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TECH-FOCUS IIOT 50 - ELETTRONICA OGGI 493 - APRILE 2021 di PLC dalle complessità IO Link gestendole da sé. Il risultato sono interfacce EtherNet / IP e Modbus TCP semplificate e tempi di svi- luppo e installazione del sistema ridotti. Il controllo distribuito con sensori wireless Ci sono sfide di progettazione chiave con l’implementazione diffusa di sensori wire- less all’interno dell’IIoT. Alcune di queste sfide includono il disordine degli standard, l’interoperabilità delle apparecchiature, la sicurezza industriale, la larghezza di banda disponibile e la sicurezza informatica. Inoltre, non c’è consenso sugli standard radio. In effetti, questa potrebbe diventare un’altra guerra tra bus di campo standard Ethernet industriali in cui nessun singolo standard emerge mai come chiara unica soluzione. Il controllo distribuito con i dispositivi Micro PLC L’IIoT richiede un controllo locale e distribu- ito. Dato il numero di sensori in un impianto/ processo, non è possibile instradare ciascu- no di essi ad un PLC centrale. Diversamente, molti Micro PLC distribuiti si trovano più vici- no alla linea che viene controllata e guidano ogni sottoassieme. Ciò significa che abbiamo bisogno di architetture di sistema PLC poten- ti, ma molto piccole ed efficienti dal punto di vista energetico. Il problema più grande con i PLC di oggi è di sfruttare al meglio lo spazio limitato sulla scheda. La maggior parte degli ingegneri crede che la tecnologia digitale offra la migliore opportunità per risparmiare spazio nei moduli PLC. I dispositivi analogici occupano quasi tutto lo spazio disponibile nella scheda dei moduli PLC, e non si adatta- no come i chip digitali. Di conseguenza, sono necessari livelli maggiori di integrazione analogica per risparmiare spazio fornendo al contempo la funzionalità richiesta. Un modo per ridurre questo minuscolo fattore di forma è utilizzare dispositivi analogici integrati invece di numerosi componenti discreti. Di conseguenza, le dimensioni della scheda si riducono, il consumo energetico diminuisce e l’affidabilità aumenta. Ad esempio, i moduli I/O sono il collegamento essenziale tra i PLC e gli innumerevoli sensori e attuatori distri- buiti negli stabilimenti e negli impianti IIoT di nuova generazione. Poiché i produttori aggiungono più sensori negli stabilimenti, i progettisti delle apparecchiature devono aumentare la densità dei canali, anche se lo spazio disponibile all’interno di un sistema Micro PLC continua a ridursi. Attualmente, i serializzatori multicanale possono condizio- nare e serializzare le uscite digitali a 24 V di sensori e interruttori ai livelli compatibili con CMOS a 5 V richiesti dai microcontrollori PLC (un esempio in figura 3). Questo approc- cio riduce il numero di canali isolati; consen- te notevoli risparmi in termini di dissipazione di potenza, numero di parti e ingombro com- plessivo del PCB. L’integrazione analogica è l’unico modo per sviluppare PLC con fattore di forma ridotto che possono essere distribu- iti in tutta la fabbrica. In definitiva, i due requisiti di sistema chia- ve di nuova generazione per l’IIoT possono essere ampiamente classificati come: - Proliferazione di sensori, che significa sen- sori più piccoli, intelligenti e più connessi. Questo requisito sta portando alla crescita dei protocolli IO Link e wireless e anche alla proliferazione di gateway che aggregano i dati di più sensori verso un bus di campo/ Ethernet industriale. - Controllo distribuito di una linea di assem- blaggio che offre un controllo del sistema flessibile e a bassa latenza. Ciò porta alla crescita di PLC compatti (o micro) e ad alta densità di I/O situati in prossimità della linea che viene controllata. Questi sistemi hanno le proprie sfide di progettazione che coinvolgono fattore di forma, dissipazione di calore e integrazione di segnali analogici/misti. I requisiti di siste- ma descritti conducono a innovazioni sia a livello di dispositivo sia a livello di architet- tura di sistema. Sistemi sempre più moderni sono quindi essenziali per realizzare le gran- di potenzialità dell’IIoT. Fig. 3 – Esempio di Micro PLC (Fonte: Vipa)