendente dall’hardware, è necessario effettuare un’ulteriore astrazione raggiungibile tramite contenitori software, macchine virtuali o hypervisor in grado di separare l’hardware dal sistema operativo. Un interessante esempio è il sistema runtime compatibile IEC 61131-3 Codesys Virtual Control SL che può essere installato su qualsiasi architettura con container o hypervisor / VM (Virtual Machine). Codesys Virtual Control con- sente di trasformare qualsiasi sistema moderno in un controllore industriale, dai piccoli dispositivi Arm dedicati ai data center. Una significativa evoluzione in questa direzione è stata impressa anche dall’azienda tedesca SDA (Software Defined Automation) che nel 2022 ha sviluppato una tecnologia ‘Virtual PLC’ che disaccoppia il controllo in tempo reale dall’hardware proprietario, consentendo di gestire i PLC come sistemi software basati su cloud. La soluzione SDA contribuisce a migliorare i sistemi di automazione grazie alla completa virtualizzazione dei controlli PLC sulla piattaforma VMware Edge Compute Stack che supporta macchine virtuali e con- tainer in esecuzione su server IT. Software Defined Automation ha contribuito a estendere la piattaforma ctrlX Automation di Bosch Rexroth , con caratteristi- che spinte di virtualizzazione, potenziando la gestione dei dispositivi e del codice sorgente nel cloud. Gira del resto sotto ctrlX Os, il sistema operativo basato su Linux progettato per l’uso in tempo reale in ambienti industriali e indipendente dall’hardware. Le funzioni basate su software possono essere sviluppate, aggior- nate e gestite in modo semplice e flessibile, suppor- tando test virtuali e DevOps. L’indipendenza dall’har- dware consente inoltre di utilizzare un sistema di controllo virtuale su piattaforme hypervisor, nel data center, sui server edge o nel cloud. In termini di stretta attualità, Siemens ha presentato per la prima volta ad Hannover Messe 2023 un con- trollore logico programmabile completamente virtuale. La volatilità dei mercati, la carenza di manodopera e la difficile reperibilità di alcune risorse obbligano le imprese industriali a orientare la loro produzione auto- matizzata alla massima flessibilità. Ed è esattamente in questa direzione che va il nuovo controllore vir- tuale di Siemens, poiché gli utenti possono utilizzare le funzioni già collaudate del Plc hardware S7-1500 nel mondo digitale, senza il vincolo di hardware specifico. Il sistema operativo di Siemens garantisce una con- nessione sempre attiva all’infrastruttura denominata “Industrial Edge Management System”. Ciò consente di gestire il controllore virtuale e altre applicazioni a un livello centrale. Servizi specifici individuali possono essere prenotati e utilizzati in aggiunta, in modo da ottimizzare i costi e implementare specifiche applica- zioni con la massima prontezza e flessibilità. n I controllori logici possono essere virtualizzati ed eseguiti su diverse piattaforme