EO_488

COVERSTORY 16 - ELETTRONICA OGGI 488 - SETTEMBRE 2020 no utilizzato gli standard di comunicazione pre- esistenti, illustrati in tabella 1, che presentano diverse limitazioni, superate dal nuovo standard Ethernet 10BASE-T1L. Nell’automazione di pro- cesso, esiste anche un problema di conoscenze di base. Con il pensionamento, tecnici e inge- gneri lasciano la forza lavoro, portando con sé le conoscenze approfondite che permettono di sviluppare, diagnosticare e mantenere i sistemi di comunicazione 4 - 20 mA con HART o field bus. I neolaureati non hanno familiarità con queste tecnologie datate mentre, con quelle ba- sate sulla tecnologia Ethernet, sono in grado di far decollare velocemente soluzioni di rete ef- ficaci. Gli standard Ethernet garantiscono che con il 10BASE-T1L tutti i protocolli a livello più eleva- to lavorino esattamente come con i 10BASE-T, 100BASE-TX, e 1000BASE-T, eliminando la ne- cessità di gateway complessi. Nello standard IEEE 802.3 sono descritti tutti i livelli fisici del modello a 7-layer ISO per Ethernet: 10BASE-T1L (Fig. 2). Ciò significa che i dispositivi possono utilizzare PROFINET, EtherNet/IP, HART/IP, OPC UA, o MODBUS/TCP e supportare protocol- li IoT come MQTT, offrendo un modo semplice ma potente per collegare un dispositivo di field al cloud. Ethernet permette anche di eseguire, mediante controllo centralizzato e in modo sem- plice, aggiornamenti software che raggiungono direttamente i nodi periferici, consentendo di at- tivare più rapidamente la rete. Per comunicare con un dispositivo di tipo 10BA- SE-T1L, è necessario disporre di un processore host con un MAC (medium access control) inte- grato, un media converter passivo o uno switch Ethernet con porte 10BASE-T1L. Non serve utilizzare software aggiuntivo, né stack TCP/IP personalizzati o driver speciali (Fig. 3). Per i di- spositivi 10BASE-T1L, ciò si traduce in evidenti vantaggi: - SE-T1L sia necessario un media converter, quest’ultimo converte solo la modalità di codifi- ca a livello fisico, non il contenuto dei pacchetti Ethernet. Dal punto di vista del software e dei protocolli di comunicazione, è trasparente; - figurare i sensori con un laptop o un telefono cellulare, indipendentemente dal fatto che il sensore si trovi sul tavolo da lavoro o sia collo- cato in un impianto manifatturiero. Ad esempio, per configurare il convertitore, oggi un trasmet- titore di temperatura dispone di un’interfaccia supplementare (sotto forma di collegamento USB, per es.). A seconda del produttore, posso- no essere disponibili anche più di 100 opzioni di regolazione. Attraverso un collegamento 4 - 20 mA, oggi questi parametri risultano sem- plicemente inaccessibili. Il protocollo HART consente l’accesso, ma spesso non viene mes- so a disposizione per ragioni di costo. Perciò, a seguito di un errore commesso sul tavolo di lavoro durante il setup, a installazione avvenuta, un sensore 4 - 20 mA richiederebbe la riconfi- gurazione sul campo. Un sensore connesso con 10BASE-T1L è accessibile attraverso la rete e può essere aggiornato da remoto in ogni luogo, in qualsiasi momento; - mente un valore di processo. Ethernet fornisce accesso diretto non solo a questo valore, ma a tutti i parametri del dispositivo, quali gestione degli assetti, periodo di vita utile, manutenzione predittiva, configurazione e parametrizzazione; Tabella 1 – Collegamenti 4 - 20 mA con HART, Field Bus e 10BASE-T1L messi a confronto Confronto 4 - 20 mA con HART FieldBus 10BASE-T1L Larghezza di banda dati 1,2 kbps 31,25 kbps 10 Mbps Connettività Ethernet di livello più alto Gateway complessi Gateway complessi Nessun gateway, connettività ininterrotta Potenza di alimentazione allo strumento <40 mW Potenza limitata IS: 50 MW non-IS fino a 60W (secondo il tipo di cavo) Livello di conoscenza/espe- rienza Conoscenza/esperianza sem- pre più ridotte Conoscenza/esperianza sem- pre più ridotte La tecnologia Ethernet è ben nota a tutti i neolaureati Fig. 2 – Il 10BASE-T1L nel modello 7-layer ISO.