![Show Menu](styles/mobile-menu.png)
![Page Background](./../common/page-substrates/page0037.png)
37
INDUSTRIAL COMM |
SPECIALE
EMBEDDED
56 • maggio • 2015
mazioni di gestione dalle varie aree dell’azienda e
gestisce l’intero sistema di automazione. Questo
livello gestisce gli scambi informativi con l’esterno
attraverso reti geografiche (Wan) o collegamenti
internet.
Le reti del livello intermedio (control-level) col-
legano dispositivi di controllo e monitoraggio e
vengono usate per connessioni paritetiche tra
controllori (Plc, sistemi di controllo distribuito
Dcs, interfacce uomo macchina Hmi), archivia-
zione storica di dati e sistemi di supervisione.
Tali reti, quando non basate (come in passato)
su standard Ethernet e IP, necessitano di router
o gateway per tradurre i protocolli specifici delle
applicazioni in protocollo Ethernet, introducendo
limiti funzionali e di banda.
Il livello più basso delle reti di comunicazione in
ambito industriale, detto field-level (o device-level),
comprende dispositivi quali sensori e attuatori, e
ha il compito di trasmettere e ricevere dati tra il
processo tecnico e i dispositivi più o meno com-
plessi di input (trasduttori/sensori quali flussime-
tri, manometri, termometri , sistemi di visione e
così via) e di output (attuatori quali elettrovalvo-
le, robot, motori e così via) operanti direttamente
sull’impianto e sul prodotto in fase di fabbricazio-
ne. I dati possono essere sia digitali sia analogici, e
i valori misurati possono essere resi disponibili per
un periodo più o meno lungo.
Storicamente le comunicazioni industriali per
questo livello sono state sviluppate su interfacce
seriali originariamente create da alcune azien-
de e poi divenute degli standard. Queste soluzio-
ni, ampiamente usate negli ultimi quarant’anni,
comprendono gli standard seriali Rs232C, Rs422 e
Rs485, ai quali si sono affiancate soluzioni di comu-
nicazione standard IEEE488 basate su interfacce
parallele (con cavi multipli). Un altro protocollo
comunemente usato con porte Pc seriali (usando
un adattatore elettrico per la conversione fisica dei
segnali) che ha trovato largo impiego nella stru-
mentazione di controllo di processo è il protocollo
HART (Highway Addressable Remote Transdu-
cer), basato su una rete ibrida che addiziona un
segnale digitale al tipico segnale analogico del loop
4-20 mA. Questi metodi di comunicazione, la mag-
gior parte dei quali punto-punto, largamente usati
fin dagli anni ‘80, si sono evoluti negli ultimi decen-
ni nei in bus di campo (fieldbus) per ridurre i costi
di connettività e ottenere una migliore qualità di
trasmissione.
Fieldbus
Le reti industriali tipicamente implementano pro-
tocolli fieldbus per connettere in modo affidabile e
controllare in tempo reale strumenti e macchinari
di un impianto, collegando dispositivi intelligenti
che lavorano in modo cooperativo in una modalità
distribuita e con tempistiche critiche.
I fieldbus sono basati su protocolli di comunicazio-
ne seriali legacy (simili a RS485 o RS232) e tipica-
mente utilizzano trasmissioni cicliche a intervalli
regolari di messaggi di ridotte dimensioni.
I protocolli utilizzati per far comunicare i diversi
dispositivi nelle applicazioni industriali sono nu-
merosi, e variano in base alle esigenze di comuni-
cazione di ciascuna applicazione: quantità di dati
da trasmettere; numero di dispositivi coinvolti;
caratteristiche dell’ambiente in cui avviene la co-
municazione; vincoli di tempo; criticità dei dati
da inviare; correzione degli errori di trasmissio-
ne. Ciascun fieldbus è caratterizzato, in funzione
dell’applicazione supportata, da specifici protocolli,
cavi e alimentazioni.
I bus di campo sono ancora oggi ampiamente usati,
con una base installata mondiale di apparecchia-
ture fieldbus-enabled molto estesa (dell’ordine di
alcune decine di milioni di dispositivi).
Tra i principali protocolli usati per i fieldbus si
Tabella 1 – Fieldbus industriali più diffusi e relativi
protocolli Industrial Ethernet
Protocolli Seriali
Protocolli Ethernet-Base
d
CANopen
EtherCAT
CANopen
Ethernet Powerlink
DeviceNet/ControlNet
Ethernet/IP
LonWorks
Lon over Ethernet
Modbus-RTU
Modbus-TCP
PROFIBUS
PROFINET
SERCOS I/II
SERCOS III
-
VARAN
CC-Link
CC-Link IE
Fieldbus Foundation H1
Fieldbus Foundation HSE