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SETTEMBRE 2021 FIELDBUS & NETWORKS 24 ino alla metà degli anni ’80 gran parte degli apparecchi in uso con funzione di misura e attuazione era basata sulla tecnologia ana- logica. Sistemi come l’anello di corrente da 4-20 mA non solo erano in grado di tra- smettere le misure su cavi di notevole lunghezza, ma anche di fornire l’alimentazione al dispositivo finale. Grazie a un’elevata immunità al rumore, assicuravano poi un certo grado di sicurezza, con- sentendo di individuare facilmente una rottura del cavo, essenziale per l’esecuzione sicura di processi pericolosi. Un inconveniente di questa tecnologia era però la necessità di disporre di una serie di cavi per ogni sensore e attuatore utilizzato. Questo comportava la presenza di molti fili paralleli, che attraversano stabilimenti e impianti. La riduzione della com- plessità del cablaggio, e quindi dei costi, ha for- temente spinto il passaggio verso le tecnologie di rete fieldbus. Queste ultime si sono in larga misura consolidate attorno all’interfaccia seriale Uart, che si trova sui microcontrollori a basso costo abbinati a un opportuno ricetrasmettitore, per esempio RS485 o di tipo CAN, quest’ultimo molto popolare in am- bito automotive. Queste reti di prima generazione hanno fatto ricorso a diverse tecnologie per lo strato fisico (PHY - livello 1 del modello OSI) e a diversi approcci per lo strato di collegamento (livello 2 del modello OSI), il che significa che i sistemi erano raramente compatibili tra loro senza dover ricorrere a un modulo gateway. Tuttavia, fornivano solitamente funzionalità quali robustezza, anche su distanze di centinaia di metri, latenze definite, determinismo e conformità ai re- quisiti di sicurezza. Queste tecnologie fieldbus sono state installate in milioni di nodi in tutto il mondo, ma a livello fisico per lo più non si è visto alcun progresso in quel periodo, per cui la larghezza di banda disponibile era limitata. Al contempo, i sistemi di automazione industriale sono diventati sempre più complessi, basandosi sul rilevamento di grandi quantità di dati, come quelli provenienti dalle telecamere, che si integrano in anelli di controllo in tempo reale negli ambienti di elaborazione. Con la presenza di una gamma di strati fisici eterogenei, inoltre, non è possibile far girare sistemi diversi con lo stesso cablaggio. L’avvento di Ethernet industriale Ethernet, tecnologia ben consolidata e già ben pre- sente in edifici e fabbriche a livello IT, offriva un’am- F Klaus Neuenhueskes PARLIAMO DELL’EVOLUZIONE DELLE TECNOLOGIE DI RETE PER L’INDUSTRIA: COSA CI POSSIAMO ASPETTARE DALL’AVVENTO DELLE TECNOLOGIE DI RETE DI TERZA E QUARTA GENERAZIONE? Building blocks Fieldbus & Networks TSN E OLTRE La diffusione delle prime tre generazioni di tecnologia digitale per reti industriali mostra la tendenza verso standard internazionali