AES_7 2022

SENSORI SMART E IIOT Speciale 76 Ottobre 2022 n Automazione e Strumentazione hanno pubblicato diversi standard IoT per l’inte- roperabilità. In particolare: ISO/IEC 21823-2 specifica un quadro di intero- perabilità per consentire lo scambio di informa- zioni all’interno e tra sistemi IoT. ISO/IEC TR 30164 descrive i concetti, le carat- teristiche e le tecnologie dell’edge computing per le applicazioni dei sistemi IoT. ISO/IEC TR 30166 si applica alle caratteristiche generali di sistemi edgli ecosistemi IIoT. Inoltre, Industrial IoT Consortium e OPC Founda- tion hanno sviluppato diverse pubblicazioni rela- tive all’architetture per l’IIoT tra cui: IEC PAS 63088 / IEC 62264/ RAMI 4.0 descri- vono l’architettura di riferimento per Industria 4.0 sotto forma di modello tridimensionale che mostra gli ‘oggetti’ (attività) permettendone la descrizione e il tracciamento durante l’intero life- cycle e li assegna a gerarchie tecniche e organiz- zative. IEC 62541 / OPC UA è uno standard in grado di coniugare al meglio IT e OT. La tecnologia OPC UA non si limita allo scambio di dati tra client e server, ma è l’essenza dei principi di interope- rabilità e connettività delle informazioni di fab- brica, alla base dei modelli di Industria 4.0 e IIoT. Standard e piattaforme di comunicazione Non possiamo parlare di dispositivi IIoT senza sottolineare l’importanza degli standard di comunicazione . MQTT è il principale proto- collo di comunicazione IoT basato su un modello publish-subscribe bidirezionale di tipo TCP/ IP. Rest è un protocollo di trasferimento iperte- stuale scalabile utilizzato per la comunicazione edge-to-cloud. NodeRed è una piattaforma open- source sviluppata da IBM per collegare API, har- dware e servizi online. OPC fa capo a una serie di standard sviluppati dalla OPC Foundation per la comunicazione industriale ideati per col- legare i controllori con sistemi Cloud e Scada. Time-Sensitive Networking (TSN) consente il controllo e la definizione di priorità dei flussi di dati nelle reti Ethernet. Chatty Things è un fra- mework aperto sviluppato dalla XMPP Standards Foundation per un’infrastruttura IIoT scalabile. Cognitive IoT è un framework sviluppato da IBM che combina l’IoT con l’intelligenza artificiale tramite l’elaborazione del linguaggio naturale. Mindsphere è una piattaforma Cloud svilup- pata da Siemens per integrare dispositivi edge Soft sensing e sensori inferenziali Un’interessante tendenza degli smart sensor coin- volge le tecniche di rilevamento virtuale , chia- mate anche soft sensing o inferential sensing . Tali tecniche sono utilizzate per fornire alterna- tive concrete a strumenti di misura fisici costosi o poco pratici. Un sistema di rilevamento vir- tuale utilizza le informazioni provenienti da altre misure e parametri di processo per determinare una stima della misura di interesse. I sensori o analizzatori inferenziali si basano su modelli che definiscono la relazione tra variabili misurabili e variabili non misurate. La maggior parte di queste inferenze utilizza la tecnolo- gia della regressione lineare e in alcuni casi la modellazione inferenziale delle reti neurali . Il soft sensing applicato all’industria di processo si basa sull’utilizzo di modelli derivati da leggi fisiche, come il bilancio di massa o energia e i calcoli di equilibrio fisico-chimico, e sull’uti- lizzo di approssimazioni empiriche per stimare i parametri di processo. I sensori inferenziali possono misurare in tempo reale indicatori come l’efficienza di conversione di potenza di motori e turbine, l’efficienza ter- mica di forni industriali e scambiatori di calore, l’efficienza operativa di pompe, compressori e catalizzatori. Gli standard di interoperabilità La crescente adozione e la molteplicità di attori nel mondo IIoT ha reso necessario lo sviluppo di numerosi standard. Negli ultimi anni ISO e IEC Architettura OPC UA / OPC UA FC (Industrial Ethernet Book)