I bus di campo costituiscono il fondamento dell’automazione industriale perché permettono la gestione di impianti e dispositivi, garantendo uno scambio di dati solido e affidabile.

Si tratta di sistemi di networking omologhi a Ethernet nel campo dei collegamenti fra computer, ma con alcune importanti differenze.

Per capirne l’importanza, ripercorriamo i passaggi fondamentali.

L’architettura di una rete industriale e l’importanza dei bus di campo

Da quando l’automazione industriale ha iniziato a diffondersi, c’è sempre stata la necessità di trasferire i dati da e verso i macchinari.

  • dai macchinari si ottengono dati attraverso i sensori, con lo scopo di monitoraggio automatico o manuale;
  • verso i macchinari è necessario trasferire le istruzioni ai diversi tipi di attuatori (interruttori, valvole, motori elettrici e così via).

Inizialmente queste comunicazioni avvenivano attraverso collegamenti 1:1, in cui ogni segnale doveva essere fisicamente portato quantomeno al sistema a bordo macchina. Una soluzione complessa e poco efficiente, anche per l’ingombro necessario in termini di cablaggio.

Grazie all’uso dei bus di campo al cablaggio 1:1 è stato sostituito un sistema di connessione di rete. Analogamente a quanto avviene nelle reti digitali, diversi segnali possono circolare contemporaneamente sullo stesso cablaggio dorsale.

Questo significa che sensori e attuatori devono essere semplicemente collegati a un punto rete per essere connessi all’intera infrastruttura. Qui, attraverso logiche di networking e dispositivi di controllo, ciascun segnale raggiunge il macchinario o i controlli designati.

In pratica, immaginando una infrastruttura industriale tipica, il collegamento fra sensori e attuatori e i PLC (o i controllori logici scelti) avviene attraverso bus di campo, mentre il collegamento fra i PLC e gli strati più alti, per esempio HMI e SCADA, avviene attraverso rete di tipo più tradizionale, tipicamente Ethernet.

Perché non usare una rete di computer unica?

Verrebbe spontaneo chiedersi perché non usare direttamente un protocollo come Ethernet per tutta l’infrastruttura. Esistono diverse ragioni per cui questa procedura è sconsigliata:

1. la diffusione del bus di campo è antecedente a quella delle reti di computer e, vista l’importanza della retrocompatibilità in ambito industriale, protocolli come Profibus, PROFINET e EtherCAT sono ancora ampiamente diffusi;

2. i protocolli e l’architettura delle reti tipicamente usate per i computer sono complessi e la loro implementazione all’interno di dispositivi elettronici basilari come i sensori ne aumenterebbe il costo in modo considerevole;

3. i bus di campo sono più resilienti ai disturbi esterni, anche di natura elettromagnetica, e questo contribuisce a migliorare le prestazioni delle connessioni.

Come gestire il bus di campo in una infrastruttura moderna: l’offerta SIS.AV.

Con l’avvento di Industria 4.0, le soluzioni per l’interconnessione di impianti industriali e di produzione si sono moltiplicate.

Oggi anche i compiti tipicamente assegnati a dispositivi di controllo come i PLC vengano spesso svolti da controller di tipo più avanzato o da computer industriali. Questo permette di rendere il processo di ingestione e organizzazione dei dati più efficiente e di accedere a funzionalità di tipi più avanzato.

Per far fronte a questa necessità, SIS.AV. offre una serie di soluzioni. Vediamone alcune:

  • Panel PC industriali della famiglia OPC9000 di ADS-Tec: possono essere integrati con moduli Hilscher per il collegamento ai principali bus di campo come DeviceNet, CANopen, PROFIBUS e EtherCAT.
  • Moduli modbusper la connessione alle reti del tipo Modbus, permettono l’integrazione in qualsiasi rete esistente.
  • PC embedded IPC9000:PC fanless ultracompatto in grado di integrare bus di campo direttamente a bordo.
pc industriale

Come abbiamo visto, l’uso dei bus di campo presenta numerosi vantaggi in termini di efficienza e affidabilità.

Grazie ai prodotti SIS.AV. le connessioni di questo tipo possono essere integrate facilmente anche nelle infrastrutture più moderne, permettendo operazioni di revamping industriale e conservando il controllo dei costi.