Fieldbus & Networks
L’automazione industriale richiede tecnologie wireless ‘robuste’ da utiliz-
zare nei collegamenti critici, come richiesto dalle applicazioni in ambito
manifatturiero. D’altra parte, i vantaggi del wireless sono universalmente
noti: risparmio sul cablaggio e maggiore mobilità e flessibilità. Partendo
dal fatto che i sensori e gli attuatori per applicazioni di automazione in-
dustriale devono presentare quale requisito principale un comportamento in tempo
reale (cioè determinismo per l’industria di processo e bassa latenza e determinismo
per l’automazione di fabbrica), sembrerebbero necessari: tecnologie wireless pensate
apposta per le reti di sensori/attuatori specializzati per applicazioni industriali e uno
spettro specifico riservato per i dispositivi industriali a corto raggio (SRD - Short Range
Device). In realtà, alcuni collegamenti non critici, come il monitoraggio e le interfacce
uomo-macchina, possono continuare a utilizzare lo spettro libero già assegnato agli
SRD generici, per esempio nei 2,4 GHz. Diverso è il discorso per le applicazioni criti-
che, dove possiamo distinguere due casi: se la criticità è data da funzioni di safety, si
possono utilizzare le misure di safety svincolate dalla comunicazione secondo le norme
EN/IEC61508 ed EN/IEC61784-3. In questo caso, se un link wireless viene disturbato, la
macchina mantiene la sua safety, ovviamente a discapito della disponibilità del sistema
globale (cioè la macchina si ferma e non produce). Se la criticità invece è sul fronte
prestazionale, l’unico modo per ottenere basse latenze, alto throughput e alta densità
di installazione, ossia elevato grado di coesistenza tra sistemi wireless operanti nella
stessa area, è introdurre soluzioni innovative altamente specializzate. Una soluzione
sarebbe quella di identificare delle nuove frequenze, al di fuori della banda a 2,4 GHz,
riservate ai collegamenti critici delle applicazioni industriali. La preferenza dovrebbe
andare a un nuovo spettro vicino o adiacente agli spettri già disponibili a livello globale
e per i quali sono già state sviluppate applicazioni wireless industriali. Tuttavia, poiché
a breve termine le apparecchiature per l’automazione industriale dovranno poter ancora
utilizzare la banda a 2,4 GHz, si dovranno studiare dei meccanismi di accesso al mezzo
adatti al mondo manifatturiero. IEC e Cenelec lavorano da tempo su questo argomento
e propongono soluzioni basate sulla gestione dello spettro a livello locale: all’interno di
un sito produttivo esiste una gerarchia nei sistemi di accesso al mezzo wireless, gerar-
chia che viene gestita autonomamente da ogni proprietario di impianto. Al contrario, la
Commissione Europea richiede per l’utilizzo della banda a 2,4 GHz per livelli di potenza
superiore a 10 mW, l’uso di un ‘meccanismo adattativo’ paritetico per la condivisione
‘democratica’ dello spettro, da attuare direttamente dentro l’apparecchiatura. Si tratta
di una situazione in netto contrasto con la natura delle applicazioni industriali critiche
dal punto di vista prestazionale. Infatti, se è richiesto, obbligatoriamente, l’impiego di
adeguamenti ‘automatici’ e meccanismi ‘adattativi’ di ‘condivisione dello spettro’ radio
anche da parte degli impianti industriali, il funzionamento dell’automazione industriale
in bande sovraffollate come la 2,4 GHz non potrà mai essere garantito con un’adeguata
probabilità di funzionamento (… mentre, al contrario, il cellulare dell’operatore potrà
rimanere sempre collegato al provider preferito per scaricare film e musica!).
Paolo Ferrari
ILWIRELESS IN
CHIAVE INDUSTRIALE
SETTEMBRE 2014
FIELDBUS & NETWORKS
Editoriale
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L’editoriale è a cura dei membri del Comitato Tecnico di Fieldbus & Networks e Automazione Oggi
