NOVEMBRE 2012
FIELDBUS & NETWORKS
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Fieldbus & Networks
I
sensori e gli attuatori di campo sono stati fi-
nora connessi al livello di controllo per lo più
attraverso collegamenti punto-punto. Tuttavia
questo tipo di soluzione risulta complicato e
costoso. Per di più, le possibilità di diagno-
stica sono limitate. Per garantire una comunica-
zione dati sicura in qualunque momento e circostanza le macchine e
le apparecchiature vengono così sempre più connesse tramite bus di
campo o reti industriali Ethernet, utilizzando robusti moduli I/O come
interfacce. I bus di campo standard, come Profibus, Devicenet, Ca-
noapen o CC-Link, sono ormai solidamente affermati sul mercato. Nel
frattempo, grazie agli sviluppi e all’evoluzione tecnologica, protocolli
Ethernet industriali come Profinet ed Ethernet/IP sono divenuti uno
standard. Già ben 150 costruttori supportano entrambi questi protocolli,
il che offre agli utenti una vasta gamma di prodotti e la sicurezza di
standard affidabili.
Progettazione ottimale di macchine
I bus di campo sono studiati per rapidi scambi di dati, fino a100 Mbps;
il loro utilizzo offre ai progettisti di sistemi, ai costruttori di macchine e
ai consumatori finali numerosi vantaggi, tra i quali un congruo risparmio
economico nella gestione operativa. Con i sistemi a bus di campo, per
esempio, i costi di progettazione e di sviluppo possono essere ridotti si-
gnificativamente. Inoltre, i sistemi si possono facilmente e rapidamente
espandere, poiché non devono più essere installati cavi M12 prefab-
bricati o addirittura centinaia di cavi. Non è nemmeno più necessario
etichettare decine o centinaia di cavi, poiché le cassette di giunzione
convenzionali, che integrano i passacavi, vengono sostituite da robusti
moduli I/O. Per di più, questi moduli, utilizzabili in remoto, fuori armadio,
sono molto più piccoli e richiedono relativamente poco spazio. In breve,
i sistemi a bus di campo permettono di realizzare macchine e strutture
su misura. Offrono oltre a ciò significativi vantaggi rispetto ai collega-
menti paralleli in termini di diagnosi e manutenzione. Permettono di
scoprire, localizzare e risolvere errori come corto circuiti o cavi interrotti
attraverso una diagnostica a LED e/o grazie alla segnalazione a control-
ler di livello superiore. Dato che i cavi M12 forniti pre-assemblati con
connettori sono testati prima della consegna, non occorre uno schema
aggiornato dei collegamenti per riparare un cavo interrotto.
Funzionalità universale I/O
I moduli LioN-M di Lumberg Automation, marchio di Belden, che sup-
portano i protocolli Profinet ed Ethernet/IP, funzionano come interfaccia
per la comunicazione dati tra livello di campo e livello di controllo. In
altre parole, i segnali del sensore vengono raccolti nei moduli e inviati
attraverso Profinet I/O o Ethernet/IP ai controller di livello superiore,
oppure vengono inoltrati da questi agli attuatori sul campo. I moduli
Profinet supportano sia Real Time (RT), sia Isochronous Real Time (Real
Time isocrono - IRT). Tutti i moduli LioN-M dispongono di 16 canali di-
gitali, che possono essere usati per input e nella versione universale
sia per input, sia per output, in qualunque combinazione. Per di più,
grazie alla concezione robusta e alla classe di protezione IP67, questi
moduli possono sopportare condizioni ambientali severe, come caldo
e freddo estremi. Nonostante ciò sono tra i moduli più leggeri sul mer-
cato. La tecnologia di connessione M12, resistente alle vibrazioni, con-
sente connessioni affidabili. Grazie alla loro funzionalità I/O universale
i sensori e gli attuatori si possono connettere ad hoc via Profinet I/O, il
che fornisce la massima efficienza. Uno switch integrato con due porte
permette di connettere moduli multipli in una topologia lineare, per cui
non vi è bisogno di installare costosi cavi a stella e switch aggiuntivi. È
anche possibile continuare a utilizzare i tracciati di cavi, le condotte e
le linee di alimentazione, senza modificare il layout fisico della rete. La
disposizione ottimale degli slot I/O e la chiara etichettatura delle porte
di rete rendono i moduli LioN-M facili da gestire. Non ultimo, le dota-
zioni I/O con protezioni permettono ai moduli di offrire un alto livello di
affidabilità e una lunga vita operativa. Lo switch integrato a due porte
supporta sia Bootp (Bootstrap protocol), sia Dhcp (Dynamic host confi-
guration protocol), quindi questi moduli si possono integrare facilmente
in rete. Questo switch permette anche di connettere una topologia line-
are senza alcun modulo esterno. La facile concezione della diagnostica
consente di localizzare rapidamente e facilmente gli errori per ciascuna
porta I/O, di conseguenza la manutenzione e i fermi si riducono signifi-
cativamente, aumentando la disponibilità dell’apparecchiatura.
Applicazioni versatili
I moduli LioN-M sono stati studiati specificamente per essere utilizzati
in installazioni complesse, per esempio nelle aziende automobilistiche,
nei reparti di assemblaggio delle scatole del cambio e nelle stazioni di
verniciatura. Tuttavia, possono anche essere utilizzati in apparecchia-
ture di riempimento, magazzini multipiano o nastri trasportatori. Sono
poi idonei all’impiego con macchine per stampa, per carta e per lavora-
zioni nel tessile e nel legno. Permettono al personale responsabile della
pianificazione e della progettazione di creare soluzioni ad alta capacità
operativa e possono essere utili anche a system integrator e specialisti
della manutenzione di macchinari e apparecchiature in genere.
Belden
I PROTOCOLLI ETHERNET INDUSTRIALI PROFINET ED
ETHERNET/IP SONO OGGI DIVENUTI UNO STANDARD
DE FACTO PER LA REALIZZAZIONE DI RETI DI
COMUNICAZIONE PER L’AUTOMAZIONE
SOLUZIONI PER
PROFINET
ED ETHERNET/IP
di Mehmet Akcit
Building
blocks
(
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