Giugno 2014
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Automazione e Strumentazione
speciale
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WIRELESS INDUSTRIALE
NELLE PROSSIME PAGINE PRODOTTI E SOLUZIONI
Per capire le effettive prospettive di crescita delle
tecnologie wireless nell’industria di processo,
bisogna considerare un quadro di riferimento nel
quale produttori e utilizzatori sono all’opera per
implementare soluzioni aperte e ottimizzare le
modalità di gestione dei dati.
Nell’automazione di processo i problemi legati ai
tempi di ciclo ridotti, alla sicurezza nelle connes-
sioni e alla coesistenza tra reti ostacolano l’ado-
zione della soluzione “perfetta” adatta sia al con-
trollo sia al monitoraggio. D’altra parte, soprat-
tutto in ottica di Asset Management e manuten-
zione predittiva, la diffusione di WSN (Wireless
Sensor Network) autoconfiguranti, e in grado di
integrare le misure con la diagnostica di apparec-
chiature e sensori, è una necessità che si fa sen-
tire. La diffusione di protocolli standard sembra
inoltre prefigurare uno scenario in cui aumentano
la richiesta di tecnologie wireless multivendor e
l’attitudine degli utenti a impiegarle. Dal punto
di vista operativo bisogna poi tenere conto che i
task di controllo
fondamentali nell’industria di
processo sono quelli di regolazione, gestione di
loop di controllo (misure di grandezze analogiche,
logiche PID, fuzzy, PWM), attuazione di disposi-
tivi di comando (valvole e azionamenti a velocità
variabile).
Un sistema di comunicazione idoneo deve quin-
di garantire la trasmissione ciclica delle variabili
controllate, con tempi di refresh certi, conformità
alle norme ETSI, determinismo. Allo stato attua-
le le tecnologie wireless soddisfano questi requi-
siti solo parzialmente. Per le semplici attività di
allarmistica
,
monitoraggio
dati e
diagnostica
strumentazione sono in genere idonee le soluzioni
basate su adattatori, gateway, ripetitori, ricetra-
smettitori, router, attuatori e sensori, supportati da
standard emergenti come ISA100 eWirelessHart.
Se l’obiettivo è il cable replacement o la
tramis-
sione punto-punto
, la soluzione ottimale può
essere un semplice accoppiamento wireless con
tecnologie Bluetooth, ZigBee o proprietarie.
La diffusione delle WSN / WSAN
Il funzionamento wireless di sensori e attuatori in
rete si accompagna non solo all’assenza di colle-
gamenti fisici, ma anche alla indisponibilità della
rete di alimentazione. A questo scopo i dispositivi
wireless sono dotati di sistema di alimentazione
autonoma a batteria, algoritmi per l’allungamen-
to della vita delle batterie dei sensori, duty cycle
ridotto (molto minore di 1) e tecniche di cattura
dell’energia di tipo “energy harvesting”.
L’impiego delle reti WSN (Wireless Sensor Net-
work) e WSAN (Wireless Sensor Actuator Net-
work) è in costante aumento per la
sostituzione
di cablaggi
e nell’installazione di
micro-sensori
.
Nelle realizzazioni indoor e outdoor vengono re-
alizzate per integrare sistemi di termoregolazione
(HVAC, temperatura, umidità), monitoraggio am-
bientale (terra, aria, acqua), agrindustria (microcli-
ma, irrigazione, luce), misure industriali (accele-
rometri, vibrazioni, pressioni), robotica (sensori di
posizione e coordinamento), monitoraggio strut-
turale (gallerie, dighe, ponti), domotica (sistemi di
sicurezza e controllo) e automazione edifici (in-
terruttori, sonde, valvole, comandi, allarmi). Nel
settore
Oil &Gas
le reti wireless prevedono l’im-
piego di sistemi RTU (Remote Terminal Unit) che
contribuiscono a migliorare l’efficienza della pro-
duzione, il monitoraggio delle emissioni ambien-
tali, la gestione tempestiva di allarmi e la raccolta
di informazioni. I fattori tecnologici alla base dello
sviluppo di WSN e WSAN sono la miniaturizza-
zione dei componenti elettronici e degli apparati, i
bassi consumi elettrici e l’introduzione di standard
interoperabili (WirelessHart, Isa SP100). Oltretut-
to i sensori wireless rappresentano la soluzione
ottimale per acquisire dati in prossimità di pozzi
Armando Martin
Wireless per l’automazione di processo
Quali alternative?
Monitoraggio condotte gas tramite WSN (National Instruments)
