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WIRELESS INDUSTRIALE
speciale
Giugno/Luglio 2016
Automazione e Strumentazione
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NELLE PROSSIME PAGINE LA RASSEGNA DI PRODOTTI E SOLUZIONI
Il successo del wireless industriale
Armando Martin
Complici la diffusione di tecnologie e nuovi modelli quali Industria 4.0, IoT,
teleassistenza, Smart City e WSN, la scalata delle tecnologie wireless al mondo
industriale non conosce ostacoli. Ricercatori, produttori e utilizzatori sono
costantemente all’opera per implementare soluzioni aperte, ottimizzare
le modalità di gestione dei dati e cogliere nuove opportunità.
Nell’estate del 1897 il ventitreenne
Guglielmo
Marconi
si ritrovava ad essere un personaggio
di dominio pubblico grazie alle dimostrazioni
fornite dal suo sistema di
radiotelegrafia senza
fili
. Le base per le moderne comunicazioni
senza fili erano state poste. Circa 120 anni dopo
le trasmissioni senza fili sono una realtà conso-
lidata del settore industriale.
Sebbene le prime tecniche laser a radiofrequenza
e all’infrarosso risalgano agli anni 70, per lungo
tempo furono messe in evidenza le
limitazioni
generali
delle tecnologie senza fili: interferenze,
velocità ridotte, throughput (quantità di infor-
mazioni trasmesse nell’unità di tempo), area di
copertura, alimentazione, sicurezza dati.
Per di più nelle applicazioni industriali il wireless
è sottoposto ad altre insidie: parti in movimento,
vibrazioni, emissioni elettromagnetiche, prodotti
chimicamente pericolosi.
Gli sviluppi tecnologici degli ultimi anni hanno
però offerto soluzioni munite di
vantaggi indi-
scutibili
: semplicità di installazione, costi di
gestione ridotti, scalabilità, completa mobilità
all’interno del raggio di copertura.
La soluzione dei problemi di interferenza, sicu-
rezza e differenziazione applicativa è stata affi-
data anche ad un’intensa attività normativa por-
tata avanti da comitati IEC e CEI (in particolare
con i Comitati Tecnici CT65C di CEI e 65C di
IEC) che negli anni hanno prodotto standard
quali IEC 62591, IEC 62601, ISA-100.11a, IEC/
TS 62657. Recentemente l’attenzione è stata
posta sull’aggiornamento della norma
ETSI EN
300328
che entra nel merito della banda occu-
pata, dell’adattatività della modulazione, della
modifica del duty cycle. Questi aspetti determi-
nano un impatto diretto sulle tecnologie più usate
quali WiFi, Bluetooth, ZigBee operanti nella
banda ISM (Industrial, Scientific and Medical) a
2,4 GHz con differenti tecniche di modulazione.
Tra i temi caldi discussi dalla Commissione Euro-
pea, dall’ETSI (European Telecommunications
Standards Institute) e dalle autorità competenti ci
sono innanzitutto l’incompatibilità tra la tecnica
di trasmissione LBT (Listen Before Talk) sta-
bilita nella EN 300328 con le esigenze di deter-
minismo tipiche del mondo industriale. C’è poi
anche il fatto che i processi industriali si svolgono
in contesti rigidi e definiti, il che ha portato a cre-
are l’espressione
‘10mW Factory’
. Questa sin-
tetizza l’impegno di gestire gli impianti in modo
che i dispositivi wireless installati abbiano un
impatto di potenze disponibili al di fuori dell’area
dell’impianto inferiori a 10 mW.
Oggi la strada verso la diffusione della comunica-
zione senza fili è in discesa in quanto
la maggior
parte delle tecnologie RF sono ormai consoli-
date
. Esiste poi un elevato livello di integrazione
dei componenti elettronici dei device wireless
(basso consumo, ridotte dimensioni, basso costo)
che combinato con tecniche di modulazione sem-
pre più sofisticate in termini di velocità e affida-
bilità, sta progressivamente riducendo le residue
‘barriere all’adozione’ da parte dell’utente finale.
Applicazioni e protocolli
Nell’
automazione di processo
i problemi legati ai
tempi di ciclo ridotti, alla sicurezza nelle connes-
sioni e alla coesistenza tra reti ostacolano l’adozione
della soluzione ‘perfetta’. D’altra parte, soprattutto
in chiave di
Asset Management
e
manutenzione
predittiva
, la diffusione di WSN (Wireless Sensor
Network) autoconfiguranti, e in grado di integrare
le misure con la diagnostica di apparecchiature e
sensori, è una necessità che si fa sentire.
La diffusione di protocolli standard sembra inol-
tre 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’in-
dustria di processo sono quelli di regolazione,
gestione di loop di controllo (misure di gran-
dezze analogiche, logiche PID, fuzzy, PWM),
@armando_martin