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NOVEMBRE 2018 FIELDBUS & NETWORKS 80 Fieldbus & Networks Tutorial di Emiliano Sisinni NETWORK ASSESSMENT L’INFRASTRUTTURA DI UNA RETE DIGITALE È ESSA STESSA UN COMPONENTE DEL SISTEMA DI COMUNICAZIONE CHE RICHIEDE STRUMENTI ADEGUATI PER LA SUA ANALISI, COME ANALIZZATORI DI PROTOCOLLO E TESTER DEL CABLAGGIO stessa stregua dei nodi. Alla diagnostica, poi, è bene associare delle procedure di certificazione periodica, laddove queste esistono e sono normate, da parte di enti terzi, che si preoccupano di verificare la molteplicità di ‘oggetti’ hardware e software presenti in un impianto, inclusa la rispondenza a criteri di qualità minimi del cablaggio e della configurazione dell’infrastruttura. Gli strumenti Fortunatamente, gli strumenti di analisi disponibili oggi per le infrastrutture di comunicazione industriale sono in grado sia di decifrare il traffico, sia di analizzare il livello fisico, mettendo in evidenza quelle che tipicamente sono ritenute essere le maggiori sorgenti di problemi. Spesso un’attenta valutazione dei cablaggi (per esempio errati, deteriorati o non conformi) è sufficiente a risolvere la stragrande maggioranza dei problemi. In partico- lare, sono disponibili strumenti che, in virtù del loro costo, della dimensione e della semplicità d’uso, possono essere lasciati stabilmente nell’impianto, collegati e funzionanti 24/7. Errori e malfunzionamenti possono quindi es- sere comunicati direttamente in sala controllo ed essere integrati all’interno di soluzioni di Industrial Internet of Things, per esempio gestendo uno sto- rico degli eventi in modo da evidenziare situazioni di ‘debolezza’ della rete, causate da avvenimenti correlati. Queste considerazioni sono tanto più vere per le tecnologie realtime Ethernet, che mutuano gli strumenti di diagno- stica disponibili già da tempo nel mondo IT. Garantire la bontà del colle- gamento è fondamentale per un funzionamento ottimale dell’infrastruttura di rete, è però l’analisi del traffico a fornire indicazioni utili sull’efficienza complessiva nel tempo. In particolare, tale analisi si avvale dei cosiddetti ‘analizzatori di protocollo’, anche detti ‘sniffer’, in grado di scendere fino al dettaglio del pacchetto trasmesso ai livelli più bassi dello stack protocollare. Questi strumenti consentono di valutare e generare in maniera automatica reportistica relativa a comportamenti anomali, con particolare attenzione a: - presenza o meno dei dispositivi sulla rete; - utilizzo anomalo della larghezza di banda disponibile; - identificazione dei picchi di traffico e collocazione temporale di tali picchi; - identificazione di possibili attacchi e/o attività anomale. Valutare uno sniffer di pacchetti Quali sono allora le caratteristiche da considerare nella scelta di un ana- lizzatore di protocollo? Le più importanti da considerare includono sicu- ramente: • PROTOCOLLI SUPPORTATI. Per quanto possa sembrare scontato, occorre assicurarsi che l’analizzatore supporti i protocolli di interesse. Li- e soluzioni di comunicazione analogica sono ancora largamente presenti negli impianti industriali, anche nei più moderni, soprat- tutto nel controllo di processo, dove la distanza da coprire e la semplicità di installazione sono requisiti fondamentali. È del resto risaputo che la possibilità di inviare informazioni aggiuntive oltre al semplice dato di misura, tra cui quelle di diagnostica, rappresenta un vantaggio unico e indispensabile, che i bus di campo e, più in generale, le soluzioni di comunicazione digitali possono offrire. Prova ne siano le centi- naia di articoli e i diversi libri scritti sull’argomento. Questo è quello che ci dice la teoria. Sarà esperienza comune a molti, invece, una situazione che vede i bus di campo (intesi nell’accezione più ampia del termine) usati come semplici ‘rimpiazzi’ del vecchio 4-20 mA (quello si che ‘funzionava bene’… bastava un tester e tutto era pronto!), quindi con poca se non nessuna infor- mazione diagnostica. Questa poi, se anche presente, spesso risulta essere criptica e incompleta. Questa la situazione tanto nei siti produttivi meno au- tomatizzati, quanto negli impianti più tecnologicamente avanzati. Diverse sono ovviamente le ragioni, tra le quali sicuramente rientrano la carenza cronica di procedure efficaci di gestione delle informazioni diagnostiche provenienti dai sensori/attuatori a livello di sala controllo; la disomogeneità delle stesse, troppo spesso legate al particolare costruttore; una cronica mancanza di diagnostica relativa all’infrastruttura oltre che al dispositivo. A tutto ciò si devono poi aggiungere gli investimenti spesso ridotti e una progettazione non consapevole, unita a una cronica tendenza a ignorare qualunque problematica inerente la gestione della diagnostica stessa. Diagnostica di dispositivo e soprattutto di infrastruttura Qualunque attività industriale ha un obiettivo primario, ovvero la massimiz- zazione della disponibilità dell’impianto per la produzione. Un funzionamento 24/7 si traduce necessariamente nell’eliminazione, o almeno nella minimiz- zazione delle situazioni di errore, tanto più laddove l’infrastruttura di comuni- cazione è veicolo non solo delle variabili proprie del processo produttivo, ma anche delle informazioni legate alla safety. Il concetto stesso di ridondanza va di pari passo con quello di diagnostica: solo una corretta e tempestiva iden- tificazione del guasto o problema permette di evitare fermate improvvise (e costose) dell’impianto. È pertanto evidente come non sia sufficiente avvalersi delle informazioni aggiuntive fornite dai dispositivi di campo, ma occorra inte- grare un’analisi, quanto più possibile efficace e dinamica, dell’intera infrastrut- tura di comunicazione, compresi i cavi e la componentistica passiva/attiva, che devono essere considerati dei componenti del sistema di comunicazione alla L Fonte: www.pixabay.com