FN_108

SETTEMBRE 2021 FIELDBUS & NETWORKS 8 Fieldbus & Networks L’importanza di TSN per l’automazione industriale Entrando più nel dettaglio, la tecnologia TSN è un’estensione dello standard Ethernet di rete che determina le comunicazioni dati al Livello 2 - Data Link del modello di riferimento OSI. L’obiettivo principale di questa tecnologia è quello di rendere deterministico l’Ethernet standard. Così facendo mette inoltre a dispo- sizione i meccanismi di base per consentire la condivisione della stessa rete da parte di diversi tipi di traffico, garantendo quindi le basi per la convergenza. Più precisamente, il protocollo TSN permette agli ingegneri e ai tecnici di stimare con precisione il tempo esatto impiegato dal traffico dati attraverso la rete, nonché la natura di qualsiasi ritardo (detto ‘latenza’) e variazione di tale tempo (detto ‘jitter’) da parte del traffico stesso. Latenza e jitter sono tra le principali ragioni per cui è servito un certo tempo prima che l’Ethernet arrivasse anche nel mondo industriale. Nel mondo informatico, la tolleranza nei confronti della latenza e del jitter è maggiore e supera quella accettabile in diversi processi industriali. Poiché originariamente Ethernet non era in grado di garantire la tra- smissione precisa degli eventi (assenza di determinismo), non poteva essere utilizzato in modo affidabile in diverse applicazioni di controllo macchina dove tale assenza avrebbe potuto determinare una bassa qualità, o addirittura danni agli apparati di produzione. Diversi protocolli aperti, come CC-Link IE, vennero adottati proprio per affron- tare queste problematiche e continueranno a garantire valide funzionalità per le applicazioni Industria 4.0 in combinazione con TSN. Il determinismo è fon- damentale per le applicazioni di automazione industriale che richiedono un controllo estremamente preciso degli eventi di processo, per esempio il motion control ultraveloce ad anello chiuso. In questi casi, la trasmissione delle infor- mazioni deve essere prevedibile e affidabile per salvaguardare le prestazioni del sistema. Le macchine da stampa, per esempio, producono migliaia di copie all’ora e una registrazione estremamente precisa dei diversi colori di processo diventa essenziale per evitare qualità di stampa inaccettabili. Le linee di con- fezionamento producono tipicamente migliaia di articoli all’ora con livelli di scarto trascurabili. Le moderne macchine utensili combinano lavorazioni ad alta velocità con una precisione nanometrica. Per garantire che tutti questi sistemi siano in grado di soddisfare requisiti così rigidi, mantenendo il livello di qualità richiesto, il controllo della macchina, quindi il trasferimento dei dati chiave, deve avvenire in modo coerente, entro tempistiche stabilite, capaci di supportare questi livelli prestazionali. Tuttavia, per quanto il determinismo sia essenziale, sarebbe semplicistico pre- sumere che, in quanto capace di offrirlo, la tecnologia TSN sia sufficiente ad abilitare Industria 4.0. Esso rappresenta solo le basi di un quadro più ampio, meccanismi richiesti per la À sulla stessa rete e garantisce una convergenza tale da consentire la trasparenza richiesta da Industria 4.0