Sfogliando le riviste e i siti web di automazione, l’Internet of Things sembra essere l’unico argomento sulla bocca di tutti. Nel mondo industriale viene definita “Industrial Internet of Things” o “Industry 4.0” o con molti altri nomi. Che cosa c’è di tanto diverso fra questa definizione così di moda e il collegamento di un relè di sovraccarico del motore a una rete di comunicazione d’impianto come si faceva vent’anni fa?
Da un lato, i due concetti sono sostanzialmente uguali. L’Industrial Internet of Things (IIoT) riguarda dispositivi intelligenti come un relè di sovraccarico, fotocellule, azionamenti a variazione di frequenza o PLC che forniscono dati utilizzati per rendere più efficienti i nostri processi. L’IIoT implica la raccolta di più dati da cose più intelligenti e l’uso di potenti strumenti analitici per identificare ed eliminare gli sprechi.
Monitoraggio e accesso remoto alle apparecchiature
Colleghiamo PLC in remoto da molto più di quanto la maggior parte di noi riesce a ricordare. Ai vecchi tempi, accesso remoto significava installare un modem seriale connesso a una linea telefonica dedicata, quindi le macchine che rendevamo accessibili da remoto erano limitate alle operazioni più critiche.
Ciò che è cambiato nel mondo dell’IIoT è la proliferazione di connettività wireless, soprattutto di reti cellulari e di wireless LAN. Secondo alcune stime, entro il 2017 l’85% della popolazione mondiale sarà coperto da reti dati cellulari ad alta velocità. Ciò ha avuto numerosi effetti che hanno cambiato il modo con il quale possiamo approcciare l’accesso e il monitoraggio remoto delle apparecchiature. In primo luogo, sta diventando possibile raccogliere molti più dati da macchine remote. Dal 2008, il costo medio per MB di dati cellulari è crollato del 98%, da 0,46 dollari per MB ad appena 0,01 dollari per MB. Oggi, tutti quei dati che solitamente ritenevamo non abbastanza importanti da essere trasmessi possono essere resi disponibili dai nostri siti remoti.
In secondo luogo, mano a mano che la domanda del settore consumer ha spinto il rapido sviluppo delle interfacce utente basate su Internet, queste stesse tecnologie stanno rendendo l’accesso remoto alle apparecchiature industriali, e specialmente ai dati di processo, più accessibile a un maggior numero di persone nell’organizzazione.
Infine, i costruttori di macchine e gli ingegneri di controllo responsabili di operazioni globali ampiamente distribuite possono incorporare una connettività affidabile nei loro sistemi senza richiedere un’infrastruttura e un’integrazione custom sul sito finale. La tecnologia cellulare che funziona sulle reti di tutto il mondo permette loro di progettare il proprio sistema attorno a una connessione remota standard e di aspettarsi ragionevolmente che la connessione funzioni ovunque la macchina sia destinata. Per le apparecchiature mobili, l’accesso è disponibile in ogni luogo a cui esse sono destinate.
Controllo di macchine e processi
La tecnologia IIoT non riguarda solo i collegamenti cellulari a macchine remote. Vediamo infatti nuovi approcci di rete per risolvere i vecchi problemi della connessione di sensori, interfacce operatore, controllori e sistemi ERP che sfruttano la tecnologia di networking della moderna Internet. I principali fornitori di automazione come Rockwell Automation e Schneider Electric offrono connettività Industrial Ethernet per PLC e relativi dispositivi da più di un decennio. I protocolli Industrial Ethernet come EtherNet/IP di ODVA offrono il tipo di prestazioni richiesto dai sistemi di automazione, permettendo nello stesso tempo l’interoperabilità con l’enorme infrastruttura di rete basata sul Protocollo Internet che si trova virtualmente in ogni organizzazione.
In molte applicazioni industriali, lo spostamento delle apparecchiature rappresenta un grosso problema per la comunicazione con i sensori, attuatori e controlli sulle apparecchiature stesse. Esistono molti prodotti che cercano di risolvere questo problema, dai collettori ad anelli ai vassoi portacavi flessibili, ai festoni.
Tuttavia, queste soluzioni hardware aggiungono costi e complessità, oltre ad aumentare le necessità di manutenzione della macchina. Oggi, gli ingegneri di automazione sanno trarre vantaggio dalle tecnologie industriali basate sul Protocollo Internet per progettare reti più affidabili per le apparecchiature che devono essere spostate.
Mobilità degli asset
Un’area dell’automazione, dove la tecnologia IIoT sta creando nuove opportunità, riguarda la distribuzione della connessione alla rete in ogni punto dell’impianto. I vecchi sistemi offrivano solo un numero di punti limitato nei quali “connettersi”. Gli operatori dovevano gestire la macchina da un solo punto: il pannello operatore. La manutenzione doveva annotare le misure e osservazioni da inserire nel sistema di gestione della manutenzione quando rientrava in reparto. Gli ingegneri di controllo potevano programmare i PLC solo collegandosi al PLC o alla rete fisica del PLC tramite un adattatore proprietario.
Alcune considerazioni
L’Industrial Internet of Things apre alcune nuove possibilità interessanti per l’automazione, quindi dovreste cominciare a pianificare come poter rendere “IIoT Ready” il vostro sistema. La buona notizia è che probabilmente avete già molte parti al loro posto, dispositivi di campo intelligenti, reti industriali, forse anche qualche infrastruttura basata sul Protocollo Internet. Ecco qualche considerazione da fare se volete capire come il vostro sistema possa rientrare in questo nuovo mondo di macchine connesse.
• Migrazione della rete. Anche se forse molti dei vostri dispositivi di campo sono già su una rete, probabilmente si tratta di una rete non basata sul Protocollo Internet. Non preoccupatevi! Quando vedrete la necessità di spostare i dati dei dispositivi verso sistemi di livello superiore, non dovrete scartare la vostra rete di dispositivi collaudata e sicura. Dispositivi gateway e interfacce di protocollo in-rack nel vostro controllore vi permettono di collegare facilmente queste reti più vecchie alle applicazioni basate su IP che richiedono quei dati dai dispositivi. Servire i dati da dispositivi intelligenti aggiunge valore alle vostre operazioni, ma non richiede necessariamente la sostituzione di tutto quello che avete già.
• Cybersicurezza. Benché l’interoperabilità dell’IIoT porti grandi benefici, essa apre anche nuovi rischi che è necessario risolvere. In realtà, molti sistemi di automazione sono già “connessi”, quindi dovreste già avere presente la cybersicurezza. È importante capire chi può avere accesso a quali apparecchiature, quali connessioni sono necessarie e quali non lo sono e come vengono protetti i data che sono trasmessi fuori dai confini della rete della vostra organizzazione.
• Iniziate dal piccolo. Tutti i fornitori hanno visioni grandiose su ciò che l’IIoT può fare per i costruttori. Cercate le applicazioni nel vostro settore che abbiano un senso e provatele. Una delle parti migliori del concetto di IIoT è la sua scalabilità; le applicazioni basate su Internet possono servire con la stessa facilità una o un milione di distribuzioni. Scegliete un’applicazione interessante ed eseguite un programma pilota in una piccola area. Non c’è modo migliore per imparare una nuova tecnologia che metterla in pratica.
