Per l'automazione in campo, l'industria manifatturiera richiede soluzioni capaci di adattarsi in modo ottimale ai processi produttivi. L'utente abituato al protocollo Profibus non troverà lo stesso numero di profili di applicazione realizzabili in Ethernet, poiché quest'ultimo è innanzitutto un sistema di trasmissione dati che coinvolge i layer 1 e 2 del modello Osi. Un progetto di automazione implica necessariamente un sistema di comunicazione, nonché la possibilità di soddisfare applicazioni di diversa natura. Il vero capitale delle soluzioni di automazione attualmente disponibili è insito ai livelli più alti del modello Osi, oltre che nella comunicazione. Dal punto di vista dell'automazione, assume sempre più importanza quanto è trasferito dal mondo fieldbus al nuovo universo Ethernet. Ethernet/Ip può essere considerato un ulteriore sviluppo basato su Ethernet di DeviceNet, che nel profilo della comunicazione punta su meccanismi standard Ieee 802.3. La Odva (Open DeviceNet Vendor Association) ha risolto la questione dell'applicazione con Cip (Common Industrial Protocol) a partire dal contesto di comunicazione comune, utilizzando il Cip indipendentemente dalla piattaforma di comunicazione. Questo è un chiaro messaggio in direzione di una piattaforma di comunicazione standard. Nato come sviluppo di Profibus, invece, Profinet è un profilo compatibile con lo standard Ethernet Ieee 802.3. Gli ampliamenti in tempo reale di Profinet, che oltre al canale Tcp/Ip realizzano un canale in tempo reale sul layer 2 per applicazioni di automazione, non impongono restrizioni ad una piattaforma di comunicazione con architettura aperta. Spesso questi adattamenti sono perfino necessari per assicurare l'efficienza della rete di automazione. Un punto critico sui profili di comunicazione è tuttavia rappresentato dal fatto che le loro integrazioni assicurano la compatibilità ad Ethernet secondo l'Ieee 802.3, sebbene però non siano ancora compatibili una con l'altra; pertanto oggi è possibile la creazione di una piattaforma di trasmissione dati solo dopo la scelta di uno dei profili di comunicazione.
Installazione e configurazione
Nel mondo office è stato possibile ottenere sistemi universali tramite applicazioni estremamente uniformi, come ad esempio le postazioni di lavoro d'ufficio. L'infrastruttura deve permettere il più possibile e a lungo termine un utilizzo flessibile di un edificio adibito ad uso ufficio. Durante questo utilizzo sono ripetutamente sostituiti i componenti di rete Ethernet e i computer, cosa che dovrebbe essere possibile senza un nuovo e dispendioso collegamento di rete. In questo contesto è possibile considerare il cablaggio un'entità infrastrutturale separata dai componenti di rete Ethernet. Le normative attualmente in vigore riflettono esattamente questa situazione e si applicano sia ai connettori sia ai cavi e agli altri componenti di rete Ethernet, come gli switch. Questo approccio è certamente auspicabile anche per l'industria, tuttavia è ancora non consueto nelle applicazioni fieldbus. Più facilmente può trovare applicazioni idonee nella realizzazione di nuovi edifici industriali, in quanto normalmente il cablaggio della rete si realizza prima di posare i cavi di collegamento dell'impianto; impianti e macchine sono allacciati alla rete in un secondo tempo tramite outlet o scatole di collegamento. Riferendosi invece al collegamento in rete di macchine o apparecchiature individuali, il discorso necessariamente cambia. Nel mondo dell'automazione, la realizzazione della rete è più orientata alla specifica applicazione. La relazione tra cablaggio e componenti di rete Ethernet deve confrontarsi con le molteplici configurazioni di rete necessarie alle applicazioni di automazione. Nel caso di una pressa ad iniezione plastica, la topologia di rete, seppure complessa, è tipicamente a stella: ciò significa un limitato numero di switch con molte porte e un numero elevato di cavi di lunghezza ridotta. Nelle applicazioni di sorting postale o di conveyor per lo smistamento bagagli, invece, dove l'applicazione si estende in lunghezza, sono necessari molti switch a poche porte, magari Ip67, collegati in linea con un numero ridotto di cavi di lunghezza rilevante.
Automation It: il cablaggio
Con Automation It l'utilizzatore finale può impiegare un'unica piattaforma di cablaggio per tutte le aree dell'azienda. La norma Iso/Iec 11801 illustra i requisiti che devono essere rispettati nel cablaggio del mondo office It, mentre tutti gli aspetti di conformità alle condizioni ambientali gravose e le topologie, previsti dal cablaggio degli edifici industriali, sono descritti nella norma Iso/Iec 24702. Per soddisfare i requisiti necessari al cablaggio It, sia per l'ambiente office sia per le applicazioni industriali di automazione, Harting e Leoni Kerpen hanno condiviso le proprie competenze nella realizzazione di cavi e sistemi di connessione, realizzando un intero programma di componenti per il cablaggio conforme alla normativa Iso/Iec 24702. Il programma consente la realizzazione dell'infrastruttura di rete all'interno dell'edificio industriale in modo perfettamente aderente alla norma Iso/Iec 11801: è dunque possibile disporre di un'unica piattaforma comune di cablaggio utilizzabile in ambiente office It così come in tutte le applicazioni di automazione industriale. Il Vario Keystone di Leoni Kerpen e la tecnologia PushPull di Harting sono solo alcuni esempi di questa piattaforma sinergica. Se la rete aziendale si estende alle macchine o all'impianto dei reparti di produzione, è necessario prestare una particolare attenzione ai profili di automazione, i cui cablaggi sono definiti nelle parti specifiche della norma Iec 61784. I produttori di automobili tedeschi, ad esempio, hanno redatto uno standard d'installazione comune che è stato fatto confluire come standard generico Profinet nella norma Iec 61784-2-4. Il concetto d'installazione utilizza la tecnologia PushPull di Harting impiegata sia per la comunicazione sia per l'alimentazione della tensione a 24 V.
Automation It: i componenti di rete
Una totale separazione dell'Ethernet industriale dalle tecnologie It standard è tuttavia pericolosa, soprattutto per quanto riguarda gli aspetti legati alla sicurezza. La spinta innovativa nell'office It, un settore nel quale si generano rinnovamenti e perfezionamenti tecnologici essenziali, è di fatto enorme e anche l'Automation It può trarne vantaggio. Se inizialmente nel mondo industriale si è verificato un notevole avvicinamento in direzione della tecnologia Fast Ethernet, oggi anche per le applicazioni industriali si inizia ad impiegare la trasmissione dati con un'ampiezza di banda maggiore, quella che offre ad esempio la tecnologia Gigabit, la quale potrebbe portare miglioramenti eccezionali in termini di prestazioni dell'automazione. Oltretutto è da considerare anche un fattore di opportunità di sviluppo e di investimenti: poiché la tecnologia a banda larga è ormai massicciamente impiegata nelle applicazioni office, sarà sempre più accessibile senza sostanziali costi di sviluppo rispetto a Fast Ethernet, consentendo però l'evoluzione delle applicazioni industriali aggiungendo anche la trasmissione di applicazioni più spinte nell'industria, ad esempio con l'impiego di segnali voce e video. Automation It punta sulla forza innovativa della tecnologia Ethernet standard, in modo da garantire la realizzazione di componenti di rete Ethernet sempre tecnicamente allineati allo 'stato dell'arte'.
Un tema chiave del concetto di piattaforma unica è la gestione della rete. A questo proposito sono disponibili efficienti strumenti che presuppongono però l'impiego in rete di componenti intelligenti. Harting, in collaborazione con Nexans Deutschland Industries, ha realizzato dei componenti di rete Ethernet specifici per l'utilizzo industriale in campo. Gli switch Harting assicurano prestazioni e compatibilità che permettono appunto la gestione unica della rete. Grazie alle caratteristiche costruttive adatte agli standard industriali e alle elevate prestazioni da high-end office, questi switch offrono una possibilità di sviluppo integrato ideale del cablaggio industriale secondo la norma Iso/Iec 24702. Poiché oggi la gestione della trasmissione dati dell'area fieldbus si realizza in ambiente office, la linea di sviluppo è già chiaramente tracciata. La gestione It ha anche accesso all'automazione.
I componenti industriali di rete Ethernet dovranno perciò avere anche funzionalità di gestione, che sono tipiche di office, seppure utilizzati su macchine e impianti. Gli switch mCon 3000 e mCon 6000 Harting posseggono già le caratteristiche di Simple Network Management Protocol (Snmp), che permettono una gestione centrale remota. Questa serie di prodotti propongono le funzionalità aggiuntive mirate alle necessità dei nuovi profili di automazione, come Igmp Snooping per Ethernet/Ip oppure l'integrazione di Profinet I/O.
