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MAGGIO 2024 FIELDBUS & NETWORKS 16 Fra i dispositivi che possono essere connessi con il 5G figurano i veicoli a guida automatizzata (AGV), che possono trasportare componenti e prodotti finiti in fase di produzione, in un impianto, o essere impiegati in applicazioni di auto- mazione standard, come il cambio-utensili. Tuttavia, vi sono ancora sfide da risolvere riguardanti l’elevata quantità di rumore elettrico e riflessi provenienti da apparecchiature metalliche, come i bracci robotici in movimento. Alcune potenziali soluzioni alle interferenze indesiderate sono costituite dalla tecnolo- gia MiMo (Massive Multiple In Multiple Out), che fornisce un gran numero di antenne 5G da una singola stazione base, e CoMP (Coordinated Multi-Point), che fornisce MiMo su più stazioni base 5G per una maggiore copertura. Il 5G è progettato per connettersi a molti tipi diversi di dispositivi, riducendo al minimo il consumo di energia nei sensori alimentati a batteria con frequenze radio a banda bassa e al contempo la latenza per le apparecchiature di auto- mazione con frequenze radio a banda alta. Le reti 5G private aprono, inoltre, la possibilità di trasportare dati da un utente a un dispositivo di edge computing, per l’elaborazione dei dati. Il valore di questo approccio è che il dispositivo dell’utente può essere molto più leggero, poiché non richiede una batteria pe- sante per supportare le capacità di elaborazione integrate. Un caso d’uso esem- plare è costituito dalla realtà aumentata (AR): l’utente può essere dotato di un dispositivo indossabile che gli consente di accedere allo stato dei dispositivi e alle istruzioni di manutenzione collegate alle apparecchiature dell’impianto. In questo modo, è possibile ridurre sia i requisiti di formazione degli operatori, sia il tempo necessario per riparare le apparecchiature. Le reti 5G sono in grado di svolgere il compito di più reti specializzate attraverso una tecnologia chiamata ‘network slicing’. Porzioni di una rete possono essere ottimizzate per un’applicazione specifica e funzionare in modo indipendente. Queste sezioni possono essere più efficienti se adattate esattamente a ciò che devono realizzare. Il network slicing può suddividere una rete in modo simile alle reti locali virtuali (Vlan). Oggi, il 5G offre la possibilità di abilitare la convergenza IT-OT con una con- nessione diretta dai sensori o alla diagnostica delle macchine verso sistemi di livello superiore, di controllo, supervisione e acquisizione dati (Scada), sistemi di gestione della manutenzione (Cmms), pianificazione delle risorse aziendali (ERP) e ambienti cloud, per l’analisi dei dati. Sebbene molte delle odierne applicazioni abilitate al 5G siano limitate, la situazione è destinata a cambiaremanmano che I progressi nella velocità della rete wireless e la riduzione della latenza hanno modificato radicalmente la comunicazione. La tecnologia cellulare wireless è passata dal 3G, con una velocità di 20 Mbps negli anni 2000, al 5G con una velocità fino a 20 Gbps oggi, con progressi generazionali che avvengono circa ogni decennio. Le ultime tre specifiche wi-fi sono state rilasciate a circa 5 anni di distanza, con wi-fi 4 che consente velocità di download di 600 Mbps e wi-fi 6 che arriva a 9,6 Gbps: questo drammatico aumento della velocità di comunicazionewireless ha consentito di implementare le reti wireless a livello di stabilimento, per esempio nel settore automobilistico, per effettuare analisi dia- gnostiche avanzate e offrire connettività remota amacchine come i pallettizzatori negli impianti di imballaggio, e alla strumentazione, per esempio, in giacimenti di petrolio e gas, per il monitoraggio remoto a supporto della manutenzione. La comunicazionewireless è ora una soluzione praticabile anche per l’automazione, in particolare grazie alla disponibilità di opzioni di rete privata e ibrida per il 5G. Il 5G è una tecnologia che può aiutare ad abbattere le barriere tradizionali tra IT e OT, collegando i dispositivi e i dati associati a sistemi di livello superiore, incluso il cloud, per l’analisi e il controllo. A differenza delle generazioni prece- denti di tecnologia mobile, il 5G è progettato per andare oltre la semplice con- nessione di telefoni cellulari; include funzioni quali QoS (Qualità del Servizio) per la definizione delle priorità dei messaggi, la possibilità di essere utilizzato per la realtà aumentata e la realtà virtuale (AR/VR) e persino per il controllo in tempo reale dell’automazione. Infatti, la 5G-Acia (Alliance for Connected Industries and Automation) sta lavorando per consentire l’utilizzo del 5G in un numero sempre maggiore di applicazioni di automazione industriale. I vantaggi del 5G nell’industria Fra i potenziali vantaggi offerti dal 5G alle applicazioni industriali figurano: la possibilità di connettere macchine discrete e skid di processo per scopi di ge- stione dello status e manutenzione 24 ore su 24, 7 giorni su 7; connettività diretta di sensori per la misura delle vibrazioni e della temperatura; il controllo della macchina e di apparecchiature di processo remote. La possibilità di avere un accesso remoto costante consente di popolare dashboard operative con informazioni critiche sullo stato della macchina, il che può semplificare l’indi- viduazione di un problema; tale consapevolezza può consentire una risoluzione più rapida e quindi a costi inferiori dell’anomalia. Primo piano IL WIRELESS NELL’INDUSTRIA ANTENNE, REPEATER, ADATTATORI, RICEVITORI, SOFTWARE E ACCESSORI PER LA COMUNICAZIONE SENZA FILI IN AMBITO INDUSTRIALE Fieldbus & Networks A cura di Lucia Milani