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WIRELESS INDUSTRIALE

speciale

Giugno/Luglio 2016

Automazione e Strumentazione

WSN e WSAN sono la miniaturizzazione

dei componenti elettronici e degli apparati,

i bassi consumi elettrici e l’introduzione

di standard interoperabili (

WirelessHart,

Isa SP100

). Oltretutto i sensori wire-

less rappresentano la soluzione ottimale

per acquisire dati in prossimità di pozzi

e piping distribuiti su vaste aree, dove è

assente la rete di alimentazione elettrica.

Collegati fino a decine di chilometri a

sensori alimentati a batterie, gli apparati

RTU possono inviare dati ai centri di con-

trollo tramite ponti radio, reti 2/3/4G o

satellitari. Hanno così origine sistemi ter-

ritorialmente complessi e distribuiti, con

architetture Mesh

, in grado di realizzare

comunicazioni in tempo reale tra apparati

periferici e centri di supervisione.

Una Mesh Network è una rete di comu-

nicazione che presenta due o più ‘path’

(cammini) per ogni nodo. In questo

modo i diversi nodi possono far procedere

il traffico dati anche nel caso in cui non sia

diretto a loro.

L’adozione di reti Mesh si rivela una solu-

zione ottimale nei casi in cui l’area da coprire

è ampia e i cablaggi sono scarsamente presenti

o impraticabili.

Anche i protocolli ZigBee, GSM e WiFi a 2,4

GHz sono comunemente adottati in campo

industriale per realizzare reti Mesh. In una rete

ZigBee la maglia principale garantisce che i

dati arrivino a tutti i dispositivi della rete a par-

tire da un singolo nodo della stessa. Nei contesti

urbani outdoor, negli stabilimenti industriali, in

abitazioni, uffici e aree estese si implementano

reti Mesh con tecnologia WiFi secondo gli stan-

dard IEEE 802.11b/g (e più di recente anche

con tecnologie Wi-Max e Hiperlan).

Le applicazioni di

telemisura

teleassistenza

telecontrollo

sono parte fondante del wireless

industriale, soprattutto per assicurare letture e

comandi a distanza nelle reti di distribuzione e

verso impianti non presidiati. Le prime applica-

zioni di telegestione impiegavano ponti radio,

con segnali di potenza e canali di trasmissione

concordati con le autorità competenti. Le novità

normative e tecnologiche degli ultimi decenni

hanno consentito la standardizzazione dei segnali

e dei protocolli, nonché la riduzione delle dimen-

sioni e dei costi degli apparati.

Ad imporsi velocemente su scala globale è stato

il sistema GSM (Global System for Mobile Com-

munications) con le sue evoluzioni 2,5, 3G fino

alle più recenti 3,5G e 4G.

In particolare, le tecnologie EDGE (Enhanced

Data rates for GSM Evolution), GPRS (Gene-

ral Packet Radio Service), UMTS (Universal

Mobile Telecommunications System), HSDPA

(High Speed Downlink Packet Access),

WDCMA (Wideband Code Division Multiple

Access), LTE (Long Term Evolution) hanno

permesso un flusso di maggiori quantità di dati

e applicazioni basate su Internet.

Le crescenti esigenze di sicurezza nel telecon-

trollo hanno favorito la diffusione di

reti VPN

(Virtual Private Network) realizzate creando un

collegamento diretto, sicuro e criptato via Internet.

Benefici evidenti risultano essere la maggior

velocità, il minor costo infrastrutturale, l’impo-

stazione variabili real-time senza necessità di

aspettare che il dispositivo compia il polling dei

nodi della rete.

Un altro approccio al telecontrollo, alla teleas-

sistenza e all’accesso remoto è quello basato su

Cloud

nel quale il fattore critico è l’accesso in

tempo reale a una grande quantità di informazioni.

I sistemi di telecontrollo possono beneficiare dei

riconosciuti vantaggi del Cloud (maggiore agilità,

disponibilità di operazioni rapide e riduzione dei

costi hardware) a patto di implementare architet-

ture di rete e sistemi di protezione adeguati.

Non ultimo, anche l’

Internet of Things

(IoT)

si adatta in modo efficace ai sistemi di telecon-

trollo, in particolare a quelli con architettura

distribuita dove possono essere utilizzati diversi

sistemi di comunicazione per integrare e con-

trollare sensoristica disomogenea.

L’IoT permettere l’aggiunta di nuovi sensori

e attuatori in rete con un costo di installa-

zione estremamente limitato e impiegando il

wireless come piattaforma di comunicazione

di riferimento.

Schematizzazione Rete Mesh