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NOVEMBRE 2018 FIELDBUS & NETWORKS 57 fatto passi da gigante negli ultimi anni, raggiungendo livelli di resilienza e si- curezza di tutto rispetto. L’installazione è semplificata anche nel caso in cui le apparecchiature siano sparsamente distribuite su ampie aree di scarsa accessibilità. Le reti wireless locali sono spesso realizzate, come nel caso delle implementazioni WirelessHart e Zigbee, appoggiandosi allo standard Ieee 802.15.4 che descrive la tecnolo- gia radio LR-Wpan (Low Rate Wireless Personal Area Network). Un grande vantaggio delle reti senza fili è la loro flessibilità: la topologia, che può essere punto-punto, stella o maglia, viene sta- bilita programmando i nodi, e la rete può essere modificata dinamicamente con poca spesa. L’evoluzione delle comunicazioni cellu- lari, che sta per culminare nell’introdu- zione delle tecnologie 5G, sta rendendo quest’ultima modalità di comunicazione sempre più appetibile agli utilizzatori in- dustriali, estendendo il range del moni- toraggio e del controllo remoto all’intero pianeta, con trasmissioni che vanno dai sintetici sms ai video in alta risoluzione. Con l’accesso alla banda larga, sia esso via cavo, via radio o via cellulare, si aprono le porte della piattaforma cloud, in quella che è forse la forma più de- localizzata concepibile di gestione da remoto, con tutto il suo corollario di pro- blematiche di sicurezza e riservatezza. I vantaggi del monitoraggio remoto Meno delicato è il discorso del solo mo- nitoraggio degli impianti: l’evoluzione dell’Industrial IoT (IIoT) e delle reti di sensori wireless sta rendendo accessi- bile come mai prima la raccolta, prati- camente in tempo reale, di enormi moli di dati provenienti non solo da disposi- tivi fissi installati sul campo, ma anche dallo stesso personale che si sposta all’interno dell’ambiente di lavoro. Gli addetti alla manutenzione e alla sicu- rezza del personale possono così ot- tenere un quadro puntuale dello stato dell’impianto e delle condizioni dei la- voratori, così da poter tempestivamente intraprendere le azioni necessarie a ot- timizzare il primo e tutelare i secondi. Le piattaforme di monitoraggio remoto elaborano i dati raccolti (pressione, tem- peratura, consumo di energia, parametri ambientali, consumi energetici, indicatori di qualità e altro ancora) e li condensano in quadri riassuntivi di facile fruizione sui dispositivi degli addetti all’impianto, mettendo in evidenza allarmi, trend so- spetti ed esigenze di manutenzione. Questa forma avanzata di raccolta e pre- sentazione dei dati fornisce un quadro del funzionamento dell’impianto che age- vola il processo decisionale di ottimizza- zione della produzione e permette anche un considerevole risparmio dei costi di gestione, limitando le visite dirette sul campo e prevenendo malfunzionamenti e situazioni di pericolo. I risparmi sono tanto più marcati quanto maggiori sono le dimensioni e la separazione dell’im- pianto dal personale di manutenzione. Manutenzione a distanza (nello spazio e nel tempo) La manutenzione gioca un ruolo fonda- mentale nella gestione di un sito indu- striale, in quanto non solo permette di scongiurare fermi impianto con i relativi salatissimi costi, ma evita anche che si producano situazioni di pericolo che met- tano a repentaglio la salute o addirittura la vita del personale. L’evoluzione delle tecnologie di comunicazione e l’abbat- timento dei costi di sensori e interfacce ha portato a una corrispondente evolu- zione delle modalità di manutenzione: la tardiva riparazione a guasto avvenuto è stata sostituita dalla manutenzione pre- ventiva, effettuata a intervalli regolari nel funzionamento delle singole apparec- chiature, proprio per anticipare costosi fermi macchina. Con la manutenzione predittiva si fa un ulteriore passo avanti in termini di risparmio ed efficienza, utilizzando i dati raccolti per stimare le probabilità di guasto futuro ed essenzial- mente intervenire solo quando serve a evitare non solo malfunzionamenti, ma anche degrado delle prestazioni. In questo ambito l’IIoT rappresenta un elemento di svolta, in quanto consente di mettere a disposizione di tutti gli uti- lizzatori abilitati le informazioni raccolte a livello di dispositivo dai sensori senza fili. Tra i compiti di una piattaforma integrata di monitoraggio vi è anche quello di met- tere i responsabili dell’impianto nelle con- dizioni di accedere ai tre principali fattori del rendimento complessivo dell’impianto (OEE - Overall Equipment Efficiency): di- sponibilità, prestazioni e qualità. Il ruolo delle WSN Tra le varie tecnologie IoT, le reti di sensori senza fili (WSN) rappresentano uno dei contributi chiave al successo delle soluzioni di monitoraggio remoto. Le caratteristiche salienti di questo tipo di rete sono il basso costo di installazione, la flessibilità e sca- labilità associate all’assenza di cablaggio, all’intelligenza integrata e alla programma- bilità, nonché alla facilità con cui possono essere integrate in impianti preesistenti. I nodi di una reteWSNsono appunto sensori ‘intelligenti’ dai consumi tipicamente con- tenuti e una robustezza di grado industriale che non solo sono in grado di elaborare e memorizzare le informazioni raccolte, ma provvedono anche a inviarle agli altri nodi di una rete auto-organizzata di basso livello. Gli elementi caratteristici di una rete WSN sono i nodi-sensore, i nodi-gateway e il si- stema di gestione delle informazioni (IMS). I sensori sono generalmente molto nume- rosi e distribuiti in una rete di tipo mesh, che utilizza collegamenti wireless (tipica- mente basati sullo standard 802.15.4) per passare le informazioni raccolte. Reti di questo tipo sono in grado di ripristinare au- tonomamente i collegamenti quando uno o più nodi cessano di funzionare. I nodi- gateway fungono da coordinatori, elabo- # ! À Á À dell’operatore remoto