FN 121

NOVEMBRE 2024 FIELDBUS & NETWORKS 38 Fieldbus & Networks a vite o a molla/morsettiere modulari, connettori M12, e connettori M8, per impianti non IS. Gli aspetti della comunicazione L’ultimo aspetto da considerare nella selezione del dispositivo più adatto alla propria applica- zione è il protocollo di comunicazione supportato. Infatti, Ethernet-APL definisce solamente il livello fisico della comunicazione, che può trasportare, nell’architettura protocollare a più livelli propria di ogni sistema di comunicazione, un differente protocollo Industrial Ethernet, ovvero Ethernet/ IP, Hart-IP, OPC UA, o Profinet, in base a quello effettivamente impiegato nella rete di controllo. In funzione, poi, delle esigenze dell’impianto, si possono implementare differenti topologie. Come già in parte anticipato, un possibile scena- rio vede la rete di controllo instradata agli switch di campo Ethernet-APL tramite fibra ottica, in quanto collegamenti in rame sono possibili, ma hanno estensione limitata a 100 m, mentre le fibre ottiche multimodali possono raggiungere distanze nell’ordine dei 2.000 m; tali switch de- vono essere alimentati da una fonte ausiliaria. Una variante prevede l’impiego di un trunk che si origina da un power switch, il quale fornisce anche l’alimentazione agli switch di campo e ai dispositivi; in questo caso, nel determinare la lunghezza di ogni singolo segmento occorre considerare: i) la tensione di uscita del power switch; ii) il numero degli switch di campo; ii) il numero dei dispositivi di campo e il loro con- sumo; iii) la sezione del cavo e la temperatura di esercizio, poiché la resistenza dipende dalla temperatura ambientale. In fase di progettazione è bene, inoltre, preve- dere delle porte libere/di riserva negli switch per espansioni future, così come è buona norma considerare un margine nel dimensionamento della potenza erogata dei power switch. Relati- vamente al troubleshooting, è utile monitorare il traffico tramite analizzatori di rete che si av- valgono delle porte di mirror, in grado di copiare il flusso di dati che passa attraverso una porta dello switch sulla porta detta, appunto, di mirror, così da rendere accessibile al tool diagnostico il traffico da e verso i dispositivi Ethernet-APL. Nel caso di nuovi impianti è consigliabile non ca- ricare il segmento del trunk più vicino alla rete di controllo, ovvero quello sul quale vengono scam- biati più messaggi, con più del 20% del traffico dati ciclico, così da garantire sufficiente banda anche per il traffico aciclico e di controllo, anche in previsione delle espansioni dell’impianto che potranno aver luogo durante il suo ciclo di vita. Possibili strategie per diminuire il carico di rete sono l’aumento del tempo di ciclo (raddoppiarlo dimezza il carico), piuttosto che una riduzione del numero di dispositivi connessi a un segmento, utilizzando 2 segmenti indipendenti anziché 1. Nel caso di impianti browfield, si possono seguire diversi approcci per la migrazione a Ethernet- APL. Nel caso di impianti basati su bus di campo quali Fieldbus H1 o Profibus PA, per esempio, si può immaginare di aggiornare il controllore con un dispositivo che preveda un’interfaccia di tipo Industrial Ethernet, e di riutilizzare i cablaggi esi- stenti, previa verifica delle loro prestazioni. I vantaggi In conclusione, Ethernet-APL è un nuovo livello fi- sico dello standard Ethernet pensato per traspor- tare sia l’alimentazione, sia i dati di processo, di configurazione e di diagnostica ad alta velocità su lunghe distanze, tramite un semplice doppino intrecciato in un cavo schermato. Ne consegue che questa tecnologia permette di semplificare l’installazione, la configurazione e la manuten- zione delle apparecchiature e della strumenta- zione di processo, una priorità imprescindibile per ogni proprietario e/o gestore di impianto. Ethernet-APL è destinato principalmente a interfacciare dispositivi di campo (sensori e attuatori) a una rete di controllo basata su un’infrastruttura di tipo Industrial Ethernet Fonte: foto Shutterstock