Rockwell Automation offre CIP Motion su Ethernet/IP

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L’aggiungersi di CIP motion alla lunga lista di funzionalità di Ethernet/IP rafforza il fatto che questo più che collaudato protocollo di comunicazione sta diventando un punto di riferimento primario per molte grandi aziende nel mondo, costruttori di macchine e utenti finali. Inoltre, il fatto che CIP Motion su Ethernet/IP sia disponibile nel nuovo portafoglio midrange di Rockwell Automation fa sì che queste funzionalità avanzate siano ora accessibili ad un maggior numero di aziende.

Fin dalla sua nascita, oltre 40 anni fa, 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 ancor più ampia.

Rispetto ai protocolli derivati da Ethernet e proprio in virtù dell’utilizzo di tecnologia Ethernet standard, Ethernet/IP segna il cambiamento in ambito industriale e si differenzia rispetto ad altre soluzioni che in un’ottica di raggiungimento di obiettivi specifici di performance trascurano alcuni elementi del modello Ethernet. Sfortunatamente, a differenza del protocollo Ethernet/IP, questo approccio modificato comporta 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 standard a Ethernet il protocollo Ethernet/IP ne ha mutuato le caratteristiche di rapido sviluppo ed evoluzione. Oggi è infatti possibile gestire un intero impianto o processo produttivo attraverso una rete unica e flessibile grazie alla stretta aderenza di Ethernet/IP al protocollo 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 notevolmente i costi di progettazione, implementazione e messa in servizio.

La costante innovazione ha portato recentemente all’introduzione di CIP Motion su Ethernet/IP per gestire, tramite una singola rete, l’automazione manifatturiera e di processo, la sicurezza (safety) e il motion. Ancora più interessante è il fatto che tutte queste discipline di controllo primario possono essere programmate tramite un software unico e flessibile, RSLogix 5000.

L’aver arricchito di queste funzionalità il portfolio della nuova offerta midrange permette a Rockwell Automation di proporre queste soluzioni di controllo, generalmente riferite ad applicazioni di fascia alta, anche a livello di singola macchina o su piccola scala.
Sono molte le ragioni che rendono particolarmente interessante per il settore industriale l’approccio di tipo integrato al motion. Da un punto di vista della totalità di un progetto infatti, molti costruttori di machine e end user devono far fronte a diversi scenari come l’integrazione, la sicurezza, l’informazione, la diagnostica e la sostenibilità e, nella maggior parte dei casi questo comporta protocolli e apparati di fornitori diversi.

A tutto ciò si aggiunge il fatto che tutti i sistemi devono essere in grado di parlare tra di loro per conseguire un obiettivo che potrebbe essere fattibile dal punto di vista prestazionale e del risultato effettivo finale ma non altrettanto se si considerano i costi e lo sforzo progettuale.
A rendere particolarmente attraente Ethernet/IP sono certamente la semplicità e la funzionalità dell’approccio con singola rete. E, proprio perché basato su un protocollo standardizzato e non modificato che ha un passato, un presente e un futuro brillante, l’investimento in Ethernet/IP diventa un vero e proprio impegno a lungo termine nella costruzione di asset per il futuro e per la loro efficace integrazione in un’azienda più estesa.

La domanda che viene posta più di frequente è: “Se le altre aziende hanno dovuto modificare Ethernet per gestire il motion, perché tu non devi farlo?” La concorrenza, nella maggior parte dei casi, tende a risolvere la questione sostenendo la non idoneità di Ethernet/IP per il motion, nonostante questa argomentazione venga smentita dal modo nel quale questo protocollo gestisce il controllo del movimento.

ODVA, l’organizzazione che supporta le tecnologie di rete costruite sul Common Industrial Protocol (CIP), Devicenet, Ethernet/IP, Controlnet e Componet, riassume bene la questione.
Solitamente, il controllo del movimento multiasse si serve 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 determinismo sembra impedire l’uso di Ethernet standard non modificato per la gestione dei controlli di movimento, ma ODVA ha superato questo limite grazie all’adozione del protocollo Ethernet/IP, senza apportare modifiche ai quattro livelli Ethernet inferiori, usando quindi Ethernet standard non modificato con TCP/UDP/IP.
Ethernet/IP con CIP Motion risolve il problema cambiando la strategia, si elimina il ricorso a un rigido determinismo dell’infrastruttura di rete e si affidano ai dispositivi finali le informazioni 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 necessari alla 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 variabilità temporale nella ricezione del messaggio è ininfluente poiché le informazioni in esso contenute sono temporalmente correlate.

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, ambiente operativo unico e un’architettura integrata, rendono l’offerta estremamente interessante e non solo per l’ambito motion ma anche per il controllo 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 resa molto semplice, sia per gli utenti che per i provider di dispositivi grazie alla disponibilità di tecnologia collaudata.

Solo Ethernet/IP con tecnologia CIP Motion combina le esigenze di controllo del movimento ad anello chiuso deterministico, in tempo reale, con Ethernet ‘standard’, nel pieno rispetto delle normative, incluso Ethernet IEEE 802.3 e TCP/IP.

Rockwell Automation: www.rockwellautomation.it

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