AS_07_2021

Automazione e Strumentazione n Ottobre 2021 FOCUS speciale 87 CONTROLLO Oggi una realtà come Amazon è chiaramente concen- trata anche sull’industria. Già all’Hannover Messe 2019 nel grande stand di Amazon si presentavano casi d’uso con AWS (Amazon Web Services) e applicazioni IoT a livello di fabbrica per migliorare le prestazioni di produ- zione. D’altra parte, come la maggior parte delle funzioni di automazione, il controllo logico può essere virtualiz- zato ed eseguito su diverse piattaforme insieme ad altre funzioni della macchina o del processo. Oggi i sistemi di automazione hanno anche un bisogno critico di con- dividere dati e comunicare con applicazioni basate sul cloud. Hanno inoltre necessità di potenza di elabora- zione superiore a quella disponibile localmente su una macchina industriale. È lecito quindi aspettarsi che la maggior parte dei futuri controllori, IoT-based e iperconnessi, saranno funzioni software virtualizzate eseguite su un server, on premise o nel cloud, come parte di un’infrastruttura complessa. I sistemi programmazione IEC 61131-3 lasceranno pro- babilmente posto ad ambienti user friendly o program- ming free . Le reti private 5G garantiranno un accesso rapido al controllore e da qualunque punto dell’im- pianto. Di questo processo di trasformazione benefice- ranno costruttori di macchine e conduttori di impianto, dalla fase di progettazione a quella di messa in servizio e manutenzione. Lo scenario reale Lo scenario descritto è però vero solo in parte. Sono passati molti anni dall’introduzione del primo PLC (1968) ideato da Dick Morley , quando il Modu- lar Digital Controller (Modicon) iniziò a sostituire i sistemi di controllo basati su relè e quadri pneumatici. Nel frattempo, il mondo ha conosciuto molti cam- biamenti tecnologici: il Personal Computer (1981), Internet (1991), gli smartphone (2007), Industria 4.0 (2011). Nonostante queste innovazioni, programma- tori e ingegneri stanno ancora usando PLC e DCS quasi nello stesso modo del 1968. I motivi sono diversi. Anzitutto il PLC e gli altri sistemi di controllo sono una risposta sempre valida alle esi- genze di robustezza , affidabilità e determinismo , dal controllo del movimento al controllo di processo. In secondo luogo, la comunità industriale è molto conser- vatrice e frenata da molte barriere ai cambiamenti rapidi. Le fabbriche e gli impianti, infatti, hanno molto da per- dere dall’essere early adopter, stravolgendo modelli di business consolidati. Lo standard IEC 61499 Resta aperta però una questione. L’automazione del 20° secolo era caratterizzata dall’acquisizione di una quantità limitata di dati e dalla loro elaborazione su piattaforme IT. Nel ventunesimo secolo i controllori industriali richie- dono strumenti integrati per la gestione di una quantità crescente di dati, in modo da conferire agli impianti con- trollati maggiore efficienza e costi di gestione ridotti. La nuova generazione di controllori si rivela quindi un candidato ideale anche e soprattutto per applicazioni ad alte prestazioni: processi time critical, multitasking, ana- lisi in frequenza, gestione real-time di grandi database, modellazione e diagnostica di impianto, algoritmi mul- tivariabili. Con l’avanzare del Cloud networking e dei Big Data, infatti, i controllori si spingono a generare analisi pre- dittive , diagnostiche e di supporto alle decisioni molto accurate. In questa chiave sta ritrovando nuova linfa una ‘vecchia’ conoscenza, lo standard IEC 61499 introdotto per la prima volta nel 2005. Questo standard sostiene la cre- azione di moduli software standardizzati e testati per specifiche funzionalità di controllo. Niente di nuovo in termini assoluti. Ma si tratta di un approccio in linea con le attuali pratiche di programmazione per piattaforme PLC e DCS. Grazie a IEC 61499, lo scopo di istanziare moduli sof- tware testati non è solo quello di creare un controllo di processo più efficace, ma anche un livello più elevato di prontezza operativa. In sostanza possono essere ese- guiti task distribuiti su piattaforme hardware multiple e diversificate. Per esempio gli attuali azionamenti a velo- Dick Morley e il team che realizzò il primo PLC (1968, concessa da Dick Morley)