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EMBEDDED 85 • SETTEMBRE • 2022 22 IN TEMPO REALE | WIRELESS garantiscono una rete flessibile e comunicazioni dati over-the-air (OTA) affidabili per il monitoraggio e il controllo di processo dell’impianto. Negli ultimi anni, le bande dello spettro di frequenze senza licenza, come le bande industriali, scientifiche e mediche (ISM), si sono moltiplicate e hanno fornito all’industria più op- zioni per la creazione di sistemi wireless, come le reti wireless con operatori mobili e reti di sensori wireless per la gestione e l’ottimizzazione dei processi. Tuttavia, la crescita esponenziale di tali tecnologie ha incontrato molte sfide, come le interferenze, congestione e piani- ficazione dello spettro di frequenze, soprattutto nelle grandi fabbriche con installazioni dense e ambienti dif- ficili. L’adozione e l’uso delle tecnologie wireless è stata spesso ostacolata dalla mancanza di affidabilità, inte- grità e sicurezza nei collegamenti wireless. La fabbrica è solitamente ricca di superfici metalliche e ostruzioni, che si traducono in un ambiente di propagazione delle onde radio critico. Alla luce di queste problematiche, vengono spesso poste molte domande, ad esempio qua- le tecnologia wireless è più adatta per un’applicazione industriale e quale approccio deve essere adottato per garantire un funzionamento affidabile. Avere una co- noscenza adeguata delle capacità e delle applicazioni delle tecnologie wireless consente ai potenziali utenti di riconoscere vantaggi e svantaggi del wireless evitan- do i problemi di applicazione errata in ambienti indu- striali difficili in cui esistono molti potenziali ostacoli fisici e fonti di interferenza. Professionisti e ricercatori del settore wireless indu- striale riconoscono la necessità di linee guida che aiu- teranno i produttori, gli utenti e i loro fornitori a pro- gettare, valutare, selezionare e distribuire i sistemi wireless in modo efficace. Le organizzazioni di produ- zione utilizzano spesso metodologie ad-hoc per imple- mentare e gestire le proprie reti wireless senza prima comprendere il proprio spazio critico, selezionare le tecnologie appropriate e sviluppare un piano per la ge- stione e la crescita dello spettro di frequenze. I metodi ad-hoc sono generalmente adatti per le organizzazioni più piccole, dove le risorse di ingegneria sono limitate. Oltre alle pratiche ingegneristiche “agili”, è importan- te innanzitutto comprendere lo spazio critico, adottare una rigorosa selezione dei candidati e monitorare le allocazioni dello spettro di fabbrica durante le distribu- zioni. I sistemi wireless industriali sono implementati e gestiti al meglio quando le organizzazioni applicano un approccio incrementale, sistematico e indipenden- te dal fornitore per selezionare e distribuire le proprie reti wireless utilizzando le migliori pratiche e policy di ingegneria. Applicazione industriali Le applicazioni per il wireless industriale sono molto di- verse. Le aree di applicazione del wireless industriale. Le reti wireless industriali (IWN) sono state suddivise in vari livelli per includere apparecchiature e strumen- tazione da campo, sistemi di controllo e automazione e sistemi di supervisione e gestione. Per mappare una specifica tecnologia wireless su un’a- rea di applicazione, lo spazio critico dell’applicazione viene diviso in un insieme gestibile di classi in base alle funzioni svolte all’interno di una fabbrica. Qui, il termi- ne fabbrica si riferisce sia alla fabbrica, spesso identifi- cata con una produzione discreta basata sul lavoro, sia all’impianto che più spesso viene identificato con pro- cessi basati sul flusso produttivo. Limitando la prospettiva all’aspetto operativo della fabbrica, dalla base fisica della fabbrica fino all’inter- faccia aziendale, le possibili applicazioni wireless indu- striali all’interno della fabbrica possono quindi essere descritte come segue: - Strumentazione di produzione: questa classe inclu- de la trasmissione di variabili misurate da sensori e variabili manipolate dagli attuatori. Questa area fun- zionale richiede spesso latenza e affidabilità determi- nistiche, nonché compatibilità dell’interfaccia con i protocolli di comunicazione industriale legacy. I re- quisiti di latenza e affidabilità variano a seconda de- gli utilizzatori delle informazioni di fabbrica, come il sistema di automazione e le applicazioni di ottimizza- zione. La latenza è definita come il ritardo del livello dell’applicazione in una direzione, ad esempio tra un sensore e un controller. L’affidabilità è definita come la probabilità che un blocco di informazioni a livello Con l’evoluzione dei dispositivi wireless per IoT e sistemi Cyber- fisici, l’uso del wireless industriale ha continuato a crescere rapidamente