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SETTEMBRE 2024 FIELDBUS & NETWORKS 44 F in dall’inizio dell’industrializzazione, i principali attori del mercato si sono resi conto che tutti avrebbero tratto più vantaggi cooperando piut- tosto che facendosi una concorrenza feroce. Già a fine XIX secolo si formarono così in Europa i primi comitati di normazione; tuttavia, gli in- teressi contrastanti non sono mai scomparsi del tutto, anche all’interno degli stessi comitati. Questi attriti hanno consentito di raggiungere soltanto degli ‘accordi minimi’: se da un lato si sono create regole uniformi per sistemi proprietari e processi base, dall’altro diversi produttori hanno implementato ulteriori funzioni e opzioni, andando oltre lo standard stabilito. La personaliz- zazione del protocollo da parte dei diversi attori ha reso gli oggetti compatibili solo parzialmente, costringendo il cliente a rinunciare ad alcune funzionalità, a meno di non sposare un unico fornitore. Nemmeno molti anni fa… l’industria 3.0 I vincoli degli accordi minimi non sono stati l’unico ostacolo: vi è stata anche la convivenza di standard concorrenti. Molti produttori hanno creato standard propri, come AS-i, Canopen, CC-Link, Controlnet, Devicenet, Interbus, Profibus e molti altri bus di campo: tante lingue e ‘dialetti’ per trasmettere dati e comandi tra sensori, attuatori e controllori. Il progresso dello standard di rete IP aveva il potenziale per riuscire a orchestrare questa ‘babilonia di lingue’. Tuttavia, nel corso degli anni ogni motore dell’innovazione nel networking è tornato a soste- nere il proprio ‘linguaggio’. Gli utilizzatori si sono così visti costretti a utilizzare ecosistemi chiusi legati al singolo fornitore, o a investire somme consistenti per collegare attraverso gateway le varie stringhe di rete con protocolli diversi. Dall’Industria 3.0 all’Industria 4.0 Il salto tra Industria 3.0 e 4.0 ha generato nuove problematiche: la 4.0 ha col- legato in rete numerosi componenti differenti, rompendo le regole della pira- mide dell’automazione (ISO/OSI), ovvero ha realizzato connessioni orizzontali e laterali tra diverse macchine, sistemi e persino impianti di produzione. Uno scambio di dati massivo deve basarsi su standard di dati coerenti: l’assenza di convenzioni (non sarebbero bastati gli accordi minimi) ha costituito un grande problema per lo sviluppo dell’Industria 4.0. Combinare dati provenienti da fonti diverse ha richiesto un enorme sforzo di programmazione, poiché è stato necessario realizzare un’omogeneizzazione che tenesse conto, per esempio, del formato dati, dei nomi delle variabili, del tipo e ambito dei metadati ecc. In questo contesto, non appena gli ecosistemi di diversi provider si incrociano, le combinazioni possibili sono moltissime. Con una quantità massiva di informazioni vi è la questione di come interpre- tare i dati: due elementi che detengono lo stesso nome (di variabile) e aspetto (formato dati, intervallo valori ecc.) non hanno con certezza lo stesso signi- ficato. I dati richiedono un giusto contesto per diventare informazioni reali, poiché lo sviluppo di servizi e modelli di business basati sui dati, il controllo cross-machine dei processi produttivi e di fabbricazione, o l’analisi dei dati non servono senza la corretta comprensione dei dati da elaborare. Adattare internamente la comunicazione dati tra macchine richiede un grande sforzo manuale: ogni aggiunta di una nuova macchina o componente richiede una nuova modifica dei programmi. Di conseguenza, vengono coperti solo i dati più importanti, per mantenere l’impegno gestibile, ma si perdono le opportu- nità offerte dalle tecnologie di automazione moderne. OPC UA, lo standard centralizzato Il protocollo OPC UA (Open Platform Communications Unified Architecture) fornisce una soluzione alle problematiche fin qui accennate. Non è uno standard di comunicazione in senso stretto, perché le parti essenziali di OPC UA si trovano sopra il livello 7 del modello OSI, ma uno standard per lo scambio dati, un’architettura indipendente dalla piattaforma e orientata ai servizi (SOA), che consente non solo di trasmettere dati come valori di controllo, misure, parametri ecc., ma anche di descrivere questi dati con una semantica leggibile dalla macchina. Infatti, OPC UA non considera solo i dati operativi, ma anche le specifiche e le capacità di una macchina. In questo modo è più semplice ed efficiente comunicare tra i nodi della rete, perché oltre ai dispositivi smart si connettono in rete anche sensori e attua- Tutorial OPC UA, LO STANDARD APERTO LE NORME TECNICHE DOVREBBERO MIGLIORARE EFFICIENZA E INTEROPERABILITÀ DI DISPOSITIVI E COMPONENTI TECNICI; SPESSO, PERÒ, LA PRESENZA DI STANDARD DI COMUNICAZIONE CONCORRENTI GENERA PROBLEMATICHE SU MACCHINE E IMPIANTI SEMPRE PIÙ INTERCONNESSI Fabrizio Rossetto Fieldbus & Networks OPC UA offre indipendenza, sicurezza ed espandibilità per armonizzare macchine e dispositivi, risolvendo le problematiche della comunicazione Fonte: foto Shutterstock