EMBEDDED
52 • MAGGIO • 2014
37
SPEC I ALE
impiego della tecnologia Ethernet e nello specifico di
Ethernet/IP, protocollo di comunicazione sviluppato appo-
sitamente per l’automazione industriale, che possiede un
livello applicativo più flessibile. Questa migrazione è stata
favorita sia dai minori costi di installazione, manutenzione,
controllo e diagnostica che vengono garantiti dalle applica-
zioni sviluppate con tale tecnologia, sia dall’abbassamento
dei prezzi e dall’evoluzione tecnologica che ha portato ad
avere switch e router più intelligenti e meno costosi, con-
tribuendo in maniera sensibile alla diffusione di Ethernet
anche nel mondo manifatturiero. I settori in cui Ethernet
sta trovando maggior sviluppo di impiego si possono
riassumere in Automazione Industriale, Automazione di
processo, Trasporti e Building Automation.
Molte organizzazioni industriali stanno portando le tradi-
zionali architetture fieldbus su Industrial Ethernet (Tab.
1) coniugando la resilienza e la sicurezza dei bus di campo
con i vantaggi di Ethernet in termini di standardizzazione,
performance, affidabilità, sicurezza, disponibilità, gestibi-
lità e facilità di impiego e possibilità di aggiungere tecno-
logie innovative (voce, video e collaboration). Nelle reti
Industrial Ethernet le informazioni specifiche dei fieldbus,
usate per controllare i dispositivi I/O e gli altri componen-
ti, vengono incapsulate nei frame Ethernet, che essendo
standard consentono l’interoperabilità con altri apparati
e reti, superando le limitazioni del passato. Oltre alle
differenze nei protocolli, rispetto alla Ethernet la versione
Industrial richiede apparecchiature che possano gestire
condizioni ambientali più rigide, un numero di nodi flessi-
bile, una grande varietà di endpoint, prestazioni di traffico
predicibili e stringenti per i dati in tempo reale, e maggiori
livelli di segmentazione. Per quanto concerne il tipo di har-
dware usato, gli apparati e i connettori Industrial Ethernet
sono progettati per operare in condizioni ambientali molto
severe, ad esempio in presenza di elevate temperature,
vibrazioni, shock. Le esigenze di alimentazione elettrica
sono differenti rispetto alle reti Ethernet corporate; tipi-
camente la tensione operativa è di 24 V cc e spesso gli
apparati di rete devono veicolare ai dispositivi collegati
l’alimentazione insieme con il traffico di rete (Poe, Power
On Ethernet).
Real Time Industrial Ethernet
La capacità di scambiare dati in modo deterministico e in
real-time è assolutamente cruciale. Fra i fattori di cui si
deve sempre tenere conto figurano un jitter dell’ordine del
microsecondo e una resistenza molto elevata ai disturbi.
Le tecnologie che soddisfano queste esigenze vengono
comunemente etichettate come “Real Time Industrial
Ethernet”.
Ad oggi non esiste un unico standard per i fieldbus e nem-
meno per l’Industrial Ethernet, ma il mercato offre diversi
protocolli, da scegliere in funzione delle proprie esigenze
(Fig. 1). Le differenze tra i vari approcci sono dovute
all’architettura del sistema di comunicazione
generale, ai protocolli applicativi industriali,
al modello di ingegnerizzazione del sistema.
Una delle tecnologie più promettenti e attual-
mente di maggiore successo è Powerlink.
Il protocollo Powerlink fu lanciato ufficial-
mente nel 2000 alla fiera SPS/IPC/Drives
di Norimberga, trovando applicazione su
machine di serie già dall’anno successivo
con oltre 50 assi sincronizzati controllati
da servo motori. Questa prova sul campo
del nuovo protocollo convinse il mercato
Fig. 2 – Livelli di comunicazione in ambito industriale e caratteristiche delle reti Ethernet
Fig. 3 – Metodi di implementazione di Ethernet Real Time
