NOVEMBRE 2012
FIELDBUS & NETWORKS
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Fieldbus & Networks
F
in dalla sua nascita, oltre 40 anni fa,
la rete Ethernet è stata caratterizzata
da un’evoluzione costante in termini
di velocità crescente, robustezza e
adeguamento perfetto a una gamma
sempre più estesa di applicazioni. Questo
standard ha dato altresì origine a una serie di
protocolli sviluppati su misura per sfruttarne le
capacità in un’arena ancora più ampia. Rispetto
ai protocolli ‘derivati da Ethernet’ e proprio in
virtù dell’utilizzo della tecnologia Ethernet stan-
dard, Ethernet/IP si differenzia rispetto ad altre
soluzioni che, in un’ottica di raggiungimento di
obiettivi specifici di performance, trascurano
alcuni elementi del modello Ethernet. Tale ap-
proccio modificato comporta però dei vincoli,
quali la scelta obbligata di hardware, firmware
e software proprietario per la gestione di quelle
parti di applicazione che richiedono un controllo
in tempo reale.
In virtù del suo approccio rigorosamente a stan-
dard Ethernet, il protocollo Ethernet/IP ne ha
mutuato le stesse caratteristiche di rapido svi-
luppo ed evoluzione. Oggi è così possibile ge-
stire un intero impianto o processo produttivo
attraverso un’unica rete flessibile, grazie alla stretta aderenza di
Ethernet/IP al protocollo Ethernet generalmente adottato in ambito
gestionale. La possibilità di scambiare un flusso ininterrotto di dati
a tutti i livelli, da quello di fabbrica a quello decisionale, permette
alle aziende di ridurre i costi di progettazione, implementazione e
messa in servizio.
Limiti superati da Odva
La costante innovazione ha recentemente portato
Rockwell Au-
tomation
a introdurre CIP Motion su Ethernet/IP per gestire, tra-
mite una singola rete, l’automazione manifatturiera e di processo,
le funzioni di sicurezza (safety) e motion. Tutte queste discipline di
controllo primario possono essere programmate tramite un unico
software: RSLogix 5000. L’aver arricchito di queste funzionalità il
portfolio della propria offerta midrange permette poi a Rockwell
di proporre queste soluzioni di controllo, generalmente riferite ad
applicazioni di fascia alta, anche a livello di singola macchina o su
piccola scala.
Odva, l’organizzazione che supporta le tecnologie di rete costruite sul
Common Industrial Protocol (CIP), Devicenet, Ethernet/IP, Controlnet
e Componet, sottolinea come solitamente il controllo del movimento
multiasse si serva di un tipo di sincronizzazione basata su eventi,
che richiede la trasmissione, programmata e garantita, di dati ciclici
fruibili in tempo reale, su tutta la rete. Per garantire un accurato
controllo di velocità e/o posizione è richiesto per i dati ciclici un
jitter inferiore a 1 µs, ma il livello dati Csma/CD di Ethernet non è in
grado di garantire tali valori di trasmissione. Questa esigenza di de-
terminismo sembra
impedire l’uso di
Ethernet standard
non modificato per
la gestione dei con-
trolli di movimento.
Odva ha superato
questo limite gra-
zie all’adozione del
protocollo Ethernet/
IP, senza apportare
modifiche ai quat-
tro livelli Ethernet
inferiori, usando
Ethernet standard
non modificato con
TCP/UDP/IP. Ethernet/IP con CIP Motion risolve il problema cam-
biando la strategia; si elimina il ricorso a un rigido determinismo
dell’infrastruttura di rete e si affidano ai dispositivi finali le informa-
zioni di temporizzazione che sono necessarie per poter rispondere in
tempo reale alle esigenze di controllo dell’applicazione. Ethernet/
IP con CIP Motion può quindi offrire prestazioni elevate e controllo
deterministico, aspetti necessari per la gestione di azionamenti
a ciclo chiuso, utilizzando lo standard non modificato di Ethernet.
È possibile ottenere facilmente la sincronizzazione del clock con
precisione superiore a 200 ns, in modo da soddisfare le esigenze
delle applicazioni di controllo del movimento più complesse. Poiché
i clock dei dispositivi finali sono rigidamente sincronizzati, la varia-
bilità temporale nella ricezione del messaggio è ininfluente, poiché
le informazioni in esso contenute sono temporalmente correlate.
Vantaggi per l’utente
I benefici della migrazione a una soluzione motion su rete Ethernet/
IP sono molteplici e vanno considerati in associazione all’esigenza
di un sistema più esteso. Scalabilità, flessibilità, integrazione, am-
biente operativo unico e un’architettura integrata rendono l’offerta
interessante e non solo per l’ambito motion, ma anche per il con-
trollo di macchina e di processo nelle loro accezioni più ampie. A
tutto ciò si aggiunge il fatto che in futuro la migrazione a Gigabit
Ethernet sarà molto semplice sia per gli utenti, sia per i provider
di dispositivi grazie alla disponibilità di una tecnologia collaudata.
Rockwell Automation
IL PROTOCOLLO ETHERNET/IP, BASANDOSI SU
ETHERNET STANDARD, HA MUTUATO LE STESSE
CARATTERISTICHE DI RAPIDO SVILUPPO ED
EVOLUZIONE DI QUESTA TECNOLOGIA
CIP MOTION
SU ETHERNET/IP
di Lucia Milani
Attualità
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