Ethernet e sicurezza, un connubio possibile
Nel corso della recente Giornata di Studio Anipla (Associazione Nazionale Italiana Per L’Automazione) intitolata “Soluzioni Ethernet-based per la sicurezza di macchine e impianti” fornitori di tecnologie e consorzi hanno illustrato come sia possibile realizzare macchine e impianti in cui anche la safety corra su Ethernet. La giornata è stata sponsorizzata da B&R, Phoenix Contact e Molex e patrocinata da Consorzio PI-Profibus&Profinet Italia, Epsg (Ethernet Powerlink Standardization Group), ETG (Ethercat Technology Group) e Clpa (CC-Link Partner Association).
In apertura di lavori Micaela Caserza Magro dell’Università di Genova ha inquadrato il tema della sicurezza funzionale, fornito le definizioni di funzione di sicurezza strumentata (SIF), sistema strumentato di sicurezza (SIS), safety integrity level (SIL) e performance level (PL) e introducendo le norme di riferimento IEC 61508, EN ISO 13849 e IEC 61784-3.
Caserza ha poi spiegato come per sua natura Ethernet non sia adatto alla trasmissione di messaggi di sicurezza perché non supporta un sistema di arbitraggio per la gestione delle collisioni tra i pacchetti. È possibile però intervenire e renderlo deterministico utilizzando diverse tecniche. La più diffusa è quella del black channel.
Tecnologie e casi applicativi
Vari relatori si sono poi susseguiti durante la giornata mostrando come i diversi profili Ethernet per l’industria affrontino e risolvano il problema della sicurezza: Raffaele Esposito per Consorzio PI-Profibus&Profinet Italia ha illustrato l’evoluzione della gestione dei segnali di sicurezza dai moduli elettromeccanici alle reti Ethernet-based e spiegato i vantaggi di un controllo unificato. “Con i bus seriali l’unico rischio era il potenziale accesso di malintenzionati al controllore. Con le soluzioni Ethernet-based invece ogni nodo della rete è una potenziale porta di accesso”. Le buone pratiche impongono quindi di separare i rami della rete che includono funzioni di sicurezza da quelli dedicati alle altre operazioni.
Alessandro Cazzola per Epsg ha illustrato le caratteristiche di Powerlink, che si propone come tecnologia ideale per l’Internet Of Things e l’Industry 4.0, grazie alla sua capacità di gestire i big data nella parte asincrona garantendo contemporaneamente tempi di ciclo fino a 100 µs. Per la sicurezza il consorzio Epsg supporta poi l’adozione di openSafety, un protocollo software di sicurezza aperto, in grado di assicurare uno scambio di dati sicuro (certificato SIL3), con il vantaggio di non richiedere cablaggi dedicati perché può essere incapsulato all’interno di tutti i fieldbus esistenti (non solo Powerlink, quindi). Con openSafety è possibile programmare nel software e trasferire in modo sicuro e veloce sul bus tutte le reazioni alle varie condizioni di emergenza, evitando di forzare uno stop produttivo, riducendo così i tempi di fermo macchina.
Alessandro Figini per ETG ha parlato di FSoE – Safety over Ethercat, un protocollo indipendente e aperto che definisce un livello di comunicazione di sicurezza fino a SIL3 basato su (ma non limitato a) Ethercat. L’approccio black channel adottato da Safety over Ethercat svincola il bus sottostante da qualunque requisito di sicurezza, consentendo un utilizzo flessibile all’interno di singole reti Ethercat.
Luciano Rosa Marin per Clpa ha spiegato il funzionamento e i benefici di CC-Link IE Field Safety, che consente di raggiungere un livello SIL3. La sua peculiarità è che i device possono essere master e slave nello stesso momento. Richiede un’architettura di controllo con doppio processore e consente di collegare fino a 128 stazioni, con due canali per stazione, ciascuno dei quali a 128 bit. Molex offre un toolkit che include la scheda CC-Link e gli strumenti di sviluppo software necessari a sviluppare applicazioni safety.
Nota per aver fatto della sicurezza la vera e propria mission aziendale, Pilz propone la soluzione SafetyNet p (livelli di sicurezza raggiungibili sono PL e e SIL3) che, come illustrato da Alberto Confalonieri, interviene in maniera maggiore sul bus Ethernet, andando a modificarne anche i layer inferiori. Massimiliano Veronesi (Yokogawa) ha invece fatto un excursus nel mondo del controllo di processo, dove pure la tematica è molto sentita. Reti di comunicazione Ethernet-based consentono infatti di abbandonare il tradizionale approccio del sistema di sicurezza completamente separato e avere una progressiva integrazione tra DCS e sistema ESD (Emergency Shut Down), senza naturalmente rinunciare alla necessaria segregazione della componente safety. “L’impiego di bus di tipo Ethernet come layer fisico con protocollo safety certified consente di ottenere sia un’elevata integrazione tra i sistemi che una comunicazione affidabile e ragionevolmente sicura, ove la probabilità di scambio scorretto di dati è sufficientemente bassa da poter essere utilizzato in applicazioni classificate fino a SIL3”. La soluzione proposta da Yokogawa è Vnet IP, un protocollo proprietario sviluppato secondo il principio del black channel. Alessandro Sardella (Siemens) ha illustrato le caratteristiche di Profisafe, supportato dal Consorzio Profibus&Profinet Italia, che consente di passare dalla completa separazione tra il mondo dell’automazione e della sicurezza a realtà sempre più integrate: condividendo solo il bus, condividendo bus e controllore, condividendo bus, controllore e periferia con I/O misti. “Grazie al protocollo di comunicazione Profisafe è stato possibile connettere tutti i componenti della linea di produzione trasmettendo comandi e stati fail-safe fino a SIL3 o a PL e”.
In chiusura di giornata Roberto Motta (Rockwell Automation) ha illustrato le caratteristiche del protocollo CIP Safety (l’estensione del CIP per una comunicazione esente da errori) su rete Ethernet/IP attraverso il caso applicativo di un impianto caseario del gruppo BEL negli Stati Uniti.
Le interviste della Redazione di Automazione Oggi
Contenuti correlati
-
Certificazione UL dei cavi per il mercato nordamericano con LAPP
Il mercato nordamericano, e quello statunitense in particolare, sono mercati fondamentali per i produttori italiani di macchinari industriali, le cui soluzioni sono particolarmente apprezzate per qualità, alto livello di personalizzazione e attenzione ai dettagli. Avere successo in...
-
CLPA a SPS 2024: ‘One Network. One Solution’
A SPS 2024 di Norimberga (Germania, 12-14 novembre) CLPA (CC-Link Partner Association) mostrerà come CC-Link IE TSN soddisfa il motto ‘One Network. One Solution’. Si basa sul modo in cui la tecnologia consente architetture di rete convergenti...
-
Dall’università al mondo del lavoro: come colmare il divario di competenze nella sicurezza informatica
Con l’intensificarsi delle minacce informatiche, la sicurezza del software è diventata una priorità per le aziende. È sorprendente notare che oltre il 70% delle organizzazioni è vittima di un crescente accumulo di debiti di sicurezza, con quasi...
-
Robotica sempre più necessaria, ma cresce la complessità di implementazione
Per fronteggiare carenze di personale e problemi di produttività, quest’anno le imprese manifatturiere investiranno maggiormente in tecnologia. Difficoltà di progetto e normative di sicurezza però rallentano l’evoluzione dei sistemi di produzione. Leggi l’articolo
-
Servizio ai clienti in un podcast nella proposta di automazione Turck Banner
Turck Banner Italia ha avviato una nuova iniziativa per coinvolgere i propri clienti con una modalità in cui il contenuto tecnico si integra in una forma di comunicazione diretta come una telefonata di lavoro, ma trasposta in...
-
Soluzioni di automazione su misura Keba in SPS 2024
Keba Industrial Automation sarà presente SPS 2024 di Norimberga (Pad. 7, Stand 470) dove punterà su soluzioni integrate, digitalizzazione e intelligenza artificiale. La versatilità del portfolio prodotti si riflette in Kemro X, la piattaforma aperta e flessibile...
-
Wibu-Systems guiderà tour esclusivi a SPS 2024, mostrando CodeMeter in azione
Wibu-Systems ospiterà tour guidati esclusivi ad SPS 2024, l’evento principe nel campo dell’automazione, che si terrà a Norimberga, Germania, dal 12 al 14 novembre 2024. Tra gli innovatori ivi riuniti, Wibu-Systems dimostrerà come la sua tecnologia di...
-
L’uso del PA12 colorato nella manifattura industriale: una soluzione innovativa
In ambito industriale, l’identificazione rapida e precisa delle componenti è fondamentale per garantire sicurezza ed efficienza operativa. Un esempio emblematico è rappresentato dal tappo dell’olio motore, comunemente di colore giallo. Questa scelta cromatica permette agli operatori di...
-
Troppi IoT? L’Industria 4.0 ha bisogno di sicurezza
Nell’era dell’Industria 4.0 le esigenze di interconnessione ed efficienza portano con sé una necessità fondamentale: la sicurezza. Adottare l’IoT e altre tecnologie per sviluppare processi e pratiche aziendali più efficienti e sostenibili può essere un’arma a doppio...
-
Direttiva NIS 2: un’opportunità per la sicurezza
Sei fasi per gestire il processo di conformità alla Direttiva NIS 2 e migliorare la sicurezza informatica di settori critici per la vita di tutti Le nuove norme di sicurezza, come la Direttiva NIS 2, mirano a...