SETTEMBRE 2014
FIELDBUS & NETWORKS
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Fieldbus & Networks
tegiche per l’intervento, quali quella di riarmo da remoto in caso di
interruzioni operative”.
Standard o customizzato?
Veniamo più dettagliatamente alle scelte tecnologiche che le
aziende vedono come più adatte a questo settore.
Quali sono i principali standard e protocolli di comunicazione
richiesti nel settore? Esistono soluzioni standard che garanti-
scono le funzionalità richieste da questi impianti, oppure ogni
sistema prevede livelli di customizzazione ancora elevati?
“L’esperienza ci ha portato a preferire standard universali, non
proprietari, il che comporta un’elevata modularità di sistema e una
facile duplicabilità delle funzioni in nuovi progetti” risponde
Testa
.
“Utilizziamo dunque per i nostri controllori il sistema operativo Win-
dows CE 6.0, OPC Server nell’ambiente di sviluppo Codesys. Rela-
tivamente alla programmazione di logica e motion abbiamo scelto
il protocollo basato su IEC 61131-3 (IL, LD, FBD, ST, SFC, CFC). Le
librerie sono molto ampie e specifiche per varie applicazioni: ab-
biamo chiamato questo metodo di progettazione ‘Fast’ proprio per-
ché aiuta il progettista a muoversi in un ambiente molto friendly e
d’immediata comprensione”.
Ricorda
Agostinelli
: “A livello di comunicazione di rete, lo standard
IEC 60870, quello utilizzato anche dalla rete elettrica nazionale, è
nato proprio per la gestione della distribuzione elettrica e trova largo
impiego anche in campi come la distribuzione dell’acqua (acquedotti
oppure consorzi di bonifica) e di gas e metano, dove le dinamiche
del processo sono più lente”. Pensato appositamente per il telecon-
trollo, IEC 60870 presenta innati nel proprio DNA quei meccanismi
che altri protocolli non supportano. Prosegue quindi
Agostinelli
:
“Secondo lo standard, per esempio, la RTU remota (dove per RTU si
intende il dispositivo in campo) deve essere in grado di storicizzare
ciò che avviene in un buffer interno. Alla riconnessione, lo standard
definisce precisamente qual è il meccanismo di hand shaking che
si deve instaurare tra il centro di controllo e la RTU. Si definisce
altresì la possibilità di utilizzare il time stamp associato al valore
in maniera nativa, quindi le ricostruzioni cronotemporali possono
essere eseguite nel centro di controllo dopo la fase di download. Pa-
nasonic propone soluzioni di telecontrollo che utilizzano il protocollo
IEC 60870 integrato nel modulo FPWebServer con una connessione
cablata o wireless”.
Fra i protocolli
Mandelli
cita: “IEC 60870-5-104 client/server, IEC
60870-5-101 client/server e Modbus RTU come driver locale, tra lo
strumento e il sistema di acquisizione dati; FTP, http PUT e GET per
l’invio in modalità push dei dati verso il sistema di raccolta cen-
trale; OPC UA per la connessione dei sistemi di monitoraggio in
modalità polling”.
Cicognani
ribadisce l’importanza di IEC 60870-
5-104: “È uno standard affermato a livello europeo, con un livello
di maturità elevato, per quanto riguarda i sistemi di telecontrollo di
impianti da fonte rinnovabile. L’interoperabilità è pressoché totale
tra i costruttori. IEC 60870-5-101 invece è sempre meno rilevante,
perché la disponibilità di canali IP fa comunque preferire lo stan-
dard 104. Modbus RTU/TCP è molto diffuso data la facilità di im-
plementazione, ma presenta diverse lacune, come il time stamp e
le procedure di gestione dei comandi da remoto in sicurezza. OPC
è molto diffuso per gli impianti di generazione, non è pensato però
per un uso su rete geografica, con conseguenti problemi di perfor-
mance e sicurezza. Per i prossimi anni non vedo l’affermarsi di nuovi
protocolli, ma un’implementazione in questi protocolli di criteri di
crittografia per la sicurezza informatica. ABB partecipa attivamente
ai comitati IEC ed è presente su progetti pilota in corso. Altri stan-
dard esistono ma faticano ad affermarsi, come IEC 61400-25 per
l’eolico o IEC 61850-7-410 per l’idroelettrico. Gli strumenti di ABB
sono conformi a questi standard, la vera sfida però sarà uniformare
e omogeneizzare le diversità che esistono nel mercato fra standard
aziendali o definiti da norme. Per questo motivo, gli strumenti di
configurazione devono essere flessibili e permettere di operare con
standard sia aziendali sia ‘de facto’”.
Aggiunge quindi
Laganà
: “Di sicuro Modbus RTU e le architetture
web server sono quelle più in auge; in ogni caso, verso l’alto si nota
un ritorno di ‘utilità’ del ‘vecchio’ FTP, che rimane spesso il modo più
semplice per condividere i dati con il cliente finale”. Per quanto con-
cerne la customizzazione a livello software, invece, egli asserisce:
“Esistono necessariamente algoritmi similari e noti a tutti in linea
di principio, ma ognuno in genere preferisce continuare a utilizzare
i propri…” Secondo Bertolino la scelta del tipo di comunicazione
da adottare dipende dalla rete disponibile nel luogo in cui è ubicato
l’impianto da monitorare. “Dalla Control Room di Schneider Elec-
tric si possono analizzare e controllare impianti costruiti ovunque
nel mondo attraverso una tecnologia consolidata e standardizzata,
per garantire la continuità dell’azione di monitoraggio, senza la ne-
cessità di fornire, anche se possibile, ulteriori livelli di customizza-
zione”.
Spiega
Agostinelli
: “Le librerie
software di Panasonic sono svi-
luppate per un ambiente di pro-
grammazione PLC conforme allo
standard IEC 61131, permettono
una veloce implementazione di fun-
zioni anche molto complesse, op-
pure un’elevata personalizzazione
di particolari funzioni applicative.
Vi sono per esempio delle libre-
rie personalizzate per la gestione
della pressione dell’acqua negli
acquedotti in funzione dei consumi,
oppure per la gestione delle utenze
secondo le fasce biorarie del costo dell’energia”.
Infine,
Mandelli
ritiene che: “Se da un lato esistono dei sistemi
e delle librerie plug&play per un ristretto insieme di dispositivi di
produzione, consumo e distribuzione dell’energia, per tutto il resto
è ancora necessario un elevato livello di personalizzazione del si-
stema”.
Reti globali e interconnesse
Quando si entra nel mondo dell’energia non si può non parlare di
‘smart grid’ e ‘smart city’.
Quanto sono diffuse le tecnologie cloud nel campo della pro-
duzione e distribuzione dell’energia e come interagiscono
con i complessi sistemi ‘smart grid’ e ‘smart city’?
“Data la natura ‘distribuita’ sia dei sistemi, sia dei fruitori dei ser-
vizi, la tecnologia cloud è oggi praticamente un ‘must’ dati i van-
taggi offerti” riconosce
Mandelli
. “Le nuove tecnologie di scambio
dati tramite Internet per mezzo di connessioni sicure, web service
e database consentono l’integrazione di questi sistemi nelle smart
Gianluca Bertolino di
Schneider Electric
