CONTROLLO
approfondimenti
Ottobre 2013
■
Automazione e Strumentazione
40
Vincenzo Tampellini
XFC: tecnologia di controllo
sotto i 100 µs
Grazie all’uso intelligente dei singoli core di
elaborazione, è ora disponibile una
maggiore
potenza di calcolo
per le applicazioni real-time
dotate di
PC multi-core
. TwinCat riconosce la
capacità della CPU non utilizzata da Windows e
può integrare ogni core disponibile nel sistema
real-time mediante configurazione. Ciò porta
a una scalabilità ottimizzata e alla piena utiliz-
zazione delle risorse di sistema per ogni task
dell’applicazione, oltre a permettere l’assegna-
zione di loop di controllo complessi al control-
lore centrale senza perdita di prestazioni.
Come funziona
I moderni sistemi fieldbus basati su Ether-
net come EtherCat permettono ai controllori
di livello superiore di comunicare con i com-
ponenti connessi con tempi minori di 100 µs.
Beckhoff aveva già presentato tempi ciclo di
12,5 µs alla Fiera di Hannover del 2012, ma
era teoricamente possibile un’ulteriore ridu-
zione. La tecnologia XFC Beckhoff è l’anello
mancante per ottenere tempi di reazione molto
minori di 100 µs e serve come base per sfrut-
tare appieno un fieldbus veloce e componenti
di controllo ad alte prestazioni. Il tempo di rea-
zione è definito come il tempo fra la presenza di
un segnale esterno e la reazione di un attuatore
ed è cruciale per l’efficienza di molti processi
di controllo.
I loop di controllo che richiedono reazioni
veloci sono quindi chiusi localmente da dispo-
sitivi speciali e non nel controllore di livello
superiore. Questa è una soluzione pratica per
molte applicazioni, ma i controllori decentraliz-
zati devono spesso regolare fino a 100 parame-
tri per ogni specifico task.
Nell’ipotesi di un sistema controllato com-
plesso e dipendente da molti fattori che non
sono disponibili sul dispositivo locale, è più
efficiente utilizzare un regolatore centrale più
potente. Su esso sono disponibili simultanea-
mente tutte le informazioni ed è possibile con-
siderare anche stati che possono derivare da
altri loop di controllo o sono rilevati da altri
sensori. Inoltre, sul controllore centrale l’u-
tente può adattare l’algoritmo di controllo ad
ogni specifica applicazione, in un ambiente ed
un linguaggio di programmazione familiari. I
vantaggi di questo approccio, tuttavia, vengono
normalmente meno se il controllore centrale ha
A FIL DI RETE
Il controllo veloce di Beckhoff è
basato su TwinCat 3.1
L’ AUTORE
V. Tampellini, Branch Manager
Packaging, Beckhoff
LA PROPOSTA DI BECKHOFF PER OTTENERE BASSI TEMPI DI REAZIONE E CONTROLLO
Chiudere loop di controllo veloci con bassi tempi di reazione in un
controllore centralizzato è un’impresa difficile anche per le tecnologie
più recenti. Non è sufficiente un sistema fieldbus ad alta velocità e
una piattaforma hardware ad alte prestazioni. Per raggiungere tempi
di reazione nettamente inferiori a 100 µs, tutti i componenti software
e hardware devono integrarsi perfettamente fra loro. Beckhoff, con
la tecnologia eXtreme Fast Control (XFC) e con TwinCat 3.1, l’ultima
generazione del suo software, propone delle soluzioni per utilizzare
al 100% la potenza dei processori.
Tempo di reazione e di controllo
