Rivista_Fieldbus&Networks_110

FEBBRAIO 2022 FIELDBUS & NETWORKS 33 La potenza trasmessa sullo stesso cavo dati può arrivare a 60 W nelle applica- zioni non intrinsecamente sicure, raggiunge i 7,7 W alla distanza di 1.000 m, mentre per la Zona 0 delle applicazioni intrinsecamente sicure è prevista una modalità a bassa potenza da 500 mW. Rispetto alla massima potenza di 36 mWdegli anelli 4-20 mA, rappresenta un significativo balzo in avanti, che rende possibile integrare intelligenza nei nodi terminali senza sacrificare la sicurezza. La variante per brevi distanze, 10base-T1S, prevede una lunghezza di tratta massima di 15 m che arriva a 25 m nel caso di topologia multidrop. Le co- municazioni sono di base di tipo half-duplex (multidrop e punto-punto) con l’opzione full-duplex tramite Csma/CD nel caso di connessione multidrop su mezzo condiviso. Nella modalità punto-punto è possibile alimentare i dispo- sitivi tramite lo stesso doppino intrecciato non schermato impiegato per la comunicazione dati. 10base-T1S estende la connettività Ethernet fino alla base della piramide di comunicazione nei sistemi di automazione industriale e si presta in particolar modo alle applicazioni automotive. La scelta dei connettori per le connessioni SPE è alquanto variegata e l’in- dustria si è concentrata in buona parte sui robusti connettori M8 e M12, che mettono a disposizione una protezione IP65/67 in grado di sopravvivere al generico piano di fabbrica. Per le applicazioni che richiedono un più blando grado di protezione IP20, la soluzione tipica è quella dello standard IEC 63171- 1, che integra i due terminali in rame all’interno di un connettore con fattore di forma LC, del tipo per fibra ottica. SPE: Semplificare Per Estendere SPE semplifica in primis l’interfaccia necessaria ai sensori e agli attuatori per scambiare in rete le informazioni. Un tipico nodo 10base-T1L, per esempio, richiede un processore host con interfaccia MAC e un’interfaccia MDI (Media Dependent Interface) che comunicano con il silicio che implementa lo strato fisico dello standard SPE. Quest’ultimo si interfaccia al mezzo di trasmissione, il doppino intrecciato, per mezzo di condensatori di disaccoppiamento (per escludere la continua associata all’alimentazione che viaggia sullo stesso cavo) e un filtro induttivo di modo comune (choke). Il dispositivo si connette a uno switch SPE con porte compatibili con lo standard, senza richiedere driver o software personalizzato, o stack TCP/IP sviluppati su misura. Si riducono in questo modo i costi e gli ingombri, semplificando l’integrazione anche nei sensori più piccoli. Una volta connesso allo switch, il dispositivo può essere riconosciuto dal proprio indirizzo IP ed essere interpellato e configurato da un’unità di controllo connessa alla stessa rete. Le due topologie più comuni sono quella a stella, dove i nodi terminali sono con- nessi a uno switch SPE tramite connessione punto-punto, e quella multidrop, con fino a otto nodi concatenati a una singola porta dello switch. IGli switch sul campo connettono i nodi al livello più basso (alimentandoli a livelli compatibili con la zona in cui si trovano) e sono connessi tra loro da un cavo che afferisce a uno switch di potenza a livello della rete di controllo. Lo switch di po- tenza eroga l’alimentazione agli switch sul campo e smista i dati raccolti in rete. La connettività Ethernet, che rientra sotto il più ampio standard Ieee 802.3, semplifica le comunicazioni e porta vantaggi a molteplici livelli, primo tra tutti in termini di sicurezza dei nodi connessi (specialmente se comparata a quella di molti protocolli e tecnologie di comunicazione legacy). La configurazione e la consultazione dei parametri di funzionamento e diagnostici può essere fatta da remoto, previa autenticazione, anche con un semplice browser, o in automatico dal sistema di controllo e supervisione. I dati raccolti possono essere condivisi con i più sofisticati strumenti di analisi nel cloud. La semplificazione introdotta da SPE può essere apprezzata confrontando la complessità implicita di una soluzione di interfacciamento ‘tradizionale’, tramite scheda di I/O o via gateway, con quella di una soluzione Ethernet end-to-end. Fonte Analog Devices L’adozione di un protocollo con gli strati superiori essenzialmente identici a quelli delle reti Ethernet industriali e aziendali semplifica l’introduzione e la manutenzione di nodi SPE, rendendoli accessibili e configurabili da qualunque punto abilitato tra campo e cloud La compatibilità degli strati superiori con la tecnologia Ethernet ‘tradizionale’ permette di semplificare il trasferimento delle informazioni evitando il ricorso a gateway che incrementerebbero i costi e la latenza