AES_7 2022

Speciale 77 SENSORI SMART E IIOT Automazione e Strumentazione n Ottobre 2022 IoT, applicazioni e servizi in un unico ambiente. L’elenco potrebbe continuare con AMQP, COAP, DDS, IEC 61499 e il variegato mondo wireless (5G, NB-IoT, LoRa, WiFi, BLE / Bluetooth Smart, ZigBee, 6LoWPAN, sub 1 GHz, RF4CE, eMTC ecc.) Tecnologie emergenti Nel 2022 ha visto il primo rilascio delle specifiche sotto il nome di OPC UA Field eXchange (FX). Lo standard OPC UA FX definisce le estensioni del framework OPC UA che consentono un colle- gamento in rete uniforme tra i controllori tramite un’infrastruttura di rete comune, al fine di scam- biare dati di processo sulla base di un’interfaccia indipendente dal produttore. Questa prima speci- fica si concentra sui casi d’uso da controllore a controllore di diversi fornitori che supportano ope- razioni di produzione flessibili e riconfigurabili. Supervisione e industria di processo Al centro di crescente interesse è anche Sparkplug B , una specifica per MQTT che definisce le moda- lità di invio e ricezione dei dati. I dispositivi e i sensori ai margini di una rete possono utilizzare Sparkplug B per comunicare con applicazioni SCADA, database storici e programmi di analisi dati. Tutte queste comunicazioni passano attra- verso un broker MQTT. A differenza di altri bro- ker MQTT, invece di passare semplicemente i dati, un’istanza di data hub interpreta i payload dei messaggi di Sparkplug B e offre vantaggi quali la rapida risoluzione degli errori, l’elevata sincroniz- zazione e infomazioni sulla qualità dei dati. Connettività e alimentazione Altra tecnologia dalle grandi potenzialità per la sen- soristica IIoT è SPE (Single-Pair Ethernet). Si tratta di un nuovo standard (IEC 61156) legato al mondo Ethernet, in particolare al livello di comunicazione fisica. L’utilizzo della nuova tecnologia Grazie anche a SPE la ‘famosa’ piramide dell’au- tomazione cede il passo a nuovi modelli tri- dimensionali come RAMI 4.0. SPE offre una connettività Ethernet più veloce ed economica con alimentazione tramite linee dati (PoDL) per alimentare a distanza i dispositivi sul campo. Lo standard IEEE P802.3cg 10BASE-T1L specifica la trasmissione full-duplex su una singola coppia di conduttori a 10 Mbps per un massimo di 1000 m. SPE è molto più veloce del bus di campo e può utilizzare i cavi del bus di campo a singolo dop- pino esistenti, con un enorme risparmio. Simil- mente IEEE 802.3ch (MultiGigBASE-T1 Auto- motive Ethernet) supporta fino a 10 Gbps con una lunghezza del cavo fino a 15 m. SPE soddisfa i requisiti dell’Ethernet industriale e sarà in grado di supportare EtherNet/IP, HART-IP, OPC UA, Pro- finet e altri protocolli di rete di livello superiore. Uno standard punto-punto Non ultimo, IO Link (IEC61131-9) è un proto- collo di comunicazione punto-punto basato su standard aperti che consente lo scambio bidirezio- nale dei dati tra i sensori e i dispositivi. Il master IO-Link trasmette i dati su reti, fieldbus o bus di backplane diversi, rendendoli accessibili per un utilizzo immediato oppure per eseguire analisi di lungo termine, tramite un PLC o un HMI. Ogni sensore con IO-Link dispone di un file IODD (IO Device Description) che descrive il dispositivo e le relative funzioni IO-Link. Tutto ciò è molto interessante in chiave IIoT in quanto IO-Link si fa apprezzare come strumento diretto e semplifi- cato per utilizzare i dati dei sensori. IO-Link offre infatti vantaggi immediati come la parametrizza- zione dei sensori, la facile sostituzione dei sen- sori, un minore sforzo di cablaggio e la gestione diretta dei dati del sensore al cloud. n Il soft sensing o inferential sensing utilizza le informazioni provenienti da altre misure e parametri di processo per effettuare una stima della variabile di interesse