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MAGGIO 2017 FIELDBUS & NETWORKS 21
stry 4.0, che sfrutta la capacità dei dispositivi di comunicare fra loro per
migliorare processi e organizzazione aziendale. L’IIoT nasce dunque da
un’evoluzione tecnologica graduale e progressiva, step by step. Per le
aziende conta soprattutto garantire la produttività, per cui le innovazioni
tecnologiche vengono introdotte poco per volta e devono essere com-
patibili con l’esistente. Elemento centrale dell’IIoT sono le informazioni,
che vengono trasmesse con una connessione strutturata, con tempisti-
che rigide, garantendo l’accuratezza del dato, il rispetto dei tempi, la
sicurezza, la possibilità di effettuare analisi a posteriori. Sono queste le
caratteristiche peculiari dell’IIoT ed è a questo livello che opera Profinet.
Noi parliamo di Profinet of Things perché riteniamo che Profinet sia il
protocollo di comunicazione perfetto per implementare l’IIoT, in quanto
in grado di assicurare tutte le condizioni essenziali per il mondo dell’in-
dustria. Nasce dotato di profili specifici per applicazione, come Profisafe
per la sicurezza funzionale o Profidrive per il motion control; offre ele-
vate performance, alta disponibilità della rete, apertura, compatibilità
con altre tecnologie per applicazioni multi vendor e multi standard. Le
informazioni sono mappate in profili, i quali definiscono blocchi di infor-
mazioni standard (‘meta-dati’), per cui non occorre inserire un gateway
che faccia da ‘traduttore’ per collegare i diversi livelli di una rete o reti
differenti, ma basta un proxy, che in automatico trasferisce le informa-
zioni mappate nei profili. Il tutto è semplificato e le informazioni subito
fruibili a ogni livello.
Si supera così l’idea dell’ormai vecchia piramide ISO-OSI, fatta di più
livelli e di una comunicazione tipicamente dal basso verso l’alto, a fa-
vore di uno scambio dati più omogeneo e distribuito. Profinet diventa
il backbone dell’intero impianto. È infatti un protocollo Industrial Ether-
net realtime in grado sia di collegarsi a una rete Ethernet standard, in
quanto ha mantenuto la totale compatibilità verso TCP/IP, sia di ‘scen-
dere’ al livello produttivo o di espandersi ai livelli superiori. Così, dal
singolo dispositivo, sensore o attuatore in campo, connesso tramite IO-
Link, altro protocollo supportato da PI, passando per macchine e linee in
Profibus DP/PA o altri fieldbus, con Profinet posso ‘parlare’ con l’ERP o il
gestionale e via OPC-UA arrivare al cloud. Qui, un sistema di analisi dei
dati può, per esempio, conteggiare il numero di scarti o rilavorazioni re-
lativi a un robot, oppure si può parametrizzare da remoto un dispositivo.
In sintesi, Profinet permette di implementare un’applicazione di automa-
zione su Ethernet, dove utilizzo TCP/IP per le comunicazioni standard (a
100 ms) e al contempo avere garantito il realtime per la parte di factory
automation, anche ‘spinto’ con il profilo IRT per il motion control (con
un data rate da 10 ms fino a 1 ms). Con un solo cavo e comunicando in
parallelo posso trasmettere tutto senza influenzare il traffico dati time
critical. E posso anche impiegare il wireless, mettendo in conto che le
sue prestazioni saranno inferiori a quelle del cavo, ma che mi permette
di collegare elementi non raggiungibili per via cablata, come veicoli
senza pilota, guide rotanti ecc.
F&N: Quali altri vantaggi offre Profinet all’utente finale?
Santandrea: Prima di tutto Profinet garantisce la compatibilità con il
passato e con questo la protezione degli investimenti effettuati, permet-
tendo all’utente di far evolvere la propria azienda verso il paradigma di
Industry 4.0 in modo progressivo, in perfetta continuità con l’esistente.
Un altro punto centrale riguarda la diagnostica: Profinet fornisce infor-
mazioni relative ai guasti specificando quale dispositivo li ha causati,
come, quando e cosa è successo. Posso dunque sapere cosa si è gua-
stato e il motivo del guasto, dove devo intervenire e cosa devo cambiare
per risolvere rapidamente il problema. È inoltre garantita la security
come avviene nel mondo IT. Un prodotto Profinet certificato, infine, ga-
rantisce l’interoperabilità e la compatibilità con i prodotti Profinet di
altri vendor.
PI sta anche collaborando attivamente con altre organizzazioni, come
OPC Foundation e Clpa (CC-Link Partner Association) per sviluppare
delle specifiche che consentano di semplificare e rendere del tutto tra-
sparente all’utente lo scambio dati fra Profinet e CC-Link IE, Profinet e
OPC-UA. Quest’ultimo, in particolare, non è un protocollo, bensì una
modalità standard, automatica, per accedere a informazioni e meta-dati
di terze parti. Si tratta di un sistema legato non al dato ma ai servizi
(come Internet), costruito su TCP, per cui qualunque oggetto o macchina
sia in grado di supportare TCP, come Profinet, può supportare OPC-UA
ed esportare servizi, mettendoli a disposizione di chiunque in rete li vo-
glia sottoscrivere. Le macchine possono così ‘parlarsi’, scoprire i relativi
servizi e vedere se possono loro servire o no.
F&N: Quali novità dobbiamo aspettarci per Profinet in futuro?
Paolo Ferrari (docente del dipartimento di ingegneria dell’università
di Brescia, fra i relatori della giornata): Da un anno a questa parte, spe-
cificatamente dal dicembre 2015, Ieee ha avviato dei gruppi di ricerca
relativi a Ethernet TSN (Time Sensitive Networking). Il mondo consu-
mer, in ritardo rispetto al manifatturiero, si è infine ‘accorto’ che la man-
canza di realtime di Ethernet costituiva un problema da affrontare. Lo
richiedono infatti svariate applicazioni non-industrial, dalle videocamere
sulle vetture per il parcheggio automatico, allo streaming audio e video
per conferenze e Voip, alle attività finanziarie che vivono sempre più in
realtime. Il mondo dell’industria ha messo in atto diverse ‘strategie’ per
ovviare al problema, non potrà però che prendere atto delle novità che
nasceranno nell’ambiente consumer e adeguarvisi.
La tecnologia TSN offre già oggi diverse funzionalità, alcune utili anche
a livello industriale, che perciò sono state scelte per essere mappate in
Profinet. Nei prossimi anni vedremo Profinet integrare sempre più ser-
vizi TSN, oltre che espandersi in ulteriori settori applicativi, per esempio
quello del processo, e integrare sempre più protocolli di livello supe-
riore, per esempio OPC-UA.
PI Italia -
Video disponibile al link
inet-in-unintervista-a-giorgio-santandrea-di-pi-italia_91157/
Con una base installata al 2016 di 56,1 milioni
di nodi (2,4 milioni i nodi installati nel 2016), il
protocollo Profibus rimane il più diffuso a livello
mondiale e ‘proven to use’. Fermo restando che, data
l’ampiezza della base installata, nei prossimi 20 anni vi
sarà sempre bisogno di integrare o sostituire sistemi
Profibus, è senz’altro sintomo di un trend il fatto che nel
2016 la richiesta di nodi Profinet abbia superato quella
di nodi Profibus. In particolare, Profinet è passato dai
12,8 milioni di nodi installati del 2015 ai 16,4 milioni del
2017, contando 3,6 milioni di nodi installati nel 2016 con
un +20% rispetto al 2015. Poco usato fino al 2013, infine,
si può dire che IO-Link si sia diffuso soprattutto negli
ultimi 3 anni, spinto anche dall’avvento di Industry 4.0
e quindi dalla necessità di collegare tutti i dispositivi di
campo alla rete: a fine 2016 si contavano 5,3 milioni di
nodi IO-Link installati nel mondo, con 1,7 milioni di nodi
installati nel 2016 e una crescita del 20% rispetto all’an-
no precedente.
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