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Supplemento a Automazione Oggi n° 372-Maggio 2014 - In caso di mancato recapito inviare al CMP/CPO di Roserio - Milano per la restituzione al mittente previo pagamento resi - ISSN: 0392-8829
www.automazione-plus.it
HARDWARE E SOFTWARE PER L’AUTOMAZIONE DISTRIBUITA
MAGGIO 2014
Fieldbus
&
79
Networks
DOSSIER SOLUZIONI DI RETE INTEGRATE
PRIMO PIANO ARCHITETTURE DI CONTROLLO BASATE SU FIELDBUS
SICUREZZA RETE SICURA E PROTETTA
Motori, inverter, azionamenti, riduttori, motoridut-II a
tori, sistemi di trasmissione della potenza, sistemi e
dizion
di attuazione oleoidraulica e pneumatica, strumene
tazione di misura e controllo, sistemi di controllo e
supervisione, software di analisi e dimensionamento,
nto,
software per la gestione dei carichi, diagnostica, sistemi di alimentazione, sistemi per la generazione e distribuzione di aria compressa, trasmissioni meccaniche,
elementi di accoppiamento meccanici ecc.
INDUS TRIAL D
TECHNOLOGY A
EFFICIENCY Y
MARTEDÌ
24 GIUGNO 2014
IBM CLIENT CENTER
SEGRATE
Con il patrocinio di:
PRODOTTI E SOLUZIONI TECNOLOGICHE NELL’AUTOMAZIONE: EFFICIENZA A LIVELLO DI SISTEMA PRODUTTIVO
LA SESSIONE PLENARIA
A CHI SI RIVOLGE
Come concretizzare le potenzialità di risparmio energetico dei processi industriali: strategie, Audit, modalità gestionali, incentivi,
tecnologie e Case History. A cura di Business International
La giornata si rivolge ai protagonisti della filiera tecnologica che si occupano di progettare, realizzare, condurre, manutenere impianti
produttivi in ambito manifatturiero e di processo:
• Tecnici della manutenzione
• Uffici tecnici
• Buyer
• Direttori tecnici
• Ricercatori, tecnici e responsabili R&S
• Progettisti
• OEM
• Tecnici e responsabili di produzione
• System Integrator
• Direttori di stabilimento
• Utilizzatori finali
• Manager aziendali
• Public utilities
• Energy Manager
I SEMINARI
I LABORATORI
L’agenda della giornata prevede una serie di seminari
tecnici della durata di 30 minuti tenuti dai tecnici delle
aziende partecipanti. Il programma degli incontri, i relatori
e i titoli saranno aggiornati man mano che verranno confermati sul sito dell’evento.
Nati con il proposito di offrire gratuitamente cultura e conoscenza in una modalità semplice e in grado di dare un ritorno di
immagine alle aziende che si metteranno in gioco proponendo
il corso. A numero chiuso, previa registrazione.
Si rinnova l’appuntamento con ITE Day
delle aziende espositrici e i laboratori
2014 il 24 giugno, anche quest’anno
organizzati dalle Redazioni in collaborazione
a Milano. Dopo il riscontro positivo
con primarie aziende del settore durante i
registrato da parte delle aziende
quali i visitatori potranno imparare veramente
espositrici e dei partecipanti, Fiera
qualcosa sui prodotti, come utilizzarli, e come
Milano Media propone in linea con la
realizzare vere e proprie applicazioni sotto la
scorsa edizione una sessione plenaria
guida di esperti. L’idea che sta alla base
realizzata con l’autorevole contributo
è continuare a fare ‘cultura’, permettendo
di Business International, le sessioni
così ai partecipanti di ampliare know-how e
di presentazione dei prodotti ad opera
competenze. Ma questo non è tutto…
ORGANIZZATO DA:
PARTNER
The Executive Network
Per aderire
on line all’indirizzo ite.mostreconvegno.it
La partecipazione ai seminari e alla mostra è gratuita, così come la documentazione e il buffet
Per informazioni: Tel 02 49976533 – 335 276990 – Fax 02 49976572
[email protected] – ite.mostreconvegno.it
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aziende partecipanti. Il programma degli incontri, i relatori
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Nati con il proposito di offrire gratuitamente cultura e conoscenza in una modalità semplice e in grado di dare un ritorno di
immagine alle aziende che si metteranno in gioco proponendo
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a Milano. Dopo il riscontro positivo
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quali i visitatori potranno imparare veramente
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qualcosa sui prodotti, come utilizzarli, e come
Milano Media propone in linea con la
realizzare vere e proprie applicazioni sotto la
scorsa edizione una sessione plenaria
guida di esperti. L’idea che sta alla base
realizzata con l’autorevole contributo
è continuare a fare ‘cultura’, permettendo
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F&N Sommario
MAGGIO 2014
In questo numero
13
EDITORIALE
Ben venga il 5G!
48
I principi da cui partire
74
di Joseph Benedetto
di Paola Redili
di Stefano Maggi
14
COVER STORY
Plantstruxure: efÀcienza,
sicurezza e sostenibilità
dei processi
di Massimo Daniele
SUL CAMPO
Energia: quanto mi costi?
50
Protezione dell’impianto
e integrità operativa
76
53
La norma ISO 27001
ProÀbus anche in zona EX
di Carlo Lodari
di Mike Chmilewski,
Alain Ginguene, Grant Le Sueur
80
In fondo al mar…
di Carlo Lodari
di Ioanis Tsiouras
20
ATTUALITÀ
Vent’anni al servizio
della tecnologia
54
Una strategia per i
‘grandi numeri’
56
All’avanguardia, a partire
dal ‘cuore’
58
Soluzioni ‘su misura’
60
Due decenni di successi
Quando sicurezza vuol
dire anche semplicità
Aziende… a rischio
di Donatella Colombo
di Ilaria De Poli
28
Difendersi contro il
cyber-crime
84
63
di Mariagrazia Corradini
Rilevazione guasti
in processi di
depurazione biologica
di Stefano Marsili Libelli
88
di Samanta Fumagalli
di Antonella Cattaneo
26
ATTI TELECONTROLLO
… per una rete smart
di Daniela Gavioli
di Esa Tornikoski
di Ilaria De Poli
24
82
di Mauro Cerea
di Ilaria De Poli
22
Sicurezza IT: un
‘grattacapo’ in più!
BUILDING BLOCKS
OPC: un mondo aperto
di Mariano Severi
92
DOSSIER
TUTORIAL
Diagnostica a portata di
rete
di Micaela Caserza Magro,
Alberto Sibono
Soluzioni di rete integrate
a cura di Ilaria De Poli
30
ATTUALITÀ IN BREVE
a cura di Lucia Milani
34
PRIMO PIANO
Architetture di controllo
basate su Àeldbus
a cura di Lucia Milani
42
Facciamoci furbi!
66
Cinque passi verso
la sicurezza
di Jèrôme Poncharal
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Fax 035 4061362
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96
NEWS
a cura della redazione
Semplicità a portata di
mano
di Giuseppe Testa
68
Monitoraggio dell’aria
di Patrizio Emilia
70
Una rete per uniÀcare
di Luigi Bianchi
di Ilaria De Poli, Paolo Ferrari
47
Raccolta dati
automatizzata e in
tempo reale
di Martina Moretti
SICUREZZA
Quale sicurezza?
di Evaldo Bartaloni, Luca Guidi,
Daniela Pestonesi
44
64
72
Connessioni a portata
di mano
Mail e web di Fieldbus & Networks
[email protected]
www.automazione-plus.it/rivista/fieldbus-e-networks/
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www.fieramilanomedia.it
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Gruppo Automazione
Oggi su
di Paolo Sartori
Dall’invenzione del primo PLC, all’introduzione nel 1979 di Modbus, standard di comunicazione
aperto, Schneider Electric da sempre lavora per proporre ai clienti soluzioni pronte per il
futuro. Proprio come PlantStruxure, un’architettura collaborativa che consente alle aziende nel
settore industriale e delle infrastrutture di soddisfare ogni bisogno di automazione, gestendo
al contempo l’energia in modo efficiente ed efficace. In un singolo ambiente, la piattaforma
consente di analizzare i dati di processo ed energetici provenienti dall’impianto e di utilizzarli
per ottimizzare a livello globale le prestazioni degli impianti produttivi. Tutto questo è possibile
anche perché PlantStruxure fa parte di un intero ‘ecosistema’ di soluzioni, di EcoStruxure,
che permette una gestione attiva dell’energia in tutti i sistemi, non solo quelli industriali.
PlantStruxure, che è un elemento, di EcoStruxure ne condivide la logica olistica, garantendo
la massima integrazione e compatibilità fra le informazioni e adottando standard aperti
anche verso l’offerta di terze parti. Nascono così sistemi intelligenti, si che permettono di fare
efficienza energetica e ottenere fino al 30% di risparmio costi.
MAGGIO 2014 FIELDBUS & NETWORKS
9
F&N
MAGGIO 2014
10
Fieldbus & Networks
Le aziende di questo numero
Aziende
HTTP
ACCEED
ADVANTECH ITALY
ARKEMA
ASEM
AUTOMATA
AVNET MEMEC
B&R AUTOMAZIONE INDUSTRIALE
BECKHOFF AUTOMATION
BUSINESS INTERNATIONAL
CAN IN AUTOMATION
COMAU
CONSORZIO PNI PROFIBUS NETWORK
EATON
EFA AUTOMAZIONE
ERE
ESA AUTOMATION
FAST
FIELDBUS FOUNDATION
FIERA MILANO MEDIA
FIORE
FROST & SULLIVAN
F-SECURE
GENICAM STANDARD GROUP
HART COMMUNICATION FOUNDATION
HBM
HEIDENHAIN ITALIANA
HITACHI DRIVES & AUTOMAT.
HMS INDUSTRIAL NETWORKS
ILS TECHNOLOGY
INVENSYS SYSTEMS ITALIA
ITE - IND.TECH.EFFICIENCY DAY
LENZE ITALIA
MITSUBISHI ELEC. EUROPE
PANASONIC ELECTRIC WORKS IT.
PEPPERL+FUCHS
PILZ ITALIA
REMACUT
ROCKWELL AUTOMATION
SAP ITALIA
SCHNEIDER ELECTRIC
SERCOS INTERNATIONAL
SERVOTECNICA
SIEMENS
SISTEMI AVANZATI ELETTR.-SISAV
SOLAIR
STEP PROGETTI
SVIA
SYSTEM ELECTRONICS
TECNINT HTE
TELIT COMMUNICATIONS
TEX COMPUTER
TPA ITALIA
TUV RHEINLAND
VIPA ITALIA
WAGO ELETTRONICA
WATCHGUARD ITALIA
WHIRLPOOL EUROPE
WI-NEXT
www.acceed.com
100
www.advantech.it
26
www.arkema.com
76
www.asem.it
34
www.cannon-automata.com
34
www.avnet-memec.eu
22
www.br-automation.com
32, 35
www.beckhoff.it
98
www.businessinternational.it
31
www.can-cia.org
100
www.comau.com
32
www.profi-bus.it
20
www.eaton.eu
96
www.efa.it
35, 64
www.ere-online.it
96
www.esahmi.com
35
www.fastautomation.it
82
www.fieldbus.org
28
www.fieramilanomedia.it
31
www.fioresrl.com
60
www.frost.com
30
www.f-secure.com
56
www.genicam.org
100
www.hartcomm.org
28
www.hbm.com
96
www.heidenhain.it
32
www.hitachi-da.it
36
www.anybus.it
72, 96
www.ilstechnology.com
33
www.invensys.com
50
http://ite.mostreconvegno.it
31
www.lenzeitalia.it
66
it3a.mitsubishielectric.com
100
www.panasonic-electric-works.it
36
www.pepperl-fuchs.it
76
www.pilz.it
36, 100
www.remacut.com
80
www.rockwellautomation.it
37, 47, 68
www.sap.com
33
14, 37, 48
www.sercos.org
98
www.servotecnica.it
37, 98
www.siemens.it
38, 54, 70, 80
www.sisav.it
38
www.solaircorporate.com
33
www.step-progetti.it
74
www.svia.se
72
www.system-electronics.it
24
www.tecnint.it
38
www.telit.com
33
www.texcomputer.com
40
www.tpa-italia.com
31
www.tuv.com
53
www.vipaitalia.it
40
www.wago.com
40
www.watchguard.it
58
www.whirlpool.it
32
www.winext.eu
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Supplemento ad Automazione Oggi 372 Maggio 2014 Pubblicazione in diffusione gratuita
Sede legale - Piazzale Carlo Magno, 1 - 20149 Milano
Sede operativa ed amministrativa: SS. del Sempione 28 - 20017 Rho (MI)
tel: +39 02 4997.1 - fax +39 02 49976573
AVENTICS
B&R AUTOMAZIONE INDUSTRIALE
BECKHOFF AUTOMATION
CONSORZIO PNI
EATON INDUSTRIES
EFA AUTOMAZIONE
39
5
Direzione
Giampietro Omati Presidente
Antonio Greco Amministratore Delegato
Comitato Tecnico
Evaldo Bartaloni (Clui-Exera), Micaela Caserza Magro (Università di Genova), Paolo Ferrari
(Università di Brescia), Alessandra Flammini (Università di Brescia), Alessandro Gasparetto
(Università di Udine), Stefano Maggi (Politecnico di Milano), Roberto Maietti
(AssoAutomazione/Anie), Carlo Marchisio (Anipla), Oscar Milanese (AssoAutomazione),
Paolo Pinceti (Università di Genova), Alberto Sibono (Genoa Fieldbus Comp.Centre),
Emiliano Sisinni (Università di Brescia), Vitaliano Vitale (DoubleVi)
Redazione
Antonio Greco Direttore Responsabile
Antonella Cattaneo Caporedattore
antonella.cattaneo@fieramilanomedia.it - tel: 02 49976.503
Ilaria De Poli Coordinamento Fieldbus & Networks
ilaria.depoli@fieramilanomedia.it - tel: 02 49976.504
Antonella Pellegrini
antonella.pellegrini@fieramilanomedia.it - tel: 02 49976.508
Alessandra Pelliconi Segreteria
alessandra.pelliconi@fieramilanomedia.it - tel: 02 49976.509
IV COPERTINA
6/7
II COPERTINA
Collaboratori: Joseph Benedetto, Luigi Bianchi, Mauro Cerea, Mike Chmilewski, Donatella
Colombo, Mariagrazia Corradini, Massimo Daniele, Patrizio Emilia, Samanta Fumagalli, Daniela
Gavioli, Alain Ginguene, Luca Guidi, Grant Le Sueur, Carlo Lodari, Stefano Marsili Libelli, Lucia
Milani, Martina Moretti, Daniela Pestonesi, Jèrôme Poncharal, Paola Redili, Paolo Sartori,
Mariano Severi, Giuseppe Testa, Esa Tornikoski, Ioanis Tsiouras
Disegni: Aldo Raul Garosi
51/79
ESA ELETTRONICA
10
HILSCHER ITALIA
62
HMS INDUSTRIAL NETWORKS
41
Grafica e
produzione
Mauro Spolaore Progetto grafico - Impaginazione
mauro.spolaore@fieramilanomedia.it - tel: 02 49976.568
Franco Tedeschi Coordinamento grafici
franco.tedeschi@fieramilanomedia.it - tel: 02 49976.569
Alberto Decari Coordinamento DTP
alberto.decari@fieramilanomedia.it - tel: 02 49976.561
Prontostampa srl Uninominale Zingonia (BG) - Stampa
Nadia Zappa Ufficio Traffico - nadia.zappa@fieramilanomedia.it - tel: 02 49976.534
Pubblicità
Giuseppe De Gasperis Sales Manager
giuseppe.degasperis@fieramilanomedia.it - tel: 02 49976.527 - Fax: 02 49976.570
International Sales
LENZE ITALIA
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PANASONIC ELECTRIC WORKS
11
PHOENIX CONTACT
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U.K. – SCANDINAVIA – NETHERLAND – BELGIUM
Huson European Media
Tel. +44 1932 564999 • Fax +44 1932 564998 • Website: www.husonmedia.com
SWITZERLAND - IFF Media ag
Tel. +41 52 6330884 • Fax +41 52 6330899 • Website: www.iff-media.com
GERMANY – AUSTRIA - Map Mediaagentur Adela Ploner
Tel. +49 8192 9337822 • Fax +49 8192 9337829 • Website: www.ploner.de
USA - Huson International Media
Tel. +1 408 8796666 • Fax +1 408 8796669 • Website: www.husonmedia.com
TAIWAN - Worldwide Service Co. Ltd
Tel. +886 4 23251784 • Fax +886 4 23252967 • Website: www.acw.com.tw
Abbonamenti
ROCKWELL AUTOMATION
SCHNEIDER ELECTRIC
SOFTING ITALIA
VIPA ITALIA
12
8
I COPERTINA
Abbonamento annuale E 49,50
Abbonamento per l’estero E 99,00
Prezzo della rivista: E 4,50 - Arretrati: E 9,00
Spedizione in abbonamento postale art. 2 comma 20/B legge 662/96
73
III COPERTINA
N. di conto corrente postale per sottoscrizione abbonamenti:
48199749 - IBAN: IT 61 A 07601 01600 000048199749 intestato a: Fiera Milano
Media SpA, Piazzale Carlo Magno,1, 20149 Milano.
Si accettano pagamenti con Carta Sì, Visa, Mastercard, Eurocard
Tel. 02 252007200
Fax 02 49976.572
E-mail: abbonamenti@fieramilanomedia.it
Testata associata • Associazione Nazionale Editoria Periodica
Specializzata
Fiera Milano Media è iscritta al Registro Operatori della Comunicazione n° 11125 del 25/07/2003.
Autorizzazione alla pubblicazione del tribunale di Milano n° 71 del 20/02/1982. Tutti i diritti di riproduzione degli
articoli pubblicati sono riservati. Manoscritti, disegni e fotografie non si restituiscono.
Fieldbus & Networks è supplemento di Automazione Oggi. Tiratura: 8.000 copie - Diffusione 7.870
Fieldbus & Networks
L’editoriale è a cura dei membri dei Comitati Tecnici di Fieldbus & Networks e Automazione Oggi
BEN VENGA IL 5G!
(
)
Editoriale
L’obiettivo è fissato al 2020. I primi test partiranno nel 2015. Il progetto-pilota
decollerà in occasione dei Giochi Olimpici Invernali del 2018 a Pyeongchang
e sul tavolo ci sono investimenti per complessivi 1,1 miliardi di euro: in Corea
del Sud, uno dei Paesi più avanzati al mondo in fatto di connettività a banda
larghissima, fanno tremendamente sul serio. In Europa e in Italia il processo
di copertura dei servizi 4G invece procede lentamente e non senza problemi… Il 5G (‘5th
Generation mobile networks’ o ‘5th Generation wireless systems’) è una nuova tecnologia di rete e infrastrutture che permetterà di rispondere alla richiesta crescente dell’uso
delle comunicazioni tecnologiche, specialmente wireless, tra persone e macchinari. Dovrà
garantire inoltre un aumento delle prestazioni e un abbassamento dei consumi energetici.
Il 5G non sarà semplicemente più veloce (basterà un secondo per scaricare un file di 800
mega), ma porterà a nuove funzionalità e applicazioni con un alto riscontro economico e
sociale. In corsa sul 5G non c’è solo la Corea del Sud. Un’azienda cinese, per esempio, lo
scorso novembre ha annunciato un piano di investimenti pari a circa 600 milioni di dollari
per i prossimi cinque anni, atto a finanziare la ricerca sulle tecnologie di quinta generazione. Tale società lavora sul 5G dal 2009 e per il 2020 promette capacità di trasferimento
dati oltre i 10 Gbps, quindi 100 volte superiore alle prestazioni garantite dalle attuali
reti 4G. E in Europa? Sembra che la Commissione Europea abbia deciso di assegnare
un’importanza strategica allo sviluppo del 5G. Lo scorso anno 50 milioni di euro sono stati
investiti in progetti attualmente in corso (come Metis, 5Gnow, iJoin, Tropic, Mobile Cloud
Networking, Combo, Moto), che si occupano delle strutture logistiche e funzionali di cui
necessita il 5G. Gli investimenti europei ammontano a 700 milioni di euro, mentre ci si
aspetta che i finanziamenti dei privati raggiungano i 3,5 milioni di euro entro il 2020. Entro
tale data si assisterà infatti a uno scambio dati trenta volte superiore rispetto a quello
avvenuto nel 2010, ma non sarà lo stesso tipo di traffico a cui siamo abituati. L’utilizzo di
Internet non verrà incrementato esclusivamente dalla diffusione di tablet e smartphone,
ma anche e soprattutto dalla notevole crescita di dispositivi, sensori e attuatori remotati
ovunque, che richiedono una tecnologia maggiormente efficiente e performante per gestire l’enorme traffico dei dati scambiati (mondo IoT-Internet of Things). Nella telechirurgia, per esempio, le specificità tecniche del 5G azzereranno il ritardo comando-risposta
(problematica attuale) e forniranno al medico maggiore comfort e precisione in tempo
reale. Le automobili diventano più intelligenti e sicure con l’integrazione delle tecnologie
ICT e saranno in grado di comunicare tra loro (dati, video forniti da telecamere di bordo
ecc.) grazie agli standard sulle ‘auto connesse’ in fase di realizzazione su questa tecnologia. Tali funzionalità richiedono una trasmissione istantanea dei dati fra i veicoli in movimento, cosa impossibile con le attuali connessioni. Infine, in un recente discorso Neelie
Kroes, vicepresidente della Commissione Europea e Commissario dell’Agenda Digitale, si
è soffermata sull’importanza di rimuovere le barriere tra Stati membri, al fine di ottenere
una migliore sinergia nell’ambito del settore delle comunicazioni digitali, che condurrebbe
di fatto a una maggiore competitività in campo mondiale con Paesi all’avanguardia, quali
appunto Corea del Sud, Cina e Stati Uniti.
Stefano Maggi
13
Fieldbus & Networks
F&N
COVER STORY
di Massimo Daniele
PLANTSTRUXURE:
EFFICIENZA,
SICUREZZA
E SOSTENIBILITÀ
DEI PROCESSI
PlantStruxure è un’architettura collaborativa che TROVARE LA SOLUZIONE GIUSTA NON È SOLO
consente alle aziende nel settore industriale e
QUESTIONE DI TECNOLOGIA: ALTRETTANTO
nelle infrastrutture di soddisfare ogni bisogno
di automazione e restare al passo con l’esi- IMPORTANTE È L’ESPERIENZA DEL FORNITORE A CUI
genza sempre più pressante di gestire l’energia CI SI AFFIDA. SCHNEIDER ELECTRIC OFFRE DA 40
in modo efficiente ed efficace. Offre una piatANNI SOLUZIONI INNOVATIVE PER L’AUTOMAZIONE
taforma che, in un singolo ambiente, consente
di analizzare i dati di processo ed energetici DEI PROCESSI INDUSTRIALI: L’EVOLUZIONE
provenienti dall’impianto e di utilizzarli per ot- CONTINUA CON PLANTSTRUXURE
timizzare a livello globale le prestazioni degli
impianti produttivi. Se oggi PlantStruxure rende
PlantStruxure garantisce
Schneider Electric (www.schneider-electric.it) ai
efÀcienza, sicurezza e
vertici nell’automazione di processo è grazie a
sostenibilità nei processi
oltre 40 anni di continua innovazione nel settore
dell’automazione industriale. Dall’invenzione
del primo PLC, all’introduzione sul mercato nel
1979 di Modbus, standard di comunicazione ‘de
facto’ aperto, che ancora oggi è il più diffuso
al mondo, Schneider Electric ha sempre lavorato per proporre ai clienti di oggi soluzioni già
pronte per il futuro. Continua dunque a mantenere la sua posizione di preminenza sul mercato
grazie a tre fattori: la disponibilità di architetture
realmente adattabili a qualsiasi esigenza applicativa; un’offerta di componenti che non ha pari
quanto ad ampiezza, dal più piccolo sensore al
sistema di automazione, alla raccolta e analisi
dello storico dei dati, alla produzione; infine,
la possibilità di integrare le soluzioni adottate
a livello di processo con tutti gli altri sistemi
hardware/software presenti nell’impresa, moltiplicando così l’impatto positivo. Questo è possibile perché PlantStruxure è uno degli elementi
che compongono EcoStruxure: un ecosistema
di soluzioni che permette una gestione attiva
dell’energia in tutti i sistemi, non solo quelli
prettamente industriali. PlantStruxure ne è parte
e ne condivide la logica olistica, garantendo la massima integrazione Un’architettura per la gestione dei processi
e compatibilità fra le informazioni e adottando standard aperti anche e dell’energia
verso l’offerta di terze parti. Nascono così sistemi intelligenti per la Alcuni principi fondamentali fanno di PlantStruxure la soluzione più
gestione dell’energia, che permettono di fare efficienza energetica e versatile per le esigenze di gestione dei processi e dell’energia.
È scalabile, perché può gestire da decine a centinaia di migliaia
ottenere fino al 30% di risparmio costi.
14
Cover story Schneider Electric
di elementi I/O, adattandosi all’evoluzione delle esigenze; riduce
i rischi, in quanto tutti i suoi componenti, dai piccoli device fino al
MES, sono nativamente integrati, progettati per lavorare insieme
(anche con i componenti dei partner tecnologici di Schneider Electric); è estremamente flessibile, potendo supportare ogni tipo di architettura, monosito o multisito, con controllo distribuito o locale,
processi discreti, sicurezza, processi batch; è collaborativo, grazie ai
software che consentono l’interscambio di informazioni con tutti gli
altri sistemi d’impianto e sistemi aziendali, ottimizzando l’efficienza
complessiva.
A partire da questi principi, PlantStruxure realizza un sistema di
controllo facile da progettare e mantenere, nonché soprattutto in
grado di fornire una chiara immagine di quanto avviene nei processi.
Un sistema di controllo che si integra facilmente con i dispositivi
di terze parti e offre un valore aggiunto grazie all’eccellenza delle
soluzioni Historian e del MES (Manifacturing Execution System).
La potenza del networking: accesso
trasparente a tutte le informazioni,
dall’impianto produttivo ai ‘piani alti’
La realizzazione di un sistema di comunicazione trasparente, che
connette l’area produttiva, i processi, gli impianti e i sistemi di business tramite tecnologie di rete e servizi web, garantisce la condivisione efficiente e la distribuzione delle informazioni fra sensori,
strumentazione, componenti di automazione, controller, stazioni
operatore e sistemi IT o di terze parti.
PlantStruxure adotta una comunicazione basata su tecnologie Ethernet standard e su protocolli industriali; questo consente di proteg-
gere al meglio gli investimenti a fronte dell’evoluzione tecnologica
e garantisce risparmi significativi nei costi e tempi di progettazione,
installazione, manutenzione dei sistemi. Anche la necessità di formazione degli operatori si riduce, perché tutto comunica allo stesso
modo. Modbus TCP ed Ethernet/IP, i protocolli industriali più collaudati e affidabili attualmente disponibili, semplificano l’interscambio
dei dati in tempo reale tra i componenti del sistema come controller
e dispositivi, garantendo robustezza al sistema di comunicazione.
Utilizzando Ethernet come dorsale di comunicazione, il sistema si
interfaccia in modo fluido con tutti i dispositivi di terze parti usando
una serie di protocolli industriali.
È inoltre molto semplice collegare e gestire la strumentazione
esterna tramite Profibus PA, Fieldbus Foundation o Hart, riducendo i
costi d’installazione e consentendo di supportare anche i programmi
di manutenzione predittiva. A ciò si aggiunge il vantaggio di poter
utilizzare un sistema totalmente sincronizzato, che provvede all’allineamento automatico dell’ora tra tutti i componenti, con la possibilità di integrare dei time server di tipo hot-standby. Ciò garantisce
che tutti gli allarmi, eventi e altre informazioni vengano archiviati e
visualizzati in base alla corretta sequenza temporale (SOE), offrendo
una chiara immagine dello stato dell’attività.
Sono inoltre disponibili anche funzionalità evolute, che rendono
ancora più efficiente ed efficace la comunicazione e l’intervento
sui sistemi, quali: la possibilità di sostituire dispositivi guasti con
nuovi sistemi che si auto-configurano (‘Hot Swap’ e ‘Faulty Device
Replacement’), la notifica via email degli eventi direttamente dai
dispositivi, i web server interni ai dispositivi con data log integrato.
Queste caratteristiche avanzate offrono al cliente ancora più flessi-
MODICON M580: INNOVAZIONE E CONTROLLO CON IL PRIMO
PAC ‘ETHERNET INSIDE’
M
odicon M580 è un concentrato d’innovazione: il primo ePac che combina il
meglio delle tecnologie con la necessità
di raggiungere produttività ed efficienza sempre
più elevata nei processi industriali.
Nato dall’esperienza della gamma Modicon,
riprende le caratteristiche dimensionali ed ergonomiche del PLC/PAC Modicon M340 e, grazie ai
nuovi backplane con connessione Ethernet diretta
e nativa, permette l’utilizzo di nuove architetture
in completa conformità con gli standard Odva e
FDT/DTM. In termini di prestazioni le nuove CPU
della famiglia Modicon M580 nascono per essere apprezzate dal mercato. Dotate di processori
dual core di ultima generazione, permettono di ottenere
alte prestazioni per elaborazione dati e sincronismo sulle
comunicazioni Ethernet. La completa integrazione hardware e software con le famiglie di I/O Modicon X80 (M340) e
Modicon STB garantisce un ampio catalogo per la scelta
delle più adatte funzionalità, nonché assicura scalabilità
e coerenza della soluzione e delle architetture Ethernet.
Infine, le funzionalità di cyber security integrate e certificate
Modicon M580 è il primo PAC ‘Ethernet Inside’
secondo i più recenti standard garantiscono la massima
sicurezza dei dati e protezione da accessi indesiderati.
I PAC Modicon M580 sono completamente integrati all’interno del software Unity Pro in continuità con tutti gli altri
PAC/PLC presenti in offerta. Si potrà quindi riutilizzare l’ingegneria e le applicazioni sviluppate per altri Modicon PAC/
PLC, nonché beneficiare tutti i servizi e funzionalità aggiunte nelle nuove release software.
15
Fieldbus & Networks
bilità di scelta per individuare l’architettura
adatta, con il livello di funzionalità richieste
dai propri processi.
Strumenti di engineering
che velocizzano il workflow
PlantStruxure è particolarmente ricco di
strumenti di engineering flessibili, che velocizzano la configurazione del sistema di
controllo riducendo significativamente i
tempi e minimizzando il rischio di progetto.
Caratteristiche quali ‘single data entry’, librerie di oggetti ricche di funzionalità, collaborazione con software per la progettazione
dei processi di terze parti e la possibilità di
standardizzare e riutilizzare le best practice
d’ingegnerizzazione, permettono di ridurre
drasticamente i tempi di progettazione, installazione e commissioning del sistema.
Il graÀco rappresenta l’architettura complessiva di PlantStruxure
Per la progettazione, PlantStruxure adotta
un metodo di configurazione basato su oggetti e mette a disposi- specifiche per l’automazione dei processi. Si possono usare le librezione nelle librerie applicative una grande quantità di funzionalità rie nello stato in cui si trovano, oppure sfruttarne la natura perso-
STRUXUREWARE SCADA EXPERT VIJEO CITECT V 7.40
I
l software integrato per il controllo dei sistemi di automazione industriale StruxureWare Scada Expert Vijeo
Citect v 7.40 consente di valorizzare l’investimento in
sistemi Scada, garantendo maggiori efficienze sia per i
progettisti, sia per gli operatori addetti ai sistemi. Nel suo
più recente aggiornamento (la v 7.40) il software è stato
pienamente integrato nelle suite e applicazioni software di
StruxureWare, la piattaforma completa che consente alle
aziende di visualizzare, misurare, gestire l’efficienza e la
produttività in tutti i suoi sistemi. Offre strumenti chiave
per la gestione dell’attività di business, per il livello operativo e per il livello di gestione, garantendo che i vari team
abbiano sempre a disposizione le informazioni necessarie,
ovunque e in qualunque momento.
Uno screenshot del software integrato per il controllo dei sistemi
industriali StruxureWare Scada Expert Vijeo Citect v 7.40
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La nuova versione di Vijeo Citect è stata migliorata in molte
aree. I progettisti ora dispongono di una struttura gerarchica delle referenze basata su oggetti, che supportano
item sintattici per singoli componenti delle macchine o del
processo, sia nella grafica sia nello scripting. Prosegue così
la transizione da un sistema bidimensionale ‘tag based’
a un ambiente in cui gli elementi grafici sono collegati
ai componenti del database, aiutando a creare librerie di
oggetti più efficienti. L’interfaccia Equipment Editor, particolarmente intuitiva, rende più semplice configurare in
modo efficiente template e istanze gerarchiche; queste si
possono creare, cancellare, modificare, aggiornare in modo
centralizzato, riducendo la durata della fase di engineering
e i tempi di apprendimento dei team che progettano il
sistema. Allo stesso modo, gli operatori sui sistemi Scada
possono lavorare meglio: template più moderni e di più
semplice applicazione offrono loro un’esperienza di utilizzo
già familiare, in quanto simile a quella di molte altre applicazioni software di uso comune.
Una maggiore interoperabilità web based consente
infine di connettere Scada Expert Vijeo Citect v 7.40 a
EcoStruXure, per condividere in tempo reale i dati fra le
varie applicazioni software e i prodotti di Shneider Electric
e dei suoi partner. Fra le altre caratteristiche peculiari di
Scada Expert Vijeo Citect v7.40 si possono citare: la certificazione per Windows 8 e Server 2012, il supporto per
Office 2013 con add-in dbf, la compatibilità OFS 3.40 &
3.50, scale duali nel Process Analyst e nelle licenze software con supporto per gli ambienti virtualizzati.
PlantStruxure consente alle aziende del settore industriale e infrastrutture di soddisfare ogni
bisogno di automazione e gestire con efÀcienza l’energia
nalizzandole per aumentare i contenuti
e soddisfare standard specifici. Dopo la
creazione, gli oggetti definiti dall’utente
restano disponibili per il riutilizzo nella
medesima applicazione, oppure in applicazioni successive, riducendo i tempi
di sviluppo e i rischi di progetto. I tool
di engineering offrono la possibilità di
strutturare e organizzare l’applicazione
in base al diagramma funzionale dei
processi caratteristico dell’impianto.
Dispongono inoltre di un’interfaccia
aperta che permette di accedere e
scambiare dati con facilità con un gran
numero di sistemi per la progettazione
dei processi, con applicazioni di terze
parti e con team d’ingegnerizzazione
che si trovano altrove, eliminando la
necessità di configurare il sistema da
zero. Particolarmente utile, infine, è la
possibilità di replicare le funzionalità
dell’applicazione tramite una simula-
PLANTSTRUXURE PES
P
lantStruxure Process Expert System (PES)
integra le funzionalità dell’architettura
PlantStruxure con la piattaforma Software
StruxureWare Process Expert (PE), un unico
ambiente software che consente il controllo di
applicazioni, supervisione e dispositivi di campo
per configurare un intero sistema di controllo di
processo o infrastrutture. Pensato per le medie
e grandi aziende industriali, questo strumento
permette di soddisfare le esigenze di automazione, l’ottimizzazione delle operazioni di gestione
dell’impianto e dell’energia attraverso un’unica infrastruttura di comunicazione basata su
Ethernet. PlantStruxure PES riunisce il meglio
dei controllori di automazione programmabili
(PAC) e sistemi di controllo distribuito (DCS) per
formare un unico innovativo ambiente per gestire sia il sistema di automazione sia quello di processo, soddisfacendo le esigenze degli impianti
PlantStruxure PES crea un unico ambiente software per conÀgurare un intero
sistema di controllo di processo o infrastrutture
di produzione, integrando i crescenti bisogni
di gestione energetica e fornendo un costante
controllo in tempo reale in un’unica interfaccia operativa.
sono essere facilmente personalizzati per i singoli processi
StruxureWare PE, il componente software di PES, sfrutta
e utenti. PlantStruxure PES supporta una vasta gamma di
un unico database per consentire agli utenti di interfaccontrollori che sono modulari, scalabili e ridondanti con la
ciarsi direttamente con un elemento del processo, come
possibilità di aggiungere o rimuovere hardware online. I
un motore, in modo univoco e a tutte le sue caratteristiche
controllori supportano una gamma completa di moduli di
(allarmi, diagnostica, help in linea ecc.) anche durante le
ingresso e uscita, comunicazione e moduli bus di campo,
operazioni di esecuzione con un solo clic. Il software percontrollo di regolazione, così come collegamenti a disposimette l’utilizzo di librerie di oggetti di processo, che postivi intelligenti e strumentazione.
17
Fieldbus & Networks
zione in ambiente PC. Ciò consente di rilevare eventuali errori nella
programmazione dellìapplicazione, riducendo i tempi di testing e
commissioning.
Proteggere le persone, gli impianti
e i processi
Alla base di PlantStruxure vi è un’attenzione specifica alla sicurezza,
intesa come protezione del personale e dell’ambiente, garanzia di
processi sicuri ed efficaci, rispetto delle best practice e norme definite nello standard IEC 61511. Le soluzioni adottate permettono di
equilibrare tutte queste esigenze e di proteggere gli investimenti.
Il sistema SIS (Safety Instrumented System) è un’estensione diretta
dell’offerta standard per l’automazione dei processi che semplifica
la progettazione delle applicazioni di sicurezza. Tutto è integrato
in un’unica piattaforma; architettura hardware, reti di comunicazione e ambiente di configurazione sono identici a quelli che già
si utilizzano, così da ridurre le necessità di formazione e da semplificare, grazie agli elementi in comune con il controllo dei processi, la manutenzione e l’integrazione omogenea del sistema di
controllo nell’ambiente operativo. Il tutto si basa su reti standard e
sistemi di software aperti. Il sistema è certificato TÜV per l’uso in
applicazioni SIL2 o SIL3 e rispetta i requisiti di sicurezza funzionale
IEC 61508/61511. Un’importante caratteristica del sistema SIS è
la disponibilità della funzionalità Hot Swap. È infatti disponibile
l’Hot Swap di moduli di comunicazione di I/O, CPU e alimentatori,
riducendo i costi di gestione e manutenzione del sistema. Con la
configurazione ‘hot-standby 1oo2 hot repair’, il controllo dei processi continua a operare anche quando SIS rileva un guasto. Grazie all’opzione della completa ridondanza è poi possibile riparare
qualsiasi guasto senza interrompere il sistema di sicurezza; ciò permette di evitare reciproche interferenze e garantisce che il sistema
venga portato in condizioni sicure soltanto quando viene rilevata
STRUXUREWARE PLANT OPERATION AMPLA
L
a soluzione MES per l’industria manifatturiera e di
processo Struxureware Plant Operation Ampla è
composta da un insieme di strumenti che consentono una rappresentazione efficace del consumo di energia
elettrica e di tutte le Wages nell’ambiente produttivo, correlandole ai dati provenienti dai report di produzione, permettendo così l’aumento della produttività operativa e allo
stesso tempo la riduzione dei consumi.
Struxureware Plant Operation Ampla è disponibile
in due configurazioni, che possono anche essere utilizzate insieme: Ampla Express Insights e Ampla Express
OEE+E (Overall Equipment Efficiency + Energy). La prima fornisce agli utenti una rappresentazione del consumo di energia elettrica centralizzando i dati sotto forma
di cruscotti(dashboard). Applicando il costo del kWh ai
processi di produzione, il prodotto fornisce un quadro
complessivo e filtrato dei costi per ogni fase della lavorazione, dall’ingresso delle materie prime, al prodotto finito,
passando per gli scarti, i fermo impianto e le emissioni di
CO2, in quanto al suo interno sono presenti i KPI relativi al
consumo relativo delle tipiche grandezze chiamate Wages
(Water, air, gas, electricity, steam). Ampla Express OEE+E,
invece, unisce OEE, metrica su scala industriale che può
contribuire all’ottimizzazione dei processi produttivi, con
una componente energetica (E), con lo scopo di massimizzare l’efficacia degli asset lavorativi. L’obiettivo è permettere agli utilizzatori di ottimizzare i processi produttivi e
stabilizzare il consumo dell’energia.
Le caratteristiche di Struxureware Plant Operation Ampla
permettono all’utilizzatore di identificare le anomalie in
base a dei modelli di consumo, determinare le inefficienze,
fare benchmarking sulle performance di energia e avere un
facile accesso ai dati energetici, il tutto tramite un’interfaccia semplice e intuitiva, di facile apprendimento da parte
sia del management sia degli operatori.
Struxureware Plant Operation Ampla è una soluzione scala-
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Il cruscotto operativo generale di Struxureware Plant Operation Ampla
bile, che può essere introdotta gradualmente, per esempio
in una prima fase per una singola area dello stabilimento,
per poi estenderla ad altre zone dello stabilimento stesso
senza dover stravolgere quanto già fatto in precedenza.
Un altro aspetto importante della soluzione è la semplicità d’integrazione con l’automazione esistente: non sono
richiesti particolari tempi di fermo impianto, in quanto la
configurazione è eseguita ‘out-the-box’, senza la necessità
di inserire script o impostazioni particolari che necessitino
di un riavvio del sistema.
Infine, Struxureware Plant Operation Ampla Express è stata
pensata in modo particolare per il settore alimentare, una
tra le industrie che richiede maggiore consumo di energia
elettrica, utilizzando numerosi macchinari energivori quali
gruppi frigo, motori, pompe e stazioni di riscaldamento, ma
i suoi vantaggi sono significativi per tutti i settori.
una situazione di pericolo. La scelta di fornire un’offerta di sicurezza
integrata e condivisa è anche una garanzia di protezione maggiore
degli investimenti: permette di sfruttare il know-how già acquisito
nello sviluppo e semplifica l’integrazione delle funzioni di sicurezza
nelle installazioni pre-esistenti. Di fatto, il sistema SIS migliora il
ritorno dell’investimento negli asset di produzione, mantenendo la
disponibilità dell’impianto e ottimizzando i costi senza compromettere la sicurezza.
Per le sue caratteristiche, inoltre, il sistema MES integrato in
PlantStruxure è in grado di evolvere e adattarsi all’evoluzione dei
requisiti dei sistemi IT che sono impiegati nelle aziende. L’architettura del sistema è stata realizzata per essere sostenibile e potente
in termine di funzionalità e servizi web; supporta inoltre l’integrazione con tutti i principali sistemi ERP.
Dare la giusta priorità a ogni scelta su
processi e operatività
Affidarsi a Schneider Electric significa poter contare su team di
project management e project engineering dedicati per la gestione
dei progetti di automazione e dell’energia, nonché su un supporto
costante dall’idea alla realizzazione e oltre, per tutto il ciclo di vita
dei sistemi.
In partenza, è possibile usufruire di servizi di consulenza e auditing
per stabilire la situazione corrente , definire in fase pre-progettuale
le soluzioni più adeguate a requisiti e vincoli di budget e comprendere come integrare al meglio i processi nel business. Per garantire un know-how specializzato sui processi Schneider Electric può
mettere a disposizione una rete mondiale di partner, che include
tutti i principali EPC, OEM e system integrator (progetto ‘Alliance’).
Questo approccio collaborativo consente al cliente di accedere alla
combinazione migliore di competenze e fornitori per implementare
soluzioni potenti e complete e godere di un’assistenza efficace per
assicurare continuità operativa e la possibilità di fare evolvere nel
tempo i propri sistemi per adeguarsi a nuove esigenze. Sono previsti
anche servizi di training dedicati e numerose modalità di contratti
di manutenzione e assistenza (‘Service’) flessibili e personalizzati.
Nell’offerta PlantStruxure è presente uno strumento essenziale per
accrescere la competitività e ottenere migliori risultati attraverso
l’efficienza operativa e la riduzione dei consumi energetici: un sistema MES che offre accesso in tempo reale a tutte le informazioni
operative e di produzione. Questo è composto da una suite di software potente e dinamica che permette di controllare e rivedere
passo passo i processi, esaminando in modo specifico costi, efficienze, qualità della produzione, eventuali sprechi. Tutte le decisioni
possono essere prese su dati di produzioni attuali e affidabili, raccolti sul campo e gestiti in modo integrato, connettendoli anche con
i sistemi non dedicati alla produzione, ma essenziali per il business.
Il sistema MES raccoglie i dati rilevanti e li presenta sotto forma di
informazioni in tempo reale con un’interfaccia che ne consente la
facile interpretazione: si possono ottenere analisi, fare data mining,
lanciare interrogazioni, produrre reportistica. Permette così di rilevare eventuali colli di bottiglia, di analizzare in dettaglio le cause
delle interruzioni nella produzione, di calcolare gli indicatori KPI e di
ottenere dati accurati sugli input e output di produzione. I costi reali
della produzione vengono tracciati e il workflow viene analizzato.
Un affiancamento costante in tutto il ciclo
di vita dei sistemi
Schneider Electric - www.schneider-electric.it
STRUXUREWARE PLANT OPERATION VIJEO HISTORIAN 4.50
V
ijeo Historian 4.50 consente la gestione in tempo
reale degli impianti, offrendo al personale operativo
e al personale IT uno strumento potente e onnicomprensivo di reporting, in grado di raccogliere e fornire dati
organizzati in modo significativo, attingendo a numerosi e
diversi sistemi. Le informazioni così ottenute permettono
agli utenti di prendere decisioni più efficaci, ottimizzando la
performance operativa.
Con Vijeo Historian si realizzano analisi ad hoc dei dati di
processo relativi all’impianto e si possono realizzare report
di ogni tipo, con slide e grafici semplici da sviluppare
grazie all’integrazione con Historian Enquire for Microsoft
Excel, un’applicazione che sfrutta tutta la potenza di Excel
per analisi dei dati e creazione di cruscotti operativi.
La nuova versione di Historian Enquire ora consente anche
l’analisi di Alarm Data e Tag Item; si ottiene così un’integrazione fluida e completa tra Vijeo Historian e il software
StruxureWare Scada Expert Vijeo Citect.
In questo modo, le procedure di installazione e configurazione sono semplificate: si possono duplicare e sincronizzare dati gerarchici configurati in Scada Expert Vijeo Citect;
si riducono la necessità di manutenzione, gli errori di trasposizione e il tempo necessario per risolvere i problemi, in
quanto entrambi i software supportano il flusso informativo di tipo ‘single version of truth’.
19
Fieldbus & Networks
di Ilaria De Poli
N
ato nel 1994 Consorzio PNI - Profibus
Network Italia, facente parte dell’organizzazione Profibus & Profinet International (PI), festeggia quest’anno
i 20 anni di attività: un traguardo
importante per l’associazione, che fin dall’inizio ha
manifestato un impegno costante nella promozione
e diffusione delle tecnologie Profibus e Profinet. In
particolare, il Consorzio unisce l’esperienza, la forza
e la competenza dei propri collaboratori per continuare a offrire a ingegneri e installatori tecnologie
innovative, in grado di ottimizzare le linee di lavorazione delle aziende. Oggi il Consorzio raggruppa
circa 50 aziende, che utilizzano e promuovono gli
standard di comunicazione Profibus e Profinet
adatti a un’ampia gamma di applicazioni per l’automazione manifatturiera, di processo e ibrida e in
grado di abbattere le barriere di comunicazione e
interoperabilità tra apparecchiature di produttori
diversi. In occasione della mostra convegno MC4
- Motion Control for che si è tenuta a Bologna
Fieldbus&Networks ha colto l’occasione per porre
alcune domande al presidente del Consorzio, Antonio Augelli (la videointervista è disponibile al link
http://mc4.mostreconvegno.it/video).
VENT’ANNI AL SERVIZIO
DELLA TECNOLOGIA
IL 2014 SEGNA PER CONSORZIO PNI I VENT’ANNI DI
ATTIVITÀ: DOVE È ARRIVATA LA TECNOLOGIA, DOVE
STA ANDANDO E QUALI PROGETTI CI ATTENDONO?
CE LO SPIEGA IL PRESIDENTE, ANTONIO AUGELLI
FN: Uno sguardo al futuro: qual è il trend?
A. Augelli: Al di là della crescita dei protocolli
da un punto di vista tecnico notiamo come un
numero crescente di aziende dimostri interesse
Fieldbus&Networks: Compiere vent’anni è
per Profibus e Profinet. PI conta oggi 28 associaun’ottima occasione per guardarsi indietro e ‘tirare
zioni nazionali (l’ultimo arrivato è il Cile) e ben
le fila’... Come è nato e cosa è diventato oggi Con51 centri di competenza (abbiamo un nuovo Picc
sorzio PNI?
in Polonia). Dunque l’associazione è in continua
Antonio Augelli: Il Consorzio è nato appunto nel
crescita e noi come Consorzio PNI siamo molto
1994 con lo scopo di unire le aziende che facevano
fieri di rappresentarla in Italia.
uso delle tecnologie Profibus e Profinet e aiutare la
Abbiamo ricevuto da sempre un grande supporto
promozione e diffusione della conoscenza di questi
da PI e questo ci ha permesso e ci consente tutdue protocolli come standard di riferimento per la Antonio Augelli, presidente di
tora di usare la nostra partecipazione per otticomunicazione industriale. I soci fondatori furono Consorzio PNI - ProÀbus Network Italia
mizzare i benefici per gli associati. Passando ai
una decina, poi, grazie allo spirito di gruppo e a una
numeri, a fine 2012 si contavano circa 43 milioni
filosofia orientata alla crescita e all’innovazione, il Consorzio si è evoluto di nodi Profibus installati e 5,8 milioni di nodi Profinet, protocollo introfino ad arrivare oggi a comprendere circa 50 aziende. Con la celebra- dotto successivamente.
zione di questi 20 anni vogliamo aprire un nuovo capitolo: prima di tutto
il Consorzio cambierà nome diventando ‘Consorzio Profibus & Profinet FN: Quali sono gli ultimi sviluppi tecnologici?
Italia’; la ragione del cambiamento nasce dalla necessità di fare riferi- A. Augelli: Profibus e Profinet sono due tecnologie ormai stabili e conmento esplicitamente a entrambe le tecnologie promosse. L’impegno solidate; in ogni caso, l’innovazione costituisce da sempre un aspetto
nei confronti degli associati è, e sarà, comunque quello di garantire loro cruciale nella strategia di PI. Gli sviluppi più recenti riguardano il profilo
tutti i benefici derivanti dall’appartenenza alla più diffusa organizzazione Profidrive, che attualmente integra sia Profisafe per la sicurezza funziointernazionale di cui fanno parte, con interessi comuni, esperti, vendor, nale, sia Profienergy per l’energy saving. Basato su Profinet, è in grado
sviluppatori, system integrator e utenti finali.
di fornire la migliore soluzione possibile alle moderne esigenze di au20
tomazione. Per una semplice implementazione
di tale profilo è possibile fare riferimento a
‘Community Project’ (www.industrialnetworx.
com/profidrive-profile), che da un lato mette a
disposizione i codici sorgente di Profidrive, free
of charge, dall’altro fornisce il supporto necessario per un’agevole integrazione del profilo.
Dal punto di vista dei contributi di PI ai processi
di standardizzazione internazionali, poi, è certamente rilevante il traguardo raggiunto in ambito
IEC dal gruppo ‘FDI Cooperation’, di cui PI è un
membro fondatore, con la pubblicazione delle
prime specifiche pubbliche FDI (Field Device
Integration). È uno strumento unico per l’integrazione di dispositivi utilizzati nell’industria di
processo, finalmente indipendente sia dal tipo
di comunicazione, sia dai costruttori di dispositivi. Entrando più
nello specifico,
Profidrive è una
soluzione facile e
flessibile, adatta
per le applicazioni del mondo
del motion e dei
drive. Quale interfaccia vendorindipendent per
i driver, risulta
anche facilmente
scalabile su diverse applica- Lo stand di Consorzio PNI alla scorsa edizione di
zioni grazie ai sei SPS IPC Drives Italia
profili che sono
stati definiti. Oltre agli innegabili vantaggi che derivano dall’adozione di
questo profilo, le ultime innovazioni nel mondo Profinet hanno permesso
di aggiungere nuove funzionalità, principalmente legate al risparmio
energetico, con Profienergy, e alla sicurezza funzionale, con Profisafe,
due profili che permettono di garantire oltre alle prestazioni anche funzionalità di sicurezza e di risparmio energetico.
FN: Quali appuntamenti avete in serbo per il prossimo futuro?
A. Augelli: Il ‘Profibus & Profinet Day’ dello scorso 16 aprile, tenutosi a
Piacenza, è stata l’occasione giusta per festeggiare il compleanno del Consorzio: abbiamo invitato i nostri ospiti a compiere un ‘viaggio nel tempo’
tra storia e innovazione. In tale contesto, i nostri esperti hanno affrontato
temi quali eccellenza operativa, efficienza energetica e sicurezza, mentre
altri ospiti illustri hanno presentato applicazioni di successo realizzate con
Profibus e Profinet. Come di consueto, la giornata era rivolta a tecnici, ingegneri, system integrator e, ‘appassionati’, per approfondire le tematiche
e condividere le innovazioni relative alle due tecnologie. L’appuntamento
autunnale, in programma a Roma il 15 ottobre, vedrà anch’esso la presenza di ospiti di rilevanza nazionale e internazionale, che si alterneranno
per approfondire i temi e le innovazioni delle tecnologie promosse da
Consorzio PNI, con applicazioni in campo sia manifatturiero che di processo. A SPS IPC Drives Italia, poi, Consorzio PNI esibirà presso la propria
area espositiva un mega video wall, che proietterà per tutta la durata
della fiera dei video tutorial sulle tecnologie, filmati relativi alle soluzioni
tecnologiche Profibus e Profinet proposte dagli associati, contenenti informazioni sulle applicazioni e le novità di prodotto. Ai video si alterneranno gli interventi di esperti di comunicazione industriale appartenenti
al mondo accademico, che da anni affiancano il Consorzio, come Micaela
Caserza Magro dell’Università di Genova e Paolo Ferrari dell’Università
di Brescia. Gli interventi saranno sia didattici sia informativi. Immancabile poi sarà la
presenza dei
consorziati, fra
i quali Camozzi,
Cavitec, Csmt,
Fenway, GE, Gfcc,
Laumas, Lika,
Phoenix Contact, Siemens,
che esporranno
i propri prodotti.
Coloro che visiteranno l’area
potranno quindi
Consorzio PNI ha presenziato all’evento
4
trovare tutte le
MC - Motion Control for 2014
informazioni di
loro interesse, nonché approfondire i temi legati alle tecnologie e alle
proposte commerciali e formative delle aziende.
FN: Consorzio PNI svolge tradizionalmente un’intensa attività anche per
quanto riguarda la formazione…
A. Augelli: Certamente. Grazie all’attività dei due Centri di Competenza,
Genoa Fieldbus Compence Centre in collaborazione con l’Università di
Genova e Csmt Gestione Scarl in sinergia con l’Università di Brescia,
offriamo sempre al pubblico la possibilità di accrescere e aggiornare
le proprie conoscenze specifiche del mondo della comunicazione industriale e dell’utilizzo dei bus di campo per l’automazione di fabbrica
e di processo. Entrambe le strutture erogano corsi, tenuti da docenti
e ricercatori universitari accreditati presso l’organizzazione Profibus &
Profinet International, destinati a fornire una formazione certificata sui
protocolli, per imparare a sfruttare al meglio le potenzialità delle due
soluzioni. Sono previsti corsi didattici differenziati per potersi orientare
al meglio nell’utilizzo di una tecnica dai vari aspetti o ‘profili’: Profibus DP
per la periferia decentrata, Profibus PA per la tecnica di processo, Profidrive per la tecnica d’azionamento, Profisafe per la tecnica di sicurezza e
Profienergy per il risparmio energetico. I corsi sono aperti a tutti, previa
registrazione e in base alla disponibilità di posti. Occasioni d’incontro e
proposte formative sono indicate sul nostro sito.
Consorzio PNI - www.profi-bus.it
21
Fieldbus & Networks
UNA STRATEGIA PER
I ‘GRANDI NUMERI’
di Ilaria De Poli
S
AVNET MEMEC RILANCIA IL TEMA DELL’INTERNET
OF THINGS PONENDOLO AL CENTRO DELLE
PROPRIE STRATEGIE DI SVILUPPO E PREPARANDOSI
A COGLIERE LE OCCASIONI DI UN MERCATO DAI
‘GRANDI NUMERI’
pesso identificato con il termine machine-to-machine (m2m), l’Internet of
Things è in realtà un intero ecosistema
di applicazioni e servizi remoti basati
su sensori, attuatori e controlli connessi su rete IP, un universo che apre opportunità davvero strabilianti: “Le ultime stime suggeriscono che entro il 2020 il 39% dei 23 miliardi di apparati connessi
al web sarà rappresentato da soluzioni IoT, superando di gran lunga il
numero dei dispositivi e telefoni mobili” ha affermato John Jones, european technical marketing manager di Avnet Memec, divisione di Avnet,
in occasione di un incontro stampa recentemente tenutosi a Milano.
“Considerando che nel 2013 la percentuale di dispositivi IoT era solo
fa, e oggi, grazie anche a partner esperti, rappresenta un player fra i più
qualificati e competenti.
Oltre infatti all’offerta di prodotti e soluzioni, l’azienda pone estrema
attenzione alle tecnologie di base e ai contesti applicativi del concetto
IoT, anche in un’ottica di tecnologia chiave per lo sviluppo delle smart
city del futuro, dove si compirà l’integrazione tra reti di distribuzione
energetica e soluzioni dedicate a mobilità, edifici e servizi pubblici intelligenti.
Un momento della conferenza stampa che si è tenuta a Milano, presso la ‘Casa dell’Energia’ di AEM
l’1% del totale dei sistemi elettronici connessi in rete, siamo alle porte
di una rivoluzione di portata superiore a quella che si è verificata con
l’avvento degli apparati mobili”. Nell’ambito di questa crescita esplosiva, i settori industriale e consumer giocheranno ruoli da protagonisti,
garantendo alle applicazioni IoT la base per uno sviluppo ancora più
solido e pervasivo. Tra i driver che favoriranno la diffusione dei sistemi
IoT gli analisti hanno individuato la disponibilità di tecnologie a basso
consumo, la riduzione di ingombri e costi dei componenti e la facilità
di implementazione di nuovi progetti. A tal proposito, è importante che
produttori e progettisti possano cogliere tutte le nuove opportunità offerte da questo business, affidandosi a fornitori partner dotati di competenze e soluzioni specialistiche. Avnet Memec è stata fra le prime
società di distribuzione a impegnarsi in questo settore, oltre cinque anni
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L’IoT in casa nostra
“In questo contesto diventerà via via fondamentale attuare strategie di
risparmio energetico, che consentano da un lato una gestione più oculata delle risorse disponibili, dall’altro una significativa riduzione degli
sprechi” ha precisato Raffaele Giglio, country director Italy & Greece.
“Si tratta dunque di implementare, fin d’ora, soluzioni in grado, per
esempio, di migliorare l’efficienza delle reti di distribuzione dell’energia
pubbliche e ottimizzare la gestione della stessa a livello privato”. In
questo ambito, Avnet Memec ha già contribuito alla realizzazione di
soluzioni efficaci anche in Italia: “Verrà implementata a breve per una
utility attiva in provincia di Taranto una soluzione messa a punto dal
nostro partner Alosys (www.alosys.it), piccola realtà romana specializzata in sviluppo e commercializzazione di sistemi di controllo remoto
(hardware e software), che consente un controllo puntuale e la gestione denti dall’operatore telefonico, sulle quali sia possibile scaricare anche
in remoto del sistema d’illuminazione pubblico” ha esemplificato Gi- 10-20 profili di operatori diversi attivi nei vari Paesi, tagliando i costi
glio. “In certe aree, per esempio quelle industriali, dove si trova un’alta legati all’uso della rete in roaming”. ‘Least but not last’, altra importante
concentrazione di siti produttivi, variando il grado di illuminazione in questione è legata alla sicurezza. Questione destinata a diventare via
rapporto a eventuali periodi di vacanza, quando si prevede un’affluenza via più scottante man mano che le soluzioni IoT si faranno più pervasive.
scarsa o nulla a quell’area da parte delle persone, è possibile ottenere Si parla, per esempio, di ‘wearable’, di sensori posti nei sistemi di rilerisparmi significativi. Il tutto è reso possibile dall’installazione di smart vamento fumo o negli spazzolini elettrici, capaci di raccogliere dati ‘senserver sui pali della luce, in grado di permettere la comunicazione con sibili’, come quelli sulla salute ‘dentale’ della persona… E si pensi a
un applicativo in cloud tramite wired line o via wireless attraverso una quali danni potrebbe fare un hacker che controllasse tutte le telecamere
rete locale short range ISM. In tal modo, i tecnici della municipalizzata in una città: “Sappiamo quanto sia importante evitare che i dispositivi
sono in grado non solo di modificare il livello di luminosità dei lampioni, in rete possano venire attaccati e controllati da ‘pirati’ che vogliono
ma anche di fare manutenzione al momento giusto, poiché ricevono i rubare dati, indirizzi IP o altro o anche da semplici ‘burloni’ alla ricerca
dati da ogni specifico palo, evitando eventuali interruzioni di servizio e della gloria…” ha osservato Frémont. “Per questo stiamo lavorando a
migliorando la customer satisfacsoluzioni di sicurezza ancora più
tion”. È solo una delle innumereefficaci, che intendiamo presenvoli applicazioni che popoleranno
tare in occasione dei prossimi
le smart city del futuro.
Tech Days in autunno”.
Un altro esempio concerne il
La proposta
mondo dell’industria: “Abbiamo
‘strategica’ di Avnet
messo a punto una soluzione baCome abbiamo visto, le applisata su cloud per la gestione di
cazioni realizzabili grazie all’IoT
pompe di calore in grado di bilansono innumerevoli, ma l’elabociare i carichi ed evitare i picchi:
razione di un progetto IoT è un
potrebbe essere un servizio che
processo complesso, che coinsia l’operatore di rete sia la utility
volge professionalità differenti
possono offrire ai propri clienti
e richiede dunque l’appoggio
permettendo loro di risparmiare
di partner capaci di offrire l’acsulla bolletta” ha illustrato Gicesso a una vasta gamma di opglio. Da tutto questo ben si comzioni tecnologiche e know-how.
prende come l’Italia rappresenti Philippe Frémont, regional
Raffaele Giglio, country director
Italy & Greece
Avnet Memec ha maturato una
un terreno di sicuro interesse per vice president South Europe di
Avnet
Memec
grande esperienza in materia,
Avnet Memec: “Il nostro partner
testimoniata dai tanti rapporti di
Sigfox (www.sigfox.com/fr), che
ha già realizzato diverse infracollaborazione con società all’astrutture di rete locali in città
vanguardia nelle rispettive aree
europee come Parigi e Londra,
di competenza. L’impegno della
completerà per il 2015 la rete di
società è quindi proporsi non più
Milano utilizzando la propria teccome fornitore di soluzioni, bensì
nologia UNB (Ultra Narrow Band)
come azienda in grado di rendere
su frequenza ISM 868 MHz.
disponibile l’IoT ai propri clienti,
Questa tecnologia low power, a
selezionando non solo produttori
basso consumo di energia, rende
di chip, ma più in generale partpossibile l’impiego di dispositivi
ner in grado di fornire software,
wireless a batteria per soluzioni
prodotti e servizi per network priIoT eliminando i problemi legati
vati e pubblici.
alla durata dell’alimentazione nel
Avnet Memec offre attualmente
tempo (5-10 anni sono garantiti) L’universo IoT secondo Avnet Memec
una base integrata di tecnologie
e alla loro conseguente manue di risorse che include hardware,
tenzione” ha proseguito Giglio. Si aggira così uno degli ostacoli che software e servizi: all’insegna di una strategia di prodotto ideata per
ancora rallentano lo sviluppo di soluzioni IoT, quello appunto legato raccogliere le sfide imposte dalle applicazioni IoT e per indirizzare i più
all’alimentazione dei moduli wireless. “È al momento un sistema prefe- stringenti requisiti di consumo, ingombro, interoperabilità e sicurezza.
ribile rispetto all’alternativa dell’energy harvesting, il cui processo di svi- Nello specifico, per quanto riguarda l’hardware, può contare su una
luppo tecnologico rimane ancora lungo” ha spiegato Philippe Frémont, line-card che comprende alcuni dei principali fornitori di chip e moduli,
regional vice president South Europe della multinazionale e ‘pioniere’ in proponendo una piattaforma di soluzioni native ottimizzate per i sistemi
azienda della strategia IoT. “Un’altra questione ancora aperta concerne IoT. Avnet vanta inoltre una gamma completa di opzioni tecnologiche
il roaming: per offrire soluzioni IoT su scala internazionale i fornitori di e infrastrutturali consolidate grazie a stretti rapporti di collaborazione
tecnologia devono poter contenere i costi legati alle connessioni di rete. con società di sviluppo e comunicazione globali. L’intento è di ‘portare’
L’ideale sarebbe poter unire le reti locali e creare un’unica infrastruttura le soluzioni per l’IoT ai clienti con un approccio di completo ecosistema,
pubblica estesa per applicazioni industriali e di servizio, che offra una non solo con dispositivi a semiconduttore di singola funzione.
copertura globale tramite un unico operatore virtuale a costi flat. A ogni
Avnet Memec - www.avnet-memec.eu
modo, i fornitori di SIM si stanno muovendo per offrire schede indipenMAGGIO 2014 FIELDBUS & NETWORKS
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Fieldbus & Networks
La sede di Gruppo System
a Fiorano Modenese
ALL’AVANGUARDIA,
A PARTIRE
DAL ‘CUORE’
S
i deve a Franco Stefani, suo ‘visionario’ UN KNOW-HOW TUTTO INTERNO E LA CAPACITÀ
fondatore, la nascita nel 1970 di Gruppo
DI ‘RINNOVARSI DENTRO’: COSÌ GRUPPO SYSTEM
System, oggi in grado di progettare
automazione per l’industria ceramica SI MANTIENE ALL’AVANGUARDIA PUNTANDO SU
e operare al contempo in settori quali RICERCA E CREATIVITÀ
packaging, logistica, intralogistica, elettronica, grazie anche e soprattutto a un continuo investimento di Antonella Cattaneo
in innovazione e ricerca, puntando su una fantasia
‘tutta italiana’. “System ha in sé diverse unità di business” raccontano una precisione unica anche per le grafiche più complesse: “Su questa
Alessandro Benassi, division manager di System Electronics, e Mario Ca- macchina, che abbiamo chiamato Creadigit, è stato integrato Ethercat
sali, software engineering manager. “La prima è System Ceramics, che per le fasi virtuali, poiché la precisione doveva essere elevatissima. Si
produce tecnologie per decorazione, stoccaggio, scelta, confezionamento, pensi che è dotata di varie barre di stampa, una per colore, fino a otto
pallettizzazione e movimentazione all’interno delle industrie ceramiche; colori, che possono stare fino a 1 metro di distanza. I vari colori vengono
quindi viene System Logistics, che progetta e produce macchine e im- ‘stesi’ in tempi diversi e i disegni devono poi combaciare esattamente”.
pianti completi per la gestione del flusso logistico; System Electronics in- Per tenere il passo con questa innovazione in termini di velocità è stato
vece realizza controllori industriali, PC industriali, moduli I/O e telecamere realizzato il sistema Multigecko, in grado di smistare e impilare piastrelle
per applicazioni di supervisione e raccolta dati di produzione e, soprat- di diverso formato: “Questa macchina è in grado di trattare qualunque
tutto, di automazione e controllo di processi industriali. System Lamina tipo di lastra ceramica sia necessario impilare, di qualunque dimensione.
realizza macchine per produrre lastre ceramiche e infine System Packag- A valle di questo processo poi vi è la 4Phases, un sistema in grado di
ing soluzioni customizzate per il confezionamento, la manipolazione e il confezionare le pile di piastrelle provenienti dal sistema Multigecko”
picking” illustrano i due manager. “L’azienda sta andando molto bene, spiegano Benassi e Casali. Si tratta di una linea interamente ‘green’, in
l’investimento annuo in ricerca e sviluppo è pari al 5% del fatturato, il giro quanto non fa sfrido: il foglio di cartone piano viene tagliato, piegato,
d’affari è passato dai 285 milioni di euro del 2012 ai circa 320 milioni di stampato con il logo dell’azienda o di più aziende, e le pile di piastrelle
vengono impacchettate a seconda dei formati e delle quantità desiderate.
euro del 2013, e la previsione è di un ulteriore incremento”.
In questo modo, si elimina anche il magazzino dei cartoni, personalizzati
Più precisione con Ethercat
per azienda e per dimensione, abbattendo i costi di stoccaggio connessi. È
Presente in 26 paesi al mondo con 1.400 dipendenti, il Gruppo deve il stato infine rinnovato il pallettizzatore, in quanto “ciò che sta a valle deve
suo successo anche ad alcuni prodotti ‘indovinati’, attualmente molto ri- essere adeguato a ciò che sta a monte. Così è nato Griffon, in grado di
chiesti dal mercato core business, quello ceramico. Stiamo parlando, per ottimizzare la pallettizzazione a favore dello spazio, occupando al meglio
esempio, di una macchina per la stampa digitale con altissima risoluzione il pallet con pacchi orizzontali e verticali”.
(400 dpi), in pratica fotografica, che raggiunge velocità fino 40 m/min, con Ma non è tutto: nell’ottica di ‘esportare’ ad altri mercati quanto viene
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SOLUZIONI IN DETTAGLIO
Da sinistra: Alessandro Benassi, division manager, e Mario Casali,
software engineering manager, di System Electronics
Le unità 708 Boxed sono controllori industriali in grado di
comunicare in Ethernet, Ethercat, Canopen, seriale RS485
e 422: un unico modulo con 5/6 bus per risolvere tutti i
problemi di comunicazione, oltre a poter essere utilizzato
come controllore o slave di altre reti. Sono anche aumentate le dimensioni dei PC industriali Copilot di System,
21,5”, 15” e 10,4”, ed è stato realizzato un 16:9, Full HD,
che si sposa con le nuove esigenze di multimedialità. Si è
passati alla tecnologia capacitiva retro proiettata, implementando tutte le funzionalità moderne di gesture, come
lo zoom con risoluzione da 2
mm, rotazione, touchscreen.
Come tutto il resto della famiglia il prodotto è stagno, IP65,
antiurto e presenta range
esteso di temperatura operativa, fino a 60 °C. È stand alone, nel monitor è incluso tutto per cui non occorrono altre
unità: si può appendere dove
si vuole o utilizzare a quadro.
Per la serie 10,4” e 15” l’aspetto esteriore è sempre
lo stesso, ma le innovazioni sono molte: utilizzo della
retroilluminazione a LED per
il display, nuove CPU AMD
con processore G-Series, da
2 a 4 core, scheda grafica
integrata e dissipazione di
soli 25 W, tale da consentire
alte prestazioni anche in zone
con climi molto caldi.
La scelta di adottare Ethercat è stato essenzialmente determinata
dalla necessità di aumentare le prestazioni delle macchine
studiato per la ceramica, System ha realizzato Freebox, un sistema che
costruisce scatole su misura direttamente in macchina. Tutto questo è
possibile anche per il fatto che il know-how è tutto interno. “In System
progettiamo e produciamo tutto internamente” proseguono Benassi e Casali. “È parte integrante della filosofia aziendale avere il know-how completo del processo produttivo: stiamo riportando all’interno anche alcune
produzioni meccaniche, tanto che sono stati costruiti due nuovi capannoni
che sono stati allestiti con saldatrici, piegatrici, lamiere automatiche ecc.,
tutto ciò che serve per realizzare e verniciare i nostri prodotti. Così stiamo
pensando al futuro”.
I vantaggi di un know-how interno
Oltre alla progettazione e realizzazione meccanica degli impianti System,
tutta l’elettronica utilizzata per i prodotti delle varie business unit viene
progettata e prodotta internamente da System Electronics: “Abbiamo
rinnovato la famiglia dei controllori cambiando processore, scegliendo
una piattaforma più performante, e questo ci ha permesso di adottare
Ethercat, in affiancamento al nostro storico Canopen. In questo modo possiamo costruire architetture miste o preferire l’uno o l’altro protocollo bus
a seconda dell’offerta, in base ai costi, alle perfomance e alle esigenze
del cliente. E secondo le nostre esigenze interne, perché siamo noi i primi
clienti di noi stessi; lavoriamo a stretto contatto con le nostre business
unit e ne assecondiamo le esigenze” rivelano ancora Benassi e Casali.
Secondo loro l’avvicinamento a Ethercat è stato dettato essenzialmente
dalla necessità di aumentare le prestazioni e in particolare dalla capacità
di questo protocollo di generare dei riferimenti temporali con una precisione di 100 ns in qualunque punto della rete: “Noi abbiamo macchine
con 40 motori che, se non vengono coordinati, o lavorano piano o vanno
in collisione”.
Avendo rinnovato le varie piattaforme in uso, è stata anche aggiornata
la famiglia dei controllori industriali: “Siamo passati da una piattaforma
EX 186 da 120 MHz a una ARM A8 da 500 MHz, molto più attuale, cambiando il suffisso dei prodotti da EX ad A8. Coesisteranno comunque
entrambe le famiglie, in quanto uno dei nostri punti di forza è proprio assicurare ai clienti la fornitura di tutti i ricambi dei nostri prodotti. Possiamo
‘permettercelo’ perché realizziamo tutto internamente. In questo specifico
caso, poi, avendo cambiato solo il core, l’aspetto esterno della macchina
o del quadro cablato non è cambiato assolutamente: stesso bus di comunicazione, stessi collegamenti, stessi I/O... quindi il cliente può decidere
se compiere un ‘salto tecnologico’, staccando un pezzo e montando quello
nuovo senza nemmeno accorgersene, upgradando senza paura, oppure
rimanere legato alla tecnologia precedente. All’apparenza sembra che da
20 anni facciamo sempre gli stessi prodotti, in realtà il ‘cuore’ è sempre
più tecnologico” concludono i due intervistati.
System Electronics - www.system-electronics.it
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Fieldbus & Networks
SOLUZIONI ‘SU MISURA’
di Ilaria De Poli
IL PRIMO APPUNTAMENTO DEGLI ‘ADVANTECH
ACADEMY’ HA APPROFONDITO UNO DEI TEMI PIÙ
‘CALDI’ DEL MOMENTO: ‘SMART CITY E INTERNET
OF THINGS: AMBITI DI SVILUPPO E TECNOLOGIE
ABILITANTI’
M
ettere la persona al centro e
realizzare soluzioni destinate
a migliorare la vita quotidiana
di tutti noi: questo l’obiettivo e
lo spirito con il quale si svilupperanno le prossime applicazioni basate sull’IoTInternet of Things: ne è convinto Vincenzo
Difronzo, product sales manager embedded dpt
di Advantech, presente al primo dei workshop in
programma per gli ‘Advantech Academy’, serie di
incontri rivolti a utenti finali, system integrator e
distributori studiati dall’azienda taiwanese per il
Sud Europa. Titolo dell’incontro, appunto, ‘Smart
City e Internet of Things: ambiti di sviluppo e
tecnologie abilitanti’: “Si parla di 26 milioni i
dispositivi connessi in rete entro il 2020 (fonte
Cisco) e di un business di oltre 300 miliardi di
dollari legato ai soli servizi IoT (fonte Gartner),
senza contare i ricavi dati dalla vendita di device Alcuni momenti del workshop
mobile quali smartphone e tablet” ha ricordato
Difronzo. Entro il 2020 dunque crescerà di almeno 50 volte il volume in tempo reale il flusso veicolare, è possibile cambiare i tempi di ridelle informazioni a disposizione degli utenti, nonché la velocità di sposta dei semafori e coordinare i sistemi di viabilità in base al reale
generazione delle stesse. “La vera sfida consisterà nella capacità di andamento del traffico, in modo da evitare la formazione di ingorghi”.
gestire al meglio e in modo integrato questi dati, che proverranno da Anche a Barcellona la società di trasporto locale ha migliorato l’espedispositivi differenti, per trasformarli in informazioni utili allo sviluppo rienza di viaggio dei propri utenti grazie a un sistema informativo in
di applicativi intelligenti ed evoluti”. Proprio l’integrazione di tutti i tempo reale, che cittadini e turisti possono impiegare per organizzare
sottosistemi ‘smart’ in parte già oggi esistenti, soluzioni di smart le loro visite e gli spostamenti. Il tutto basato sulla nuova architettura
mobility, smart building, smart metering ecc. basate su IoT e cloud, scalabile e sicura di Intel.
costituisce il ‘nodo’ della questione: l’integrazione dei servizi gene- “Un’altra applicazione, questa volta realizzata a Londra, in uno dei
rerà infatti nuove opportunità di sviluppo e di business e consentirà quartieri considerati più inquinati della capitale, ha permesso il mil’avvento delle smart city, città più sostenibili e ‘vivibili’, dove i servizi glioramento della qualità dell’aria. La municipalità ha infatti sviluppato una soluzione cloud che raccoglie i dati provenienti da svariati
saranno concepiti su misura delle necessità degli utenti.
box con sensori installati nel quartiere, in grado di effettuare la lettura
L’IoT applicato
di alcuni specifici parametri legati alla qualità dell’aria. In base ai
Si tratta in realtà di soluzioni in parte già esistenti. Si prenda per dati rilevati viene modificato il flusso veicolare, indirizzando il traffico
esempio quella studiata a Los Angeles per risolvere l’annoso pro- verso tragitti alternativi, e vengono ottimizzati i tempi dei semafori in
blema del traffico. “Si tratta dell’evoluzione in chiave IoT di un si- modo da contenere il livello d’inquinamento”.
stema che era stato utilizzato per gestire il flusso veicolare intorno al Un altro esempio è legato alla gestione del riscaldamento: “I sistemi
Memorial Coliseum durante le Olimpiadi del 1984: sincronizzare tutti di riscaldamento centralizzati sono difficilmente controllabili, costosi
gli incroci semaforici in modo che le automobili potessero fluire in e inquinanti” ha sottolineato Marco Zampolli, HMI e UNO product
modo ordinato mantenendo una certa velocità, senza doversi fermare, sales manager di Advantech. “Si possono applicare delle soluzioni di
lungo le principali arterie cittadine” ha esemplificato Symon Wilyman, smart metering utilizzando prodotti che siano in grado di interfacciarsi
embedded channel sales director di Intel, azienda partner di Advan- con i vecchi sistemi in un’ottica di revamping. In tal modo è possibile
tech. “Oggi, grazie alla presenza di videocamere che possono rilevare costruire sistemi calibrati sulle esigenze dell’utente, capaci di rilevare
26
la presenza o meno di soggetti all’interno di
un’area agendo di conseguenza, o di prendere
decisioni in base ai costi energetici delle diverse fasce orarie.
I parametri vengono rilevati tramite sensori
e inviati attraverso applicativi IoT a soluzioni
cloud capaci di elaborare i dati grezzi e gestire
in remoto i sistemi, senza più bisogno della
supervisione dell’operatore, semplicemente
‘incrociando i dati’, usando sistemi interconnessi che reagiscano in base a valori di soglia
predefiniti. In questo modo, si può passare a
una gestione evoluta dei sistemi, andando
oltre il semplice controllo remoto del riscaldamento, per puntare a una maggiore efficienza
energetica dell’intero apparato”.
Opportunità di business create dall’IoT per il settore industriale
un componente di sviluppo proprietario
adottato su tutte le schede di Advantech
per la gestione di numerose funzionalità,
come alcuni bus, watchdog, CPU speed,
power saving, hardware monitoring ecc.
Si auto-gestisce ed è indipendente dal
sistema operativo in uso. SusiAccess
invece è un’applicazione cloud based,
concepita sullo standard Mqtt, lo stesso
impiegato da Facebook. Giunta ormai alla
versione 3.0, è utilizzabile tramite qualsiasi tipo di dispositivo hardware per la
gestione di servizi e apparati in remoto.
Consente di attivare soluzioni di telegestione e telecontrollo, anche in presenza
di parti in movimento, per esempio flotte
di veicoli, che possono anche essere loSviluppo dei servizi cloud
La proposta dell’azienda
In quest’ottica, le soluzioni IoT oggi esistenti
o che si verranno a creare in futuro, con hardware di svariati vendor per la raccolta dei dati
e applicativi software propri per la creazione
dei servizi, dovranno essere in grado un domani di dialogare e interfacciarsi fra di loro,
consentendo la messa a punto di una generazione avanzata di servizi integrati: “In questo
contesto ‘interoperatività’ costituisce la parola
chiave dell’IoT” ha affermato ancora Difronzo.
“In questo contesto, Advantech intende oggi
proporsi non come semplice fornitore di hardware, un campo ormai ‘consolidato’, nel quale
la società vanta una gamma di offerta comAdvantech propone una gamma completa di soluzioni
pleta, che va dai gateway ai sensori, a tutti gli
apparati di campo per la raccolta dei dati e la
loro trasmissione all’infrastruttura di rete, bensì
come ‘solution provider’ a 360° per la realizzazione di soluzioni inno- calizzati su mappa. Inoltre, Advantech sta investendo nello sviluppo
vative che rispondano alle reali esigenze del cliente, sia esso utente di applicativi ad hoc per specifici settori d’impiego, per esempio per
finale o integratore. Da qui il continuo investimento in tecnologie il mondo del digital signage, della sorveglianza, della gestione di sicome iManager e SusiAccess, presenti su qualsiasi device Advantech stemi di pagamento o di network management.
e basati su standard, capaci di semplificare il lavoro dei progettisti
Advantech - www.advantech.it
di sistemi e favorire l’interoperabilità”. Nello specifico, iManager è
27
Fieldbus & Networks
DUE DECENNI
DI SUCCESSI
di Mariagrazia Corradini
DURANTE LA FIERA DI HANNOVER 2014
FIELDBUS FOUNDATION HA FESTEGGIATO
IL SUO VENTESIMO ANNIVERSARIO
“P
er due decenni la Fondazione ha capeggiato lo
sforzo di sviluppo di un protocollo fieldbus internazionale aperto e interoperabile, il bus Foundation
appunto” ha sottolineato Richard Timoney, amministratore delegato di Fieldbus Foundation. Con sede
a Austin, in Texas, l’associazione rappresenta oggi più di 200 aziende del
mondo del processo: ne fanno parte quasi tutti i più importanti fornitori
di strumentazione e sistemi di controllo, come pure molti utenti finali di
tecnologie per l’automazione d’impianto. Il bus di campo Foundation è
un sistema di comunicazione bidirezionale interamente digitale che interconnette i dispositivi di campo in una singola rete. Questa tecnologia
è pensata per l’utilizzo in ambienti mission-critical, nei quali la qualità
del trasferimento e della gestione dei dati e l’integrità dell’anello di controllo, sono essenziali. Timoney ha ripercorso i molti progressi del bus di
campo dal 1994 a oggi: “Il ritmo di diffusione mondiale del bus di campo
Foundation è ogni anno più rapido e cresce continuamente il numero di
importanti installazioni nelle industrie del combustile e del gas, petrolchimiche, energetiche, della carta, farmaceutiche e dei beni di consumo. I
nostri membri riportano che le vendite di prodotti basati su bus di campo
rappresentano oggi una porzione significativa della loro attività complessiva. Gli utenti finali sanno che il bus di campo Foundation è un’infrastruttura per l’automazione che rende possibile visualizzare i processi
d’impianto ad alta definizione, gestire in modo efficace le informazioni
e sfruttare al meglio persone, processi e tecnologia. In particolare, esso
rende possibile un nuovo livello di efficacia nella gestione delle attività
in grado di ridurre in maniera notevole i costi d’esercizio e contribuire
all’eccellenza operativa”.
Il cammino della tecnologia del bus di campo Foundation è iniziato negli
anni Settanta con i primi tentativi di distribuire le funzioni di controllo
a livello di campo. Sotto la guida di Fieldbus Foundation i produttori di
controlli, gli utenti finali, gli istituti universitari e le altre parti interessate
hanno lavorato insieme allo sviluppo di un protocollo fieldbus in grado
di consentire l’interoperabilità fra dispositivi e sottosistemi. Ora un altro
passo in avanti sta per essere compiuto. Alla fine dello scorso anno,
infatti, Fieldbus Foundation e Hart Communication Foundation hanno
avviato una discussione in merito a una loro possibile fusione. Dopo la
firma di un accordo preliminare il 25 settembre 2013, sono stati istituiti
due gruppi di studio per valutare le implicazioni della fusione in termini
di: possibili benefici per utenti finali e fornitori, le organizzazioni stesse
e i soci; le possibili strutture della nuova organizzazione; come essa si
integrerebbe; aspetti finanziari e legali. Le valutazioni preliminari supportano l’operazione e confermano l’esistenza di numerose sinergie: “Con
l’avvicinarsi della conclusione delle valutazioni (attese per la metà del
2014), aumenta la nostra fiducia nel fatto che dar vita a una singola organizzazione offrirebbe notevoli vantaggi a tutti i livelli” hanno affermato
i presidenti delle due organizzazioni Gunther Kegel (Fieldbus Foundation)
e Mark Schumacher (Hart Communication Foundation).
“Spetta comunque ai due Consigli di Amministrazione
decidere se procedere o meno per mezzo di altrettante
votazioni. La proposta sarà sottoposta al voto dei membri
di ciascuna organizzazione solo se entrambi i consigli si
oggi Fieldbus Foundation ha collaudato e certificato 577
pronunceranno in favore della fusione”.
prodotti unici basati sul bus di campo, con oltre 150 stack
Fieldbus Foundation e Hart Communication Foundation
di comunicazione e 900 dispositivi certificati. Sono circa
vantano una lunga esperienza di cooperazione, per esem2 milioni i dispositivi di campo attualmente in servizio e più di
pio allo sviluppo di standard internazionali comuni come il
20.000 i sistemi conformi installati a livello mondiale. In base ai
linguaggio di descrizione dei dispositivi elettronici (Electrodati 2011, il bus di campo Foundation rappresenta circa il 74% del
nic Device Description Language - Eddl) e delle specifiche
mercato complessivo dei bus di campo di processo. Le vendite
per l’integrazione dei dispositivi di campo (Field Device
complessive si sono attestate su 1,3 miliardi di dollari, con una
Integration - FDI).
IL BUS FOUNDATION IN CIFRE
A
crescita superiore alla media del settore dei bus di campo.
Fieldbus Foundation - www.fieldbus.org
Hart Communication Foundation - www.hartcomm.org
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Fieldbus & Networks
L’M2M COME FATTORE ‘CHIAVE’
DELLE FABBRICHE DEL FUTURO
(
)
Attualità
in breve
A cura di Lucia Milani
Le ‘Telco’ (compagnie di telecomunicazioni) avranno un ruolo essenziale
nel garantire la creazione delle ‘smart factory’ interconnesse. Di pari
passo cresce la domanda di apparecchiature di test per le comunicazioni m2m. Sarà in futuro fondamentale per le Telco saper diffondere
presso i produttori manifatturieri la conoscenza dei benefici che l’uso
di tecnologie m2m avanzate può portare in fabbrica, nonché assicurare
un funzionamento sicuro delle reti wireless; in unione con i produttori
esse possono studiare soluzioni su misura per i requisiti unici di ciascuno
stabilimento, renderanno la fabbrica ‘smart’ e capace di rispondere ai
cambiamenti in tempi molto più rapidi.
Queste le conclusioni di un’analisi realizzata da Frost & Sullivan
(www.ict.frost.com), intitolata “M2m Communication in Manufacturing”, che rileva come le Telco avranno un ruolo chiave nella fornitura
di soluzioni m2m e nella crescita dell’Internet delle Cose in campo manifatturiero in Europa, settore che ha tradizionalmente implementato
diverse tipologie di reti cablate per automatizzare le attività produttive. I
sistemi machine-to-machine, per esempio il wireless a corto raggio e le
reti cellulari a lungo raggio, diventeranno le soluzioni preferenziali delle
fabbriche del futuro. In particolare, i sistemi m2m possono integrare o
sostituire le reti cablate per consentire soluzioni di robotica e di mobilità
aziendale avanzate all’interno dei siti produttivi, rendendo possibile la
connettività in zone inaccessibili, la comunicazione attraverso barriere e
l’installazione semplificata basata su reti wireless LAN e WAN e su reti
di sensori wireless.
“La capacità delle Telco di offrire servizi di comunicazione di livello enterprise, integrati con le comunicazioni a livello di ciascuno stabilimento,
sarà di importanza critica per l’affidabilità delle attività dell’industria” ha
affermato Shuba Ramkumar, analista di Frost & Sullivan. “Anche le reti
partner esistenti possono essere sfruttate per fornire servizi end-to-end,
quali implementazione di rete e fornitura di applicazioni e strumenti per
l’analisi dei dati”.
La velocità di adozione delle comunicazioni m2m potrebbe tuttavia essere ridotta per il tradizionale conservatorismo del settore manifatturiero e per lo scetticismo legato ai potenziali rischi di downtime e di
decrescita del valore e della qualità dei prodotti finali. Le preoccupazioni
relative alla sicurezza funzionale rappresentano un altro motivo per cui
i produttori sono restii a impiegare reti wireless. Oltre alle sfide di tipo
tecnico, la relativa inesperienza delle Telco in questo mercato dissuade
i produttori dall’avvalersi dei loro servizi. “Nelle aree in cui le compagnie di telecomunicazioni non dispongono di competenze interne, vi è
spazio per alleanze con fornitori di automazione, system integrator o
fornitori di strumenti per l’analisi dei dati” nota Ramkumar. “L’acquisizione di aziende più piccole specializzate, in applicazioni innovative per
la mobilità a livello enterprise e nell’analisi dei dati, aiuterà le Telco a
capitalizzare l’immenso potenziale delle comunicazioni m2m nel settore
manifatturiero”.
Da un altro studio di Frost & Sullivan, intitolato “Global machine-to-machine (m2m) Communications Test and Monitoring Equipment Market”,
emerge invece come il numero crescente delle applicazioni m2m in es-
30
Mercato globale della strumentazione per il test delle comunicazioni m2m (2013)
sere guidi il mercato collegato delle apparecchiature di test e monitoraggio delle comunicazioni a livello globale. Tale mercato ha infatti prodotto
entrate per 321,7 milioni di dollari nel 2013, cifra destinata a triplicarsi
raggiungendo quota 981,1 milioni di dollari nel 2020. Nei settori dei trasporti, industriale, della sicurezza e delle emergenze le tecnologie m2m
si sono già diffuse con successo, ma la loro adozione è ancora in aumento in altri ambiti, quali sanità, domotica ed elettronica di consumo.
E per far sì che i dispositivi possano funzionare nel modo richiesto sulle
reti di comunicazione, aumenterà la richiesta di apparecchiature di test
da parte dei produttori.
“Il miglioramento degli standard wireless globali per le comunicazioni
dei dispositivi intelligenti (o ‘smart’) favorisce la diffusione delle apparecchiature per l’installazione in rete, la manutenzione e il monitoraggio” ha
affermato Olga Yashkova-Shapiro, measurement & instrumentation program manager di Frost & Sullivan. “Gli standard attuali, quali GSM, Gprs
ed Edge, insieme al 3G, supportano l’utilizzo delle comunicazioni m2m”.
Al contempo, i principali operatori di mercato stanno collaborando per
standardizzare le tecnologie m2m e, per ottimizzare le prestazioni e l’utilizzo delle batterie dei dispositivi m2m, i produttori di dispositivi stanno
cercando di ridurre i consumi energetici. Alcuni protocolli di comunicazione, infatti, introdotti per aumentare la larghezza di banda, consumano
in realtà troppa energia. Tutto questo sta contribuendo ad aumentare la
domanda di apparecchiature di test e monitoraggio. A oggi, la presenza
di diversi standard e protocolli di comunicazione rallenta la crescita di
questo mercato, poiché alcuni produttori di apparecchiature di test sono
restii a introdurre nuove soluzioni che potrebbero non essere conformi
ai requisiti futuri richiesti. La complicata gestione del traffico dati nelle
comunicazioni m2m, l’assenza di un livello di sicurezza adeguato nello
scambio dati, gli elevati costi operativi associati alla tecnologie e il costo
delle apparecchiature di test per i dispositivi intelligenti limitano ulteriormente la portata del business. “Ottenere dei buoni risultati sul fronte
del rapporto prezzo-prestazioni sarà la chiave per l’espansione di questo
settore” ha osservato Yashkova-Shapiro. Far conoscere agli utenti finali
i benefici derivanti dalla sostituzione delle interfacce HMI con soluzioni
m2m, infine, amplierà la richiesta da parte del mercato globale di soluzioni di test e monitoraggio per comunicazioni m2m.
PARTE LA NUOVA BIENNALE
DELLA FLUIDOTECNICA
DEUTSCHE MESSE HA ORGANIZZATO A MILANO
TPA ITALIA 2014, LA FIERA DEDICATA
ALLA FLUIDOTECNICA E AI SISTEMI DI
TRASMISSIONE DI MOVIMENTO E POTENZA
A cura di Jacopo Di Blasio
Deutsche Messe ha scelto Milano, in particolare il quartiere fieristico
di Fiera Milano a Rho, quale cornice di sfondo per il nuovo evento biennale B2B dedicato ai sistemi di azionamento, trasmissione di potenza,
fluidotecnica e automazione: TPA Italia (www.tpa-italia.com). “Crediamo molto nella scelta di Milano come hub fieristico di riferimento
per gli eventi del Sud Europa e del Mediterraneo” ha spiegato Andreas
Zuege, direttore generale della filiale italiana di Deutsche Messe
(www.messe.de) in occasione della cerimonia di apertura. “Milano ha
la possibilità di garantire le infrastrutture e i servizi necessari per un
evento come TPA Italia, che mira decisamente alla crescita nonostante
il momento critico del mercato di riferimento. In particolare, attraverso
diverse iniziative tese a veicolare cultura di impresa e contenuti di
carattere decisamente tecnico, puntiamo a offrire delle opportunità di
confronto e di aggiornamento
sulle tendenze del settore, le
tecnologie e gli aspetti normativi” ha proseguito Zuege.
Tra le iniziative proposte dal
Comitato Tecnico Scientifico,
unitamente all’ente organizzatore, sono state particolarmente apprezzate le tavole
rotonde, i workshop e i convegni, di cui tre supportati da
Federmacchine. Tutti eventi
pensati con un profilo decisamente tecnico, soprattutto in
termini di contenuti.
Dal punto di vista organizzativo Deutsche Messe ha
deciso di adottare un nuovo
approccio, in base al quale ha
definito per TPA Italia tre aree
tematiche, ossia automazione avanzata, idraulica mobile e meccatronica industriale. Dedicate
al rapporto e all’interazione tra ricerca e produzione, queste ‘Solution
Hub’ sono pensate per fare da collegamento tra le realtà più avanzate
nell’ambito della ricerca, come enti, istituti e università, e il mondo
dell’industria e delle associazioni di settore. Attraverso otto totem
multimediali presenti in ciascuna area, dotata anche di Vip Lounge
riservata, le aziende e le università hanno potuto diffondere filmati e
contenuti che hanno approfondito e illustrato le loro attività di ricerca
e sviluppo. Al centro di una delle Solution Hub, ad attirare l’interesse
del pubblico, vi era un’applicazione evoluta: un robot realizzato da IIT
molto simile a quello che ha stretto la mano alla Cancelliera Merkel
alla Hannover Messe 2014.
ITE DAY 2014:
ECCO LE NOVITÀ
UNA NUOVA E PRESTIGIOSA SEDE,
ALL’IBM CENTER DI SEGRATE, E
UN SITO ACCATTIVANTE, RICCO
DI INFORMAZIONI, CONTENUTI E…
TANTE ALTRE NOVITÀ ATTENDONO
I VISITATORI DI ITE DAY 2014,
IN CALENDARIO IL 24 GIUGNO
Il prossimo 24 giugno all’IBM Center di Segrate, in provincia di Milano, Fiera Milano Media realizzerà la seconda
edizione di ITE Day (http://ite.mostreconvegno.it), il convegno-mostra sull’efficienza energetica per l’industria. L’obiettivo della giornata è consentire al visitatore di farsi un
quadro dell’offerta attualmente disponibile per la realizzazione di soluzioni a elevata efficienza energetica in ambito
impiantistico e di automazione industriale.
L’uso dell’energia nell’industria e nelle utility è ancora lontano dal potersi definire efficiente, non solo negli impianti
‘energivori’ per antonomasia, ma anche nelle più svariate
realtà manifatturiere. Recenti studi hanno dimostrato che
l’efficienza energetica è vista dalla dirigenza aziendale
come fattore fondamentale (business critical), nonché di
stimolo all’innovazione tecnologica. Per fare dell’efficienza
una vera arma di innovazione, però, non si può fare a meno
di dotarsi di competenze e tecnologie trasversali, in ambito
automazione, controllo e supervisione, sia che si tratti di
un grande impianto siderurgico, di una linea di confezionamento oppure di una singola macchina operatrice.
Industrial Technology Efficiency Day 2014, rivolgendosi
ai protagonisti della filiera tecnologica che si occupano
di progettare, realizzare, condurre, manutenere impianti
produttivi in ambito manifatturiero e di processo, propone
dunque prodotti e soluzioni capaci di portare benefici in
termini di efficienza a livello di sistema produttivo: motori
elettrici, inverter, azionamenti, avviatori, riduttori, motoriduttori, sistemi di trasmissione della potenza, sistemi di
controllo, sistemi di supervisione, software di analisi e
dimensionamento, software per la gestione dei carichi,
diagnostica, sistemi di alimentazione, trasmissioni meccaniche, elementi di accoppiamento meccanici, sistemi di
attuazione oleoidraulica e pneumatica, strumentazione di
misura e controllo.
Il convegno iniziale, curato dalle riviste di Fiera Milano
Media in collaborazione con rilevanti associazioni del settore e con Business International (www.businessinternational.it), organizzatore di convegni e congressi del gruppo
Fiera Milano Media, traccerà il quadro di riferimento relativo all’efficienza energetica nel panorama dell’industria
in Italia, mentre i workshop proposti dalle aziende si focalizzeranno sulle soluzioni commercialmente disponibili
per aiutare le imprese a mettere concretamente in atto le
strategie di efficientamento energetico; infine, i laboratori
tecnici costituiscono un’interessante modalità di apprendimento disponibile a tutti i partecipanti della manifestazione.
31
Fieldbus & Networks
ELETTRODOMESTICI ‘CONNESSI’:
UN MERCATO IN ESPANSIONE
(
)
Attualità
in breve
UN TEAM CROSS-FUNZIONALE COMPOSTO DA UNA TRENTINA DI PERSONE, RIUNITE
NELL’HUB VARESINO DI WHIRLPOOL, LAVORA AGLI ELETTRODOMESTICI INTELLIGENTI
DI NUOVA GENERAZIONE, CONNESSI IN RETE PER RISPONDERE AI REALI BISOGNI DEI CLIENTI
Una app per selezionare il programma della
lavatrice più adeguato ai capi trattati; una app
per autosettare lavatrice e asciugatrice sulla
base del carico; una app per il posizionamento
ottimale degli alimenti nel frigorifero, quindi per
migliorarne la conservazione; una app per aiutare il consumatore nella diagnosi preliminare
dei problemi di funzionamento: sono soltanto
alcuni esempi di cosa sia la connettività per
Whirlpool (www.whirlpool.it). Non semplicemente una tecnologia applicata agli elettrodomestici gestibili in remoto da smart phone e
tablet, dunque, bensì un’innovazione al servizio
del consumatore, caratterizzata da prestazioni superiori e da maggiori
intuitività e facilità d’uso. Per questa ragione l’azienda, per lo sviluppo
degli elettrodomestici intelligenti per i mercati mondiali, ha puntato sul
polo di Cassinetta di Biandronno (Varese). Sito strategico per la produzione della linea completa di elettrodomestici a incasso, può vantare
una posizione strategica globale grazie a un ventaglio di competenze
professionali unico e completo, dalle tecnico-ingegneristiche al design
e all’usabilità, completate dal marketing e dal brand. “L’innovazione è
un processo complesso, che coinvolge molte funzioni e competenze:
soltanto se queste sono costantemente allineate, i prodotti potranno offrire benefici reali, dare nuovi servizi e far vivere nuove esperienze d’uso
al consumatore” ha spiegato Emiliano Pastore, project leader del team
connettività di Whirlpool Emea. “Questa è la ragione di un team crossfunzionale focalizzato sulla sfida della connettività e questo il vantaggio
di averlo concentrato in un sito come quello
di Cassinetta: siamo ‘connessi’ fra noi, da chi
lavora alle tecnologie per il cloud a chi implementa il design per le app, da chi effettua i test
in laboratorio a chi manderà in produzione le
varie categorie di elettrodomestici”.
Sulla connettività, nel sito Whirlpool di Cassinetta si lavora da oltre tre anni; da un anno
sono stati immessi sul mercato statunitense
dei modelli smart, che integrano la tecnologia
Wi-fi. In vista della commercializzazione degli
elettrodomestici intelligenti anche in Europa,
nel 2015, il team connettività arriva ora a contare una trentina di figure con diverse funzioni. “Gli elettrodomestici
connessi per il mercato statunitense sono stati concepiti con un occhio
alle smart grid, quindi con una grande attenzione all’efficienza energetica del sistema” ha sottolineato Pastore. “Per il mercato europeo, a
questo aspetto si aggiunge il focus sul consumatore, quindi abbiamo
definito i contenuti della app e i loro layout al fine di assicurare un’innovazione rispondente alle esigenze di quest’ultimo, garantendo intuitività,
flessibilità e semplicità d’uso”. Nel 2015 Whirlpool lancerà sul mercato
quattro categorie di elettrodomestici intelligenti: lavatrice, asciugatrice,
frigorifero e lavastoviglie. Da giugno l’azienda sarà impegnata con A2A
e il Politecnico di Milano in un test su una ventina di famiglie di un quartiere di Brescia che saranno dotate di elettrodomestici intelligenti. “Sarà
il primo test in Italia per i nuovi elettrodomestici al di fuori dei laboratori,
in una situazione di vita reale” ha concluso Pastore.
SAFEMOTION EXPERIENCE: LA SICUREZZA AL CENTRO DELL’ATTENZIONE
Dall’esperienza e dalla collaborazione di tre aziende ai vertici nei rispettivi settori operativi,
B&R (www.br-automation.com), Comau (www.comau.com/ita) e Heidenhain (www.heidenhain.it), nascono due appuntamenti, il 18 giugno a Bologna e il 2 luglio a Milano, con un
obiettivo comune: illustrare in modo realistico, chiaro ed esaustivo come l’adeguamento alle normative sulla safety non rappresenti solo un’incombenza
necessaria, bensì un’opportunità da sfruttare a proprio vantaggio per migliorare la produttività e la competitività sul mercato. L’agenda dell’evento prevede, attraverso un percorso logico ben definito, l’analisi dei diversi aspetti legati alla sicurezza delle macchine e dei singoli componenti delle stesse, con
interventi tecnici delle tre aziende organizzatrici. Sarà dimostrato come sia possibile operare con parti di macchine e impianti in movimento senza dover
arrestare il processo. Le giornate saranno arricchite dalla presenza di un esperto in ambito di certificazione dell’I.c.e.p.i., in apertura e chiusura delle sessioni
mattutine, che fornirà informazioni e consigli pratici per l’adeguamento alle normative in materia di sicurezza. Nel pomeriggio saranno protagoniste le
aziende utilizzatrici con la presentazione di casi applicativi reali. Sidel, Alfa Automazione e altri nomi d’eccellenza dell’industria italiana mostreranno come
hanno sfruttato a loro vantaggio la tecnologia di sicurezza applicata al controllo di movimento e aiuteranno a comprendere come la safety sia una funzione
implementabile senza stravolgere il sistema e ottenendo diversi benefici. Entrambi gli appuntamenti ‘SafeMotion Experience’ sono rivolti a costruttori
di macchine, utenti finali, system integrator e, più in generale, agli operatori coinvolti sui temi della sicurezza di macchine e impianti. La partecipazione
è consigliata soprattutto a direttori tecnici, progettisti hardware e software e al personale tecnico-commerciale con competenze specifiche in materia.
Maggiori informazioni sull’evento e sulle modalità di partecipazione sono disponibili sul sito www.safemotion.it.
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ANALISI IN TEMPO REALE
ILS TECHNOLOGY, AZIENDA DEL GRUPPO TELIT, COLLABORA CON SAP
PER INTEGRARE LA M2M APPLICATION ENABLEMENT PLATFORM, BASATA SU DEVICEWISE,
NELLA PIATTAFORMA SAP HANA
A cura di Rossella Amato
ILS Technology (www.ilstechnology.com), azienda del gruppo Telit
(www.telit.com), ha iniziato una collaborazione con SAP (www.sap.
com/italy) volta a integrare la m2m Application Enablement Platform
(AEP), basata su tecnologia DeviceWise (www.devicewise.com),
nella piattaforma SAP Hana, in modo da consentire alle aziende di
migliorare l’operatività dei dispositivi e delle macchine che possiedono o gestiscono. L’integrazione con SAP Hana farà emergere un
nuovo tipo di business intelligence grazie alla convergenza delle applicazioni di dati machine-to-machine (m2m) e Internet delle Cose
(IoT) ottenuti in tempo reale grazie alla tecnologia DeviceWise,
ideata per favorire la trasformazione di transazioni, analisi, analisi
testuali, elaborazioni predittive e spaziali. La gestione del business
in un mondo più connesso richiede capacità di adattamento in tempo
reale a un numero infinito di decisioni basate su milioni di segnali
live provenienti da dispositivi e macchine. L’analisi dei dati m2m in
tempo reale aiuta ad acquisire informazioni innovative riguardo i
consumatori e gestire quindi il business in modo efficiente e preventivo, grazie alla rilevazione, analisi e automatizzazione dei processi
aziendali sulla base dei dati raccolti attraverso l’IoT in tutti i settori
e mercati. In particolare, in una demo la piattaforma AEP basata su
DeviceWise si è dimostrata in grado di controllare e gestire un frigorifero attraverso analisi in tempo reale su applicazioni cloud based
che utilizzano SAP Hana. Ciò dimostra come le analisi in tempo reale
possano contribuire a ridefinire i sistemi di gestione delle celle frigorifere sia in campo industriale sia nel retail. Le aziende del comparto
food & beverage, per esempio, potranno utilizzare il software per
semplificare il controllo di qualità, temperatura e freschezza dei propri magazzini, nelle fasi di produzione e transito, nei centri distributivi
e presso i rivenditori. Potranno inoltre controllare in tempo reale il livello di domanda e le giacenze, migliorando la programmazione della
produzione e la logistica, in modo da ottimizzare l’efficienza operativa
e la redditività. Inoltre, i dati di performance raccolti da frigoriferi
e congelatori consentono una manutenzione in grado di prolungare
significativamente il funzionamento e il ciclo di vita delle attrezzature.
“Siamo lieti di collaborare con SAP per consentire l’analisi di dati
m2m e realizzare nuove applicazioni” ha commentato Fred Yentz,
presidente e CEO di ILS Technology. “Riteniamo che in questo modo
i clienti potranno ridurre i costi, la complessità e il time-to-market
di nuove applicazioni IoT e dell’analisi di dati raccolti da dispositivi
connessi in remoto attraverso cloud o sistemi aziendali esistenti”.
Ha quindi aggiunto Oozi Cats, CEO di Telit Communications plc, capogruppo di ILS Technology:
“La collaborazione tra SAP e ILS Technology rafforza il nostro posizionamento di ‘One Stop. One Shop’ all’interno del settore, aiutando
a rendere l’IoT realmente plug & play. Le funzionalità avanzate dei
software SAP per le aziende sono complementari ai moduli wireless
m2m, ai servizi di connettività e ai servizi cloud di Telit”. Ha infine
affermato Adam Binnie, global vice president e general manager
BI Solutions di SAP: “Grazie all’IoT le aziende dispongono di nuove
opportunità per migliorare le attività, incrementare l’efficienza e introdurre nuovi modelli di business. Intendiamo fornire tecnologia per
l’accesso e l’analisi dei dati in tempo reale ai fini dell’abilitazione
dell’IoT e creare un forte ecosistema di partner per realizzare una
soluzione tra le migliori possibili. La collaborazione con aziende innovative come ILS Technology ci aiuta a offrire ai clienti concrete
opportunità per integrare queste nuove tecnologie”.
SOLAIR E WI-NEXT INSIEME PER L’INDUSTRIAL IOT
La software house italiana specializzata nello sviluppo di applicazioni su cloud, Solair (www.solaircorporate.com) ha stretto un accordo con
Wi-Next (www.winext.eu), società italiana specializzata nella produzione di apparati Wi-fi mesh e per reti Wi-fi di sensori, teso a rafforzare
le proprie capacità di offerta di applicazioni Internet of Things, in particolar modo nel segmento ‘industrial’. Insieme presentano una delle
prime soluzioni complete per il monitoraggio realtime di apparati meccanici attraverso una rete di sensoristica low power Wi-fi controllata da
un’applicazione cloud per la gestione del PLM (Product Life Management) degli apparati stessi. “La nostra proposta attribuisce un significato
nuovo e di valore all’IoT, che va al di là della connessione dei device e della raccolta di dati: l’integrazione nei processi di business dei dati
collezionati” dichiara Tom Davis, CEO di Solair. “Questo tipo di approccio apporta valore aggiunto alle attività quotidiane e amplia lo scenario finora proposto dall’IoT, perché rappresenta l’anello mancante in grado di immettere i dati provenienti dai dispositivi nei processi di business. Gli
operatori del settore avranno a disposizione un ambiente integrato a distanza che ottimizza i processi e aumenta la qualità dei servizi offerti”.
Aggiunge Nicola De Carne, CEO di Wi-Next: “Tutti i principali studi di mercato parlano del 2014 come l’‘anno zero’ dell’IoT, che rappresenterà
un’enorme opportunità per il rilancio del mercato IT e dell’informatica in generale. Il Wi-fi, grazie alle sue caratteristiche in termini di standard
e flessibilità d’uso, si candida come una delle principali tecnologie di comunicazione abilitanti delle applicazioni m2m e IoT, con una previsione
di business che sfiora i 6 miliardi entro il 2020. Abbiamo trovato in Solair un partner di primaria importanza perché la loro piattaforma di cloud
application rende semplice l’elaborazione e l’utilizzo di migliaia di dati per i nostri clienti”.
33
33
Fieldbus & Networks
A cura di Lucia Milani
Gli investimenti posti in ricerca e sviluppo, rilevanti e costanti, hanno permesso ad Asem (www.
asem.it) negli ultimi anni di proporsi al mercato
non solo come produttore di PC industriali, ma
anche come una delle poche aziende italiane
specializzate nella progettazione e produzione
di sistemi integrati per HMI, controllo e teleassistenza.
In particolare, tutti i panel e box IPC Asem, progettati in conformità con i ‘New Asem Standard’, attraverso l’installazione delle schede di
comunicazione Asem NETcoreX, che supportano
i fieldbus industriali più diffusi, quali Ethercat,
Profinet IP, Siemens MPI, Profibus, Canopen, e
l’installazione del SoftPLC e/o del SoftMotion CoDeSys (release 3.5) in versione Win 32, si trasformano in PAC aperti, scalabili, potenti e flessibili.
Le soluzioni software CoDeSys garantiscono l’esecuzione deterministica delle logiche di controllo
e movimento e la piena trasportabilità dei progetti
tra i diversi sistemi operativi e le diverse piattaforme hardware senza interventi sul codice degli LA POSSIBILITÀ DI UTILIZZARE SOLUZIONI DI
stessi progetti. Recentemente, Asem ha rilasciato
COMUNICAZIONE BASATE SU PROTOCOLLI BUS
anche le famiglie panel PAC LP30 e LP31, basate
su processori ARM Cortex A8 e sistema operativo DIFFERENTI RAPPRESENTA OGGI UNA FUNZIONALITÀ
WEC7, disponibili con i formati di LCD 4/3 e 16/9 CHIAVE DELLE MODERNE SOLUZIONI DI CONTROLLO,
da 5,7” a 15,6”. Anche in questo caso il consoli- COME DIMOSTRA QUESTA BREVE RASSEGNA CHE
dato e diffuso SoftPLC CoDeSys (release 3.5) in
versione Win CE garantisce l’esecuzione determi- INCLUDE L’OFFERTA DEI PRINCIPALI VENDOR SUL
nistica della logica di controllo e la gestione di I/O MERCATO
remoti su fieldbus master Ethercat, Modbus TCP/
IP, Modbus RTU e Canopen (LP31). I sistemi LP30 e LP31 consentono sentano la nuova frontiera dei sistemi ‘Ready to Automation’. I sistemi
anche l’esecuzione contemporanea del software di visualizzazione Asem gestiscono contemporaneamente, con una sola CPU monocore
Premium HMI e del software per la teleassistenza Ubiquity e rappre- ARM Cortex, le funzioni di SoftPLC, visualizzazione e teleassistenza.
ARCHITETTURE
DI CONTROLLO
BASATE SU FIELDBUS
Automata
Nelle moderne applicazioni di automazione il comando richiede prodotti altamente performanti e integrabili.
Automata (www.cannon-automata.com) risponde a queste esigenze
con una famiglia completa di prodotti per l’automazione e il controllo,
che permettono all’utente di scegliere tra diversi fieldbus industriali
per l’interfacciamento con dispositivi di I/O e programmabili con un
unico software Scada, WinMachLite (WML).
In particolare, la serie F3 PAC è un sistema di controllo programmabile
potente, flessibile e modulare, indirizzato non solo a risolvere le applicazioni di automazione tipicamente svolte dal PLC, ma anche problematiche più complesse, dove vengono richiesti algoritmi di regolazione
sofisticati, elaborazioni di segnali ed elevata integrazione con reti di
comunicazione. L’unità di controllo offre la massima connettività verso
34
www.youcurve.net
Asem
il campo: Ethernet, USB, porte
seriali optoisolate, bus di campo
come CAN, Ethercat e Sercos.
Un’ampia gamma di moduli I/O
completa l’offerta. Inoltre, grazie
al design modulare F3 PAC può
essere configurato per specifiche
esigenze applicative e impiegato
all’interno di architetture di controllo sia centralizzate sia decentralizzate. I sottosistemi I/O possono essere collocati in prossimità dei
punti di attuazione, un sistema di controllo locale può infatti gestire
meglio situazioni di emergenza in cui si verifichino interruzioni dei collegamenti tra le diverse parti dell’impianto.
La serie A2, invece, equipaggiata con processori Intel Atom Dual Core
fanless, offre prestazioni elevate e potenza di calcolo. Tra le caratteristiche principali dei nuovi A2 spiccano il supporto alle più comuni interfacce di bus di campo, quali i protocolli Sercos III, Canopen, Ethercat o
Modbus TCP; completano la dotazione la presenza di serie della porta
Ethernet, due porte seriali configurabili, due porte USB, una porta video
e una Hdmi. Inoltre, sono presenti quattro ingressi e quattro uscite
digitali tutti con LED di stato. Tutti i sistemi sono programmati nello
stesso ambiente di sviluppo, la suite software Automata Compas, che
si distingue per la completezza e semplicità di utilizzo. Comprende
ASM Automata System Manager per la gestione di progetti, WML
WinMachLite lo Scada Automata e il SoftPLC CoDeSys conforme allo
standard di programmazione IEC 61131-3.
B&R Automazione Industriale
La serie di controllori compatti X20 di B&R (www.br-automation.com)
sono dotati di I/O integrati e, come per tutte le CPU X20, consentono
di collegare moduli I/O addizionali sia localmente sia remotati. Questi
controllori sono offerti in una numerosa gamma di varianti per differenti
livelli di prestazioni e di caratteristiche. Ogni sistema è equipaggiato
con 32 canali di I/O digitali e analogici integrati e con un processore
x86 nella configurazione standard. I controllori compatti sono disponibili con due differenti CPU con frequenze di 200 MHz e di 400 MHz e, a
seconda del modello, è possibile avere a bordo fino a 256 MB di RAM
e 16 kB di RAM non volatile. Per le applicazioni e per il salvataggio dei
dati è disponibile una memoria flash integrata con capacità fino a 4 GB.
Tutte le CPU sono equipaggiate con interfacce Ethernet, USB e RS232.
In entrambe le classi di prestazioni sono integrate anche interfacce
Powerlink e CAN. Nel caso vi sia necessità di ulteriori bus di campo,
su tutte le CPU è possibile aggiungere moduli d’interfaccia standard
disponibili nella serie completa di prodotti X20. Nella gamma delle
nuove CPU esistono due varianti dotate dell’innovativa e ultraveloce
tecnologia reAction di B&R, con la quale i canali I/O integrati, digitali o
analogici, possono essere controllati con un tempo di risposta inferiore
a 1 μs utilizzando una libreria di blocchi funzione. La programmazione
fatta con l’editor standard FBD dell’ambiente di sviluppo B&R Automation Studio è totalmente compatibile con la norma IEC 61131.
EFA Automazione
Crevis, azienda coreana specializzata in soluzioni fieldbus e distribuita in Italia da EFA Automazione
(www.efa.it), ha introdotto il modulo d’interfaccia Modbus TCP FnIO
Serie S. Provvisto di due porte RJ45,
l’adattatore di rete Modbus TCP della
Serie S serve da collegamento di tipo
client/server tra dispositivi di una
rete Ethernet TCP/IP; i diversi moduli
di espansione (standard fino a 32
slot, fino a 64 per la nuova versione
Modbus TCP) rendono possibile la
comunicazione dei dispositivi Serie S
tramite reti Ethercat, Profibus, Canopen, Devicenet, Ethernet IP, CC-Link,
Modbus seriale. I moduli della Serie S sono predisposti per il montaggio in barra DIN da 35 mm e presentano grado di protezione IP20;
hanno dimensioni compatte: la versione standard misura appena 12
mm, mentre il modulo a 16 canali e 64 slot arriva a 90 mm. Alla base
dei moduli I/O della Serie S vi sono i concetti di facilità d’uso e convenienza per l’utente. Per ridurre e compattare le dimensioni è stato
scelto di realizzare moduli I/O con struttura RTB (Removable Terminal
Block), tale da offrire i massimi vantaggi in caso di sostituzione, manutenzione e cablaggio. I componenti di Crevis costituiscono dunque
una scelta ottimale nelle applicazioni di controllo di processo nell’automazione industriale.
ESA Automation
Esaware, la nuova linea di ESA Automation (www.esahmi.com - www.
esa-automation.com), rappresenta l’ultima generazione di HMI, Soft
PLC, I/O, IPC e Scada dell’azienda italiana e unisce una potente architettura a un design moderno. Offre elevate prestazioni, massima connettività e modularità di configurazione per qualsiasi applicazione
industriale. In particolare, la gamma Esaware EW1 comprende HMI
wide-screen 4,3”, 7”, 12,1”, 15,6”, equipaggiati con moduli RAM DDR3
35
Fieldbus & Networks
a partire da 256 MB e memoria flash da 3 GB, doppia porta seriale
RS232/485, porta Ethernet, doppia a partire dal 7”, USB device due nel
12” e nel 15” e slot Sdhc/MMC sempre incluso. Gli HMI EW1 possono
inoltre essere equipaggiati con l’ultima tecnologia SoftPLC disponibile
sul mercato e integrare moduli I/O digitali e analogici completamente
configurabili via software. Grazie all’interfaccia Ethercat è anche possibile espandere la connettività a qualsiasi tipo di dispositivo, anche non
Esaware, che adotti questo standard ad alte prestazioni di comunicazione. La gamma Esaware EW2 include panel PC industriali completamente modulari. Esaware EW4 invece comprende BOX PC industriali
equipaggiati con i potenti processori Intel di terza e quarta generazione
(Dual Core e Quad-Core). Gli IPC Esaware EW2 e EW4, tutti equipaggiati con moduli Sdram con tecnologia DDR3, USB 3.0, garantiscono
la connettività verso il campo a mezzo slot PCI, PCIe oltre alla doppia
porta Ethernet che permette l’utilizzo di protocolli realtime con doppio
indirizzo IP o funzionalità teaming.
Panasonic Electric Works Italia
Quale produttore di PLC, Panasonic (www.panasonic-electric-works.it) guarda
con attenzione alle richieste provenienti dal mercato dei fieldbus, ritenendo determinante fornire una risposta rapida ed esaustiva alle
Hitachi Drives & Automation Italy
Micro-EHV+ è il nuovo PLC compatto a elevate prestazioni in cui Hitachi Drives & Automation Italy (www.hitachi-da.it) ha implementato
lo standard internazionale CoDeSys, ereditando dal fratello maggiore
modulare EHV+ molte funzioni. Il dispositivo garantisce l’apertura
verso nuove modalità di programmazione, utili sia ai principianti sia
esigenze del mondo dell’automazione; in questo contesto risultano
vincenti le soluzioni integrate, caratterizzate comunque da una facile
espandibilità verso esigenze future e dalla possibilità di fornire ambienti di sviluppo omogenei e perfettamente integrabili. In linea con
questa visione tutti i PLC Panasonic, dal modello FP0R passando per
l’FPX0 per arrivare fino al nuovo FP7, gestiscono in maniera nativa il
protocollo standard Modbus RTU sia in versione 232/485 sia in versione TCP grazie al modulo FPWEB Server. Tale modulo permette la
condivisione e distribuzione della rete PLC-Link su Ethernet. Il nuovo
PLC FP7, in particolare, integra la porta Ethernet a bordo CPU e gestisce il protocollo Modbus TCP in maniera nativa così come il protocollo
Ethernet/IP. I PLC FPsigma e FP2SH, come il nuovo FP7, mediante l’utilizzo dei moduli Flexible Network sono interfacciabili con i principali
fieldbus standard, quali Profibus, Canopen e Devicenet, Profinet (slave)
e Bacnet.
Pilz Italia
ai programmatori di alto livello, con l’uso dei sei linguaggi standard
secondo la normativa IEC 61131-3, per programmazione multipla
o individuale. La connettività in rete a livelli importanti è assicurata
dalla funzionalità Ethercat master. Inoltre, per ampliare le possibilità
di utilizzo, sono anche presenti funzionalità di comunicazione Modbus/
TCP server su porta Ethernet e Modbus/RTU master e slave su porta
seriale. Sono supportati contemporaneamente più protocolli CoDeSys
in rete Ethernet per la programmazione e l’uso con pannelli HMI e
applicativi su PC.
Una visualizzazione web nativa per Intranet e Internet completa la fruibilità dei dati trattati dal prodotto, sostituendo di fatto l’esigenza di architetture più complesse. La raccolta dati per tempi lunghi può avvenire
su un supporto di memoria USB esterno. Un dispositivo multifunzionale
di questa portata, con un elevato grado di compatibilità verso prodotti
di molte altre marche grazie allo standard di programmazione prescelto
e con funzionalità in continua evoluzione per un approccio sempre migliorativo, può semplificare le operazioni di programmazione, messa in
servizio, assistenza e manutenzione. Si tratta dunque di una famiglia
di prodotti idonea a equipaggiare gli impianti più avanzati.
36
Pilz (www.pilz.it) ha ampliato la gamma della serie di I/O remoti di sicurezza PSSuniversal: la nuova interfaccia di comunicazione dispone di
collegamento a Profibus/Profisafe permettendo l’utilizzo del controllo
PSSuniversal multi nelle architetture basate su CNC, in modo da semplificare la gestione delle funzioni di sicurezza. Gli utilizzatori possono
così disporre di uno strumento semplice da configurare per il controllo
delle funzioni di sicurezza delle macchine, interfacciato direttamente
con le funzioni locali gestite dal controllo assi.
La combinazione delle funzioni di sicurezza delle macchine e del
controllo degli assi è particolarmente interessante per gli utilizzatori
di sistemi multi-asse, come per esempio nelle macchine utensili. È
infatti possibile collegare il controllo di sicurezza PSSuniversal multi
con un sistema CNC di sicurezza o motion control (MC), per esempio
via Profisafe, e gestire le funzioni di sicurezza con un’unica dorsale
di comunicazione. Le informazioni del trasduttore di velocità e posizione dei diversi assi vengono quindi gestite dal sistema CNC o MC
e possono essere trasmesse a PSSuniversal multi per implementare
ulteriori funzioni di sicurezza. La configurazione e la programmazione
dei controlli PSSuniversal multi sono realizzate con l’editor grafico di
programmi PASmulti, che dispone di un’ampia libreria di moduli software standard e failsafe certificati e garantisce semplicità di gestione
ed elevata riusabilità.
PSSuniversal multi può contribuire alla riduzione dei costi e della complessità architetturale degli I/O in campo grazie alla possibilità di collegare direttamente al sistema interfacce I/O standard. Questi segnali
possono sia essere gestiti dal controllo locale, sia essere semplicemente reindirizzati al sistema CNC attraverso il collegamento fieldbus
esistente per mezzo di una speciale ‘funzione di bypass’.
Grazie a PSSuniversal multi è dunque possibile unire periferia standard e di sicurezza in un’unica infrastruttura, hardware e di rete di
comunicazione. I sistemi PSSuniversal multi fanno parte del sistema
di automazione PSS 4000 di Pilz, che comprende controlli standard,
di sicurezza, diagnostica a visualizzazione, controllo del movimento e
interfacce uomo-macchina.
Rockwell Automation
La scalabilità della famiglia di controllori Allen-Bradley Logix, la piattaforma di controllo alla base della Integrated Architecture di Rockwell
Automation (www.rockwellautomation.it), è stata estesa con i controllori programmabili di automazione (PAC) CompactLogix L1, L2 e L3,
progettati per fornire una soluzione modulare ad alte prestazioni e per
applicazioni di piccole e medie dimensioni. Caratterizzata da prestazioni e modularità elevate, risulta perfetta per le applicazioni di controllo macchina di piccole dimensioni, che potrebbero, in prospettiva,
dover rispondere alla necessità di integrazione in linee di produzione.
Parte integrante della Integrated Architecture, i nuovi controllori offrono agli utenti una scelta di opzioni scalabili e sfruttano un ambiente
di sviluppo unificato per le varie discipline di controllo, che mantiene
le stesse capacità informative dei controllori Logix di maggiori dimensioni. I controllori CompactLogix sono disponibili con uno switch integrato con due porte Ethernet su tutte le unità e supportano anche
topologie di rete ad anello con protocollo DLR, con conseguente semplificazione nell’integrazione dei componenti del sistema di controllo e
riduzione dei costi. Questa soluzione offre un protocollo ‘resilient’ per
evitare la perdita della comunicazione fra i nodi in caso di interruzione
fisica della rete. I controllori dispongono anche di funzionalità opensocket TCP, che consentono il supporto di dispositivi TCP/IP quali stampanti e lettori di codici a barre e permettono di implementare semplici
protocolli quali Modbus TCP.
Schneider Electric
Il nuovo Modicon M580 è il primo ‘e.PAC’ di Schneider Electric (www.
schneider-electric.it) , un concentrato di innovazione che combina il meglio delle tecnologie con le necessità dei clienti orientati a raggiungere
produttività ed efficienza dei processi industriali. Nato dall’esperienza
di Modicon, riprende le caratteristiche dimensionali ed ergonomiche
del PLC/PAC Modicon M340 e, grazie ai suoi nuovi backplane con con-
nessione Ethernet diretta e nativa, permette l’utilizzo di nuove architetture in completa conformità con gli standard Odva e FDT/DTM. In
termini di prestazioni le nuove CPU della famiglia Modicon M580 sono
dotate di processori Dual Core di ultima generazione, che permettono
di ottenere alte prestazioni per elaborazione dati e sincronismo sulle
comunicazioni Ethernet. La completa integrazione hardware e software con le famiglie di I/O Modicon X80 (M340) e Modicon STB garantisce un ampio catalogo per la scelta delle funzionalità più adatte,
assicurando scalabilità e coerenza della soluzione e delle architetture
Ethernet. Infine, la funzionalità di cyber security integrata e certificata
secondo i più recenti standard garantisce la massima sicurezza dei
dati e la protezione da accessi indesiderati. I PAC Modicon M580 sono
completamente integrati all’interno del software Unity Pro, in continuità con tutti gli altri PAC/PLC presenti in offerta. Si potrà quindi riutilizzare l’ingegneria e le applicazioni sviluppate per altri Modicon PAC/
PLC, nonché beneficiare di tutti i servizi e funzionalità aggiunte nelle
nuove release software.
Servotecnica
Uno dei paradigmi che spesso si presenta sul mercato dell’automazione è legato al concetto di centralizzazione/decentralizzazione
dei sistemi di controllo. Lsis, distribuita in Italia da Servotecnica
(www.servotecnica.it), presenta il nuovo controllo Ethercat master
che offre entrambe le possibilità a livello di configurazione e gestione.
La filosofia a rack sposata dalla casa coreana rende inoltre possibile
avere tutte le funzioni di realtime legate al sistema multitasking e al
37
Fieldbus & Networks
contempo decentralizzare il sistema di controllo del motion sulle diverse diramazioni della rete. Il master Ethercat XFG-M32 consente il
controllo di fino a 32 assi reali e quattro assi virtuali; sono disponibili
on-board due encoder e otto segnali digitali di ingresso e uscita.
Le modalità operative sono differenti: posizione, velocità, torque sia
single sia multiasse, con tempi ciclo variabili da 1 ms fino a 4 ms.
Tutti i ‘Functional Block’ sono compatibili con lo standard PLC Open e
programmabili con il linguaggio standard IEC 61131-3. Le camme elettroniche sono configurabili mediante il tool d’interfaccia XG-PM in maniera grafica e immediata. Lo standard non riguarda solo il linguaggio
di programmazione e l’interfaccia verso l’utente, ma coinvolge in un discorso globale anche gli azionamenti. I drive sono standard e certificati
(Conformance Test Tool), sia per i profili supportati per Ethercat (DS402
CoE e FoE), sia per gli aspetti di sicurezza (IEC 61508). La gamma parte
dalle taglie più piccole (50 W) con elettronica integrata, fino alle taglie
di 3,5 kW, con la tipologia distribuita azionamento/motore. Il sistema
si completa con un’ampia serie di microcontrollori che hanno funzioni
built-in per il controllo di motori stepper ed encoder.
Siemens
Con il lancio di Simatic S7-1500 la Divisione Industry Automation di
Siemens (www.siemens.it) introduce una famiglia di controllori di
nuova generazione per le macchine di fascia medio-alta e per gli impianti. Questa generazione di controllori è caratterizzata da elevate
prestazioni ed efficienza. Tra le caratteristiche più importanti figurano
cazioni di medio livello nell’automazione delle macchine e degli impianti; la CPU 1518-4PN/DP è ora il dispositivo più potente all’interno
della gamma del controller ed è pensata per applicazioni high-end. Il
firmware V1.5, disponibile per le CPU esistenti, amplia notevolmente le
funzionalità di tutti i controllori S7-1500, per esempio con la funzione di
‘Option Handling’ su configurazione centrale e con le prime funzionalità
di ‘Team Engineering’.
Sistemi Avanzati Elettronici
La serie Xpac-8000, di ICP-DAS distribuita in Italia da Sisav-Sistemi
Avanzati Elettronici (www.sisav.it), rappresenta una nuova generazione di PAC. A bordo si trova il processore Intel Atom Z510 (1,33
GHz), SO Windows Embedded 2009, caricato su flash interna saldata
su scheda, e numerose porte di comunicazione. Possiede quattro porte
USB e una porta VGA, che permettono il collegamento sia di monitor e
tastiera/mouse durante la fase di debug del software di controllo, sia
di un pannello operatore
(HMI) che facilita l’interfacciamento tra operatore
e macchina. Grazie alle
interfacce RS232/485 e
Gigabit Ethernet la soluzione si presenta come un
sistema aperto, capace
di dialogare con il mondo
esterno senza l’aggiunta
di hardware e protocolli
creati ad hoc. Un’altra
feature è costituita da una vasta gamma di moduli I/O di espansione,
da uno a sette a seconda dei modelli, che si possono montare sugli
slot. Grazie a essi è possibile integrare sulla serie Xpac-8000 svariate
combinazioni di I/O digitale, analogico, motion control, ingressi RTD,
termistori e molto altro. Completano le caratteristiche del prodotto il
range di temperatura operativa esteso (da -25 a 75 °C), la possibilità di
montaggio su guida DIN o a muro, il doppio DC/DC interno ridondato
con generazione di allarmi in caso di fail e un supporto software completo e dettagliato disponibile gratuitamente sul sito del costruttore.
Tecnint HTE
diverse funzionalità integrate di serie facilmente implementabili, tra
cui motion control, ‘security integrated’ per la massima sicurezza informatica e ‘safety integrated’ per la sicurezza delle applicazioni. Maggiore efficienza è data dal progetto innovativo, per un funzionamento
semplice e una messa in servizio sicura, dalle funzioni di diagnostica
dello stato dell’impianto facilmente configurabili e dall’integrazione in
TIA Portal, che consente di ridurre i costi di progetto.
La nuova generazione di controllori Simatic S7-1500 verrà lanciata sul
mercato in più fasi. Il portafoglio iniziale è costituito dai tre tipi di CPU
1511, 1513 e 1516 per la fascia di potenza media, con diverse caratteristiche prestazionali, che si differenziano per esempio nel numero
di interfacce, nella velocità nelle operazioni a bit e nella dimensione
del display e della memoria dati. Recentemente, il controller Siemens Simatic S7-1500 ha ampliato la propria gamma con due nuove
CPU standard e due CPU failsafe; queste ultime, 1518-4 F-PN/DP e
1516-3F-PN/DP (Profinet/Profibus DP), appartengono alla gamma di
fascia alta. La CPU 1515-2 PN (Profinet) è invece progettata per appli38
I dispositivi PLC della famiglia Modular I/O System
costituiscono la soluzione
proposta da Tecnint HTE
(www.tecnint.it) per applicazioni industriali e tecnologiche di automazione,
acquisizione e gestione
che richiedono particolare
robustezza e affidabilità nel tempo. L’architettura, molto flessibile,
permette di generare configurazioni in grado di soddisfare diverse esigenze applicative, consentendo la realizzazione di controlli locali ma
anche distribuiti, sfruttando le potenzialità di espansione dell’I/O su
bus di campo con protocollo Modbus su rete Ethernet o seriale RS485,
oppure in Canbus. Le CPU sono dotate di kernel realtime/multitasking
per garantire prestazioni elevate: il software può essere personalizzato
da parte dell’integratore di sistema e adattabile a diversi contesti hardware, consentendo grande flessibilità applicativa e anche upgrade di
impianti esistenti.
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Fieldbus & Networks
I PLC sono programmabili in linguaggio C o con i linguaggi PLC-like
conformi allo standard IEC 61131-3. I moduli di I/O, di tipo digitale,
analogico, encoder/counter/stepper/PWM, sono disponibili in diversi
tagli e versioni, così da rendere più semplice e mirata la configurazione
del nodo di controllo. Ogni modulo è totalmente isolato dal punto di
vista elettrico; i connettori con terminazioni-contatti a crimpare sono
stati pensati per agevolare il cablaggio con un’unica manovra di inserimento. Modular I/O System è anche disponibile in versione omologata
EN 50155 per applicazioni ferroviarie, con kit meccanico di fissaggio
anti urti/vibrazioni per installazioni a bordo treno, ed è inoltre ingegnerizzato in conformità alle normative CEI 11170-3 +FA:2007 ed EN
45545-5:2013 (fuoco e fumi).
TEX Computer
Tra i vari membri della famiglia di Programmable Automation Controller sviluppata
da TEX Computer (www.
texcomputer.com), Power K
è sicuramente il prodotto più
fortemente orientato all’uso
di fieldbus in quanto, nella
scheda madre di circa 200
cm2, sono concentrate le risorse necessarie per gestire
al meglio: l’interfaccia HMI basata su display LCD con touchscreen e
supporti di memoria USB/compact flash organizzati in FAT a 32 bit; il
programma PLC, utilizzando sia una discreta dotazione locale di I/O
analogici e digitali, sia un’ampia scelta di I/O remotabili via fieldbus
Canopen con profili CiA 401 (I/O) e CiA 406 (encoder); il programma
CNC/motion, sviluppabile sia in linguaggio ISO (per macchine utensili)
sia Macro (per robotica), in grado di dialogare verso azionamenti intelligenti in Canopen (CiA 402) o Ethercat (CoE). In alternativa a Ethercat
è disponibile anche l’interfaccia Mechatrolink-II, uno dei fieldbus dedicati al motion control più diffusi in Oriente. Infine, è possibile gestire
le reti informative basate su Ethernet 10/100T, utilizzando i protocolli
standardizzati TCP/IP, FTP, Modbus TCP e le funzioni OPC server (lato
host) e web server (lato controllore). Da sottolineare che, grazie alla
specifica architettura del sistema operativo realtime ‘Power’, gli assi
possono essere interpolati anche utilizzando contemporaneamente sia
azionamenti collegati in Canopen, sia in Ethercat (o in alternativa in
Mechatrolink-II).
Vipa Italia
Le CPU Slio proposte da Vipa Italia (www.vipaitalia.it), di taglia media,
si collocano nella fascia coperta dai sistemi 1200/1500 e 151-8 del
40
maggiore produttore di PLC programmabili con Step7 e TIA. Basate
sulla tecnologia Speed7 col nuovo Asic 7100 di Profichip, presentano
una memoria di lavoro espandibile dai 32 kb fino ai 512 kb, una velocità di elaborazione per operazioni a bit 20 ns (0,02 μs), per operazioni
word 120 ns (0,012 μs), per operazioni a virgola fissa 10 ns (0,01 μs),
per operazioni a virgola mobile 60 ns (0,06 μs), caratteristiche offerte
dalla tecnologia Speed7.
L’innovazione riguarda soprattutto le configurazioni delle CPU: le due
versioni hardware base danno origine a 24 tipi di configurazioni possibili semplicemente acquistando un codice installato su SD card, con un
enorme vantaggio nei costi di stoccaggio; in un momento successivo
si possono implementare le funzioni di espansione memoria o le connessioni fieldbus. In pratica, la CPU, che ha a bordo una flash interna
per la ritenzione del programma e dei dati, può accogliere una SD card
per un ulteriore backup esterno, nella quale Vipa può caricare un particolare codice che amplia le caratteristiche della CPU come memoria
o interfacce disponibili.
L’hardware delle CPU si inserisce nel bus di collegamento con gli I/O
di Slio, che può sostenere fino a 64 moduli in linea all’eccezionale
velocità di 48 Mbps, con una varietà molto ampia di moduli digitali,
analogici e funzionali; inoltre, le CPU vengono fornite col modulo di
alimentazione incorporato e removibile.
Wago Elettronica
Wago (www.wago.com) ha aggiunto i nuovi controllori della serie
PFC200 a Wago-I/O-System 758/750. Nello specifico, i controllori
PFC200 sono basati su un sistema operativo Linux realtime e si uniscono alla piattaforma
di automazione compatta, potente e molto
versatile di Wago. Con
questa serie l’azienda
risponde alla crescente
necessità di controllori
salvaspazio, essendo
in grado di gestire una
comunicazione con sistemi di basso e alto livello, oltre alle normali
applicazioni PLC.
Dotati di processore
Cortex-A8, gli PFC200
sono compatibili con
tutti i controllori e i
moduli di Wago-I/O-System 750; con memoria Sdhc, senza ventole e senza batterie, i controllori sono esenti da manutenzione ed estremamente robusti. Possono
essere configurati tramite il web server incorporato (Web-Based Management), l’ambiente di programmazione CoDeSys (IEC 61131-3) o la
finestra di configurazione (Linux console).
Non viene richiesta nessuna conoscenza specifica del sistema operativo. I controllori dispongono di due porte Ethernet e, a seconda
del modello, di interfacce di comunicazione con diverse funzionalità:
RS232/485, CAN, Canopen o Profibus DP slave; supportano Dhcp,
DNS, Sntp, FTP, Telnet, http e Modbus TCP/UDP per la comunicazione
con sistemi di livello superiore. Inoltre, i protocolli SSH e SSL/TLS sono
forniti come caratteristiche standard, permettendo così connessioni
sicure tramite http o Ftps.
Remote Management of industrial equipment
&RQÀJXUDELOHRYXQTXH
&RQ 1HWELWHU 5HPRWH$FFHVV SXRL FRQ¿JXUDUH HG HIIHWWXDUH LO
GHEXJDGLVWDQ]DGHOWXR3/&GLVSRVLWLYRRLPSLDQWRGDTXDOVLDVL
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UHPRWDVLFXUDIUDLOGLVSRVLWLYRHLOWXR3&&RQ¿JXULSURSULRFRPH
VH IRVVL FROOHJDWR DO WXR GLVSRVLWLYR GLUHWWDPHQWH VXO FDPSR
5LGXFLJOLLQWHUYHQWLRQVLWHHRWWLPL]]LLOVHUYL]LRFOLHQWL
ZZZQHWELWHUFRP
Fonte: www.osti.gov
Fieldbus & Networks
di Evaldo Bartaloni (**), Luca Guidi (*),
Daniela Pestonesi (*)
O
ggigiorno, i sistemi di controllo di importanti processi
industriali sono sempre più
integrati con il tradizionale
sistema informativo aziendale e fanno uso di tecnologie standard.
La maggior parte dei servizi di supervisione, diagnostica e manutenzione sulle
apparecchiature di controllo di processo
viene eseguita in remoto. In pratica, l’uso
intensivo delle moderne tecnologie di informatica e telecomunicazioni ha aperto
nuove strade per lo svolgimento di attacchi. Il paradosso è che più si utilizzano i
sistemi ICT, più aumenta la probabilità di
intrusioni da parte di soggetti malintenzionati esterni e interni. Una violazione
dell’integrità, della disponibilità o anche
della riservatezza dei dati può produrre
danni significativi al patrimonio delle
aziende e, quando si tratta di infrastrutture critiche, i rischi si estendono all’intera società. Le organizzazioni devono
quindi affrontare le minacce alla sicurezza provenienti da una vasta gamma di
fonti e sono vulnerabili a virus e attacchi
di pirateria di varia natura. La sicurezza
informatica ottenibile esclusivamente
mediante mezzi tecnici non è sufficiente,
ma deve essere sostenuta da policy e
procedure.
Trent’anni di minacce
È passato molto tempo da quando fu
creato il primo virus per PC. Era il 1986
quando i fratelli pakistani Amjad Farooq
Alvi e Basit Farooq Alvi crearono il primo
virus; il mondo era molto diverso da oggi
e i fratelli Alvi, che addirittura inserirono
i propri riferimenti, non avevano cattive
intenzioni. In realtà, sembra che il primo
‘attacco’ a un sistema di controllo industriale risalga a circa quattro anni prima.
Thomas C. Reed, segretario di Ronald
Regan, ha descritto nel suo libro “At the
abyss: An Insider’s History of the Cold
42
QUALE SICUREZZA?
COME FRONTEGGIARE MALWARE, VIRUS E
TENTATIVI DI INTRUSIONE GARANTENDO CHE LA
RETE SIA SICURA E PROTETTA: STANDARD E LINEE
GUIDA
War”, come gli Stati Uniti abbiano organizzato un vero e proprio sabotaggio
all’Unione Sovietica tramite un software
Scada manipolato. Lo Scada era quello
che gestiva il gasdotto trans-siberiano;
nel libro si cita un’esplosione da 3 kiloton avvenuta nel giugno 1982 in Siberia
come risultato di questa azione.
Da allora tante cose sono successe e gli
‘incidenti’, grandi e piccoli, ai sistemi di
controllo industriali sono ormai all’ordine
del giorno.
Siamo passati dagli hacker dilettanti agli
hacker professionisti, poi alle bande organizzate e al cyber-crime, fino alla vera
e propria cyber-war. In molti hanno sentito parlare di Stuxnet, un worm estremamente sofisticato scoperto nel 2010
e destinato a mettere fuori servizio gli
impianti di arricchimento dell’uranio iraniani; forse in pochi conoscono Duqu e
Flame, che rappresentano l’evoluzione di
Stuxnet e sono stati definiti “Two cyber
weapons unleashed by same master” a
ribadire il fatto che Stuxnet ha rappresentato un vero e proprio salto di qualità
nel mondo della cyber-war.
L’ICS-Cert, che è il Cyber Emergency
Response Team dei sistemi di controllo
industriali gestito dal Department of Homeland Security americano, ha recentemente pubblicato un rapporto che rende
noto l’aumento enorme del numero di
infrastrutture che hanno subito attacchi
o incidenti informatici negli ultimi anni.
Il numero di tali incidenti è aumentato
da 41 nel 2010 a 198 nel 2011 e questi
dati sono verosimilmente di gran lunga
inferiori a quelli reali, perché la maggior
parte delle infrastrutture critiche è di proprietà privata e la notifica degli incidenti
all’ICS-Cert è volontaria.
Cosa si sta facendo
nel mondo per affrontare
il problema?
La stragrande maggioranza dei produttori
di Scada hanno iniziato ad affrontare i rischi di minacce informatiche attraverso
lo sviluppo di linee di firewall industriali
specializzati e soluzioni VPN per reti
Scada basate su protocollo TCP/IP. Inoltre, vengono implementate applicazioni
per sistemi di controllo capaci di prevenire le modifiche non autorizzate e le cui
prestazioni non vengono compromesse
dalle scansioni dei comuni antivirus.
Gli utenti finali, d’altra parte, iniziano a
chiedere stringenti requisiti di sicurezza
nelle specifiche tecniche dei sistemi di
controllo.
Nel documento “Strategic Analysis of
the World Scada Market” di Frost &
Sullivan, si indica un fatturato di 4.585
milioni di dollari nel 2009 nel settore
della cybersecurity e si stima che si raggiungeranno 6.902 milioni di dollari nel
2016. I rischi informatici alla rete elet-
Fonte: www.osti.gov
trica richiederanno alle utility di effettuare nuovi investimenti significativi in
sicurezza informatica per ICS; la stima di
Pike Research è di passare dai circa 300
milioni del 2011 a quasi 700 milioni di
dollari all’anno entro il 2018.
Linee guida e standard
La buona notizia è che oggi le aziende
hanno a disposizione una risposta ai
loro problemi: si tratta di standard, linee
guida e best practice.
La necessità di sviluppare metodologie
specifiche in grado di fornire risposte
adeguate è nata parecchi anni fa. Per
il settore della generazione elettrica, il
gruppo WG15 di TC57 di IEC ha affrontato in modo specifico tali esigenze e,
con il Report IEC TR 62210 del maggio
2003 ha proposto un approccio per l’analisi della sicurezza con speciale attenzione ai protocolli di comunicazione
definiti da tale commissione.
I gruppi di utenti e le attività di normazione che si occupano di questioni relative alla sicurezza nel settore dei sistemi
Scada sono cresciuti rapidamente negli
ultimi anni. Tutto ciò, da una parte rappresenta una buona notizia, poiché si
attesta che la sicurezza è una questione
importante, dall’altra, genera una giungla di norme e linee guida. Una rassegna sui recenti sforzi per realizzare tali
norme è stata fatta all’interno del Progetto ESCoRTS (“A European network
for the Security of Control and Real-Time
Systems”) finanziato dalla Comunità
Europea e coordinato da CEN - Comité
Européen de Normalisation. In totale
sono stati individuati e analizzati 37 fra
standard, direttive e altri documenti che
hanno rilevanza per gli operatori o per i
fornitori nel settore della sicurezza informatica dei sistemi di controllo. Tredici
sono standard o linee guida internazionali, quattordici sono fornite dai comitati
degli Stati Uniti e dieci sono definite da
gruppi europei.
Tra i documenti più
rilevanti figurano...
ISO 27000 “Information technology - Security techniques - Information security
management systems”: ISO (International Organization for Standardization) è
la maggiore organizzazione internazionale di standard: ne ha pubblicati più di
19.500. Questa famiglia di standard, di
tipo ‘general purpose’, ha l’obiettivo di
definire il sistema di gestione della sicurezza delle informazioni. È quindi simile
alla famiglia ISO 9000 per la qualità e
ISO 14000 per l’ambiente e non è specifico per i sistemi di controllo industriali.
ISA99/IEC 62443 “Industrial Automation
and Control Systems Security”: ISA (International Society of Automation) lavora
da anni alla produzione della famiglia di
standard ISA99, di carattere generale
ma indirizzato ai sistemi di controllo industriale e quindi, proprio per questo, più
utile alle aziende che devono affrontare
il problema di cybersecurity dei loro impianti. Purtroppo, dei trecidi documenti
previsti, solo un numero esiguo è stato
pubblicato; molti sono in bozza per commenti.
A seguito di un accordo con IEC questo standard appare ora come ISA/IEC
62443. Nist 800-82 “Guide to Industrial
Control Systems Security”: il National
Institute of Standards and Technology
(Nist) è un’agenzia federale USA che sviluppa e promuove misurazioni, standard
e tecnologie, molto attiva e prolifica
anche in materia di cybersecurity. A differenza del documento Nist 800-53 dedicato ai sistemi IT tradizionali, 800-82 è
indirizzato al mondo dell’automazione industriale; fornisce una panoramica degli
ICS e delle tipologie tipiche di sistema,
identifica le minacce e le vulnerabilità
tipiche di questi sistemi, fornisce le contromisure di sicurezza raccomandate per
ridurre i rischi associati.
Cpni “Good practice guide - Process
control and Scada security”: il Center for
the Protection of National Infrastructure
è stato formato in UK dalla fusione di
Niscc - National Infrastructure Security
Co-ordination Centre con Nsac - National Security Advice Center, una parte
del noto servizio di sicurezza del Regno
Unito MI5. Le linee guida sono costituite
da sette documenti di ‘best practice’ specifici per i sistemi di controllo industriali
emessi da tale organismo, attivo per la
protezione delle infrastrutture critiche in
un importante paese europeo. Nel settore elettrico, senza dubbio uno dei più
avanzati per quanto riguarda l’implementazione di misure di sicurezza, è da prendere come riferimento anche lo standard
Nerc CIP, costituito da nove documenti
ed emesso dal National Electricity Reliability Council, cioè l’organismo che
regola l’affidabilità del sistema elettrico
USA. Contiene raccomandazioni rilevanti
per gli operatori del sistema elettrico
negli Stati Uniti adottati dalla Federal
Energy Regulatory Commission nel 2006
e resi obbligatori per le utility americane.
Qualche riflessione…
Una prima considerazione da fare è che
nessun singolo standard copre tutti gli
aspetti, dal progetto all’implementazione
e all’esercizio di sistemi di controllo ‘sicuri’.
La seconda considerazione è che esistono
molte sovrapposizioni e ciò può dar luogo
a indicazioni quantomeno non coincidenti.
Resta, quindi, a carico delle singole aziende
la scelta dell’adesione a uno degli standard
proposti o la possibilità di selezionare parti
di interesse da più documenti al fine di un’elaborazione personalizzata di linee guida da
applicare all’interno dei propri confini. Da
un punto di vista pratico, le contromisure da
intraprendere per aumentare il livello di security della propria infrastruttura dipendono
poco dalla soluzione prescelta. Adottando
uno standard molto generale si avrà più
libertà nel definire i dettagli, mentre con
linee guida specifiche avremo già prescrizioni molto dettagliate che, però, dovremo
verificare se coprono tutto il perimetro d’interesse. In ogni caso, per un’efficace azione
di abbattimento del rischio si dovranno trattare tre grandi capitoli: governance, host,
network.
• Nel capitolo della governance dovrà essere descritto come definire organizzazione
e responsabilità in materia di security, strategie, processi e procedure.
• Nel capitolo degli host si dovranno affrontare le seguenti categorie di requisiti:
controllo accessi, gestione dell’esercizio e
acquisizione, sviluppo e manutenzione dei
sistemi.
• Nel capitolo del network si parlerà di architettura, sicurezza perimetrale e protocolli,
gestione dell’esercizio delle reti e gestione
degli accessi ai sistemi connessi.
Ma quanto mi costi?
La domanda che le aziende si pongono è:
“Ma quanto costa mettere in sicurezza i
sistemi di controllo degli impianti industriali?”. Non è possibile fornire una risposta valida in generale. Sicuramente è
fondamentale fare delle stime dei costi che
possano essere messe a confronto con i rischi, o più precisamente, con la diminuzione
dei rischi che si ottiene con l’investimento in
security. Proprio su questo tema è in corso
un progetto europeo che ha l’obiettivo di
fare queste valutazioni per le infrastrutture
critiche della produzione e trasmissione di
energia elettrica: “Emerging Security Standards to the EU power Network controls
and other Critical equipment (Essence)”.
(*) Enel Ingegneria e Ricerca SpA
(**) Comitato Tecnico AO e F&N
43
static.thetechjournal.net
Fieldbus & Networks
di Ilaria De Poli, Paolo Ferrari (*)
L
a security, ossia la ‘cyber’ sicurezza a livello di reti industriali,
è stata per molto tempo una tematica poco considerata. È vero
infatti che non tutti gli accessi
non autorizzati sono da attribuirsi a malintenzionati, ma è altrettanto vero, nonché
auspicabile, che eventuali intromissioni
nei sistemi appartenenti al mondo manifatturiero non debbano mai influire né
interferire con i processi.
Quando parliamo di security in realtà parliamo di una materia dai molteplici aspetti,
che assumono un’importanza più o meno
determinante in base al tipo di applicazione con cui abbiamo a che fare. Uno di
tali aspetti, punto chiave per le reti industriali, consiste nella robustezza dei dispositivi in uso, un altro riguarda la maggiore
o minore facilità di accesso alle reti e ai sistemi, un altro ancora concerne il controllo
di tali accessi. Le questioni in gioco sono
molte, ragion per cui non esiste ‘la’ soluzione di sicurezza per eccellenza: il sistema
di security ‘migliore’ sarà quello maggiormente confacente all’applicazione considerata, in base a ciò che si vuole ottenere
nello specifico caso. Esistono poi molte
protezioni possibili, ma magari troppo costose per la specifica applicazione, oppure
impossibili da realizzare in certi ambiti. È
dunque fondamentale prima di tutto scegliere cosa proteggere e come.
44
FACCIAMOCI FURBI!
TEMA CONTROVERSO, SPESSO DI DIFFICILE
APPLICAZIONE NELLA PRATICA, LA SICUREZZA
COSTITUISCE SEMPRE PIÙ UN PUNTO CRUCIALE
ANCHE PER LE RETI DI AUTOMAZIONE.
VEDIAMO COME USARE IL BUON SENSO
Le linee guida per
Profibus e Profinet
Profibus & Profinet International, l’associazione che si occupa di promuovere le
tecnologie Profibus e Profinet a livello
globale, ha stilato in materia delle ‘Linee
guida’, ossia dei principi ai quali gli utenti
possono ispirarsi per realizzare reti ‘sicure’. Vi si suggerisce, per esempio, di
adottare sistemi “semplici, ma non banali”, utilizzabili da tutti anche dai non
esperti, da chi non conosce il funzionamento della macchina, quindi dai semplici
operatori. Inoltre, si consiglia di impiegare
soluzioni il più possibile uniformi, quindi
intuitive e immediate. Creare regole ad
hoc per ogni avvenimento, infatti, rischia
di rendere il sistema troppo complesso,
favorendo le dimenticanze da parte di chi
lo deve utilizzare. In tal modo, il sistema
diventa molto vulnerabile. Una metodologia efficace deve essere comprensibile a
tutti: tutti devono capire come funziona e
poter proporre eventuali migliorie.
Altro punto centrale: le questioni di sicuMAGGIO 2014 FIELDBUS & NETWORKS
rezza non si ‘esauriscono’ nel tempo. Ragion per cui le ‘policy’ di sicurezza devono
essere sempre valide e devono essere
‘ricordate’ nel tempo; le soluzioni devono
essere sempre aggiornate e riviste in un
processo ‘circolare’ di revisione continua,
che non ha mai fine. Quando infatti si è
approntato un sistema, si deve procedere
all’audit dello stesso e verificarne la validità, correggendo quindi le problematiche
evidenziate. Per questo le organizzazioni
devono nominare i responsabili di tale
processo, definire le procedure di sicurezza e strutturarsi per reagire a eventuali attacchi in modo efficace e pronto.
A livello IT, dove di sicurezza si è sempre
parlato, le aziende si sono fin da principio
dotate di personale dedicato per gestire
questi aspetti.
Oggi, molte reti industriali adottano sistemi basati su Ethernet, lo stesso tipo
di protocollo impiegato in ambiente ‘office’, non bisogna però compiere l’errore
di credere che si tratti della stessa cosa:
gli obiettivi di una rete IT e di una rete
industriale sono differenti, così come gli
apparati connessi. In campo manifatturiero, innanzitutto, i sistemi di sicurezza
non devono mai entrare in conflitto con le
esigenze dell’automazione. E un sistema
di automazione deve prima di tutto essere
sempre disponibile, non devono esserci
eventi in grado di bloccare la produzione,
come invece può tranquillamente succedere nell’ambiente d’ufficio: se un server
è sotto attacco, lo posso disconnettere
per riavviarlo in seguito, tutt’al più perderò qualche mail… Inoltre, i sistemi
di automazione sono pensati per fornire
sempre le massime performance possibili, il che si scontra inevitabilmente con
l’adozione di soluzione di sicurezza ‘assolute’: i tempi devono essere calibrati
in modo da consentire il massimo della
produttività, raggiungendo un livello di
sicurezza ‘ragionevole’. Questo ovviamente non vale nel mondo IT, per esempio quando si parla di ambito bancario
o assicurativo, dove la sicurezza deve
essere sempre al massimo, anche a scapito della continuità del servizio. Al limite
preleverò dal Bancomat quando questo
sarà nuovamente operativo, ciò che conta
è che i dati del mio conto siano al sicuro!
Infine, i dispositivi impiegati in campo industriale e IT presentano caratteristiche
profondamente diverse: se nel mondo IT
ho server altamente performanti, in grado
di far girare algoritmi di sicurezza anche
complessi in poco tempo, altrettanto non
avviene nell’industria, dove spesso si rinuncia ad avere apparati con core dalle
prestazioni elevate per contenere i costi.
Si adottano perciò componenti con caratteristiche computazionali non ad alta
velocità. Un’ulteriore differenza con il
mondo IT riguarda infine il livello di interazione uomo-macchine. In campo industriale essa deve essere continua, anche
in caso di malfunzionamento: se premo
un tasto e il sistema va in ‘tilt’, non può
semplicemente bloccarsi, ma deve dire a
chi di dovere come intervenire per ripristinare le giuste condizioni di lavoro.
Una sicurezza
‘ragionevole’
Come si arriva dunque a un livello di sicurezza ‘ragionevole’? Le linee guida prevedono tre punti da considerare: prima di
tutto prevedere i rischi connessi al tipo di
applicazione; quindi fare ‘ingegneria della
sicurezza’, verificando tutti gli apparati
aziendali in cui è inserito il sistema che
devo proteggere e controllarne il livello
di sicurezza; infine, vedere se il sistema
risponde agli obiettivi che ci si è preposti. E obiettivo primario di una soluzione
di sicurezza applicata all’automazione
è garantire la disponibilità del sistema,
sempre e ovunque, laddove in campo IT
è la riservatezza a costituire il primo dei
‘must’, seguita da integrità dei dati e solo
in ultimo dalla disponibilità. Da questo
punto di vista, per esempio, PI assicura
industriali certe soluzioni d’uso comune
nell’IT, per esempio resettare la rete, riconfigurarla o usare sistemi ‘beta’, che
oltretutto non sarebbero certificati come
richiesto dalla normativa. Per la stessa
ragione è impossibile pensare all’inserimento di patch o ad aggiornamenti
firmware e hardware ‘on the road’, che
necessiterebbero di test e ricertificazione.
Esempio di segmentazione della rete e creazione di DMZ
che un apparato Profinet che abbia superato il Security Level Test 1 è in grado
di sopravvivere a un attacco DoS-Denial
Oltretutto gli apparati di produzione non
sono di per sé ridondabili, in quanto ogni
macchina in fabbrica è unica e, inutile
L’utilizzo di VPN garantisce accessi sicuri alla rete
of Service e di ricominciare a operare
regolarmente al termine dell’attacco.
In particolare, se le richieste di servizio
sono eccessive, si può arrivare al blocco
dell’automazione, ma non appena esse
diminuiscono, l’apparato riprende a funzionare.
Abbiamo fin qui visto come non si possa
applicare all’automazione lo stesso approccio alla sicurezza che si usa per l’IT.
Se infatti la disponibilità viene prima di
tutto, non si possono applicare alle reti
dirlo, sarebbe oneroso duplicarla. Al
massimo vengono ridondati alcuni elementi della rete, per esempio per ovviare
a guasti dovuti a interruzioni materiali
sulla linea, come la rottura di un cavo, e
comunque la ridondanza aumenta necessariamente i costi dell’impianto. Definire
i rischi risulta dunque essenziale per capire in cosa realmente sia il caso di investire per ottenere la maggiore sicurezza
possibile. E i rischi da considerare sono
differenti da quelli in essere nel mondo
45
Fieldbus & Networks
IT, dove occorre guardarsi principalmente
dal furto di dati sensibili e da truffe che
possono portare alla perdita di denaro. I
pericoli legati invece al mondo industriale
sono ben più considerevoli e riguardano
direttamente la salute delle persone e la
tutela ambientale.
Le policy consigliate
Un sistema di gestione della sicurezza
efficace non può prescindere dall’attuazione di policy aziendali predefinite. Una
regola senz’altro da applicare consiste
nell’accompagnare sempre il personale
esterno sugli impianti e contraddistinguerlo non solo tramite badge, evitando
di lasciare chicchessia libero di agire
sugli apparati di produzione. Altro punto
importante riguarda la conservazione
dei dati d’impianto ‘sensibili’ e l’uso di
supporti quali chiavette e memorie USB,
L’implementazione di un sistema di sicurezza è un processo che non ha mai Àne
delle quali gli oggetti vanno considerati
‘simili’ per funzionalità. Una cella base
potrebbe per esempio essere una macchina dell’impianto. Una volta definita la
che i dati contenuti in una sottorete siano
soltanto leggibili e non scrivibili, oppure
posso prevedere delle zone di scambio
dati, tali da evitare il contatto diretto fra
LE DIFFERENTI PRIORITÀ DEI SISTEMI DI SICUREZZA IN AMBITO IT E INDUSTRIALE
Tempistica
Interazione uomo/macchina
Obiettivo primario
Mondo IT
variabile
discontinua
riservatezza dei dati
Mondo manifatturiero
fondamentale
continua
disponibilità del sistema
UN SISTEMA PROFINET SICURO:
- deve supportare la sicurezza anche degli apparati che non sono di per sé sicuri;
- deve funzionare in realtime isocrono
- deve garantire un’integrazione trasparente e cost efficient
- deve garantire la robustezza intesa come capacità di sopravvivere agli attacchi (di tipo DoS-Denial of Service)
e ricominciare a funzionare regolarmente al termine di essi (Security Test Level 1)
tablet ecc. È anche importante comprendere come si possa gestire la possibile
installazione di patch in caso di problemi
e se ciò comporti o meno un fermo del
sistema. Infine, la sicurezza è una questione che va trattata a livello di azienda,
non solo di personale dell’automazione,
né più né meno di come avviene, in questo caso, per il mondo IT.
Uno dei consigli che i maggiori esperti di
sicurezza danno è quello di ragionare a
partire dal concetto di ‘cella di automazione’, quale ‘blocco di base’ dal quale
partire per procedere a una ‘segmentazione’ della rete. Occorre dunque identificare, e ‘mappare’, prima di tutto quali
siano le ‘celle’ da proteggere, all’interno
46
cella, si passa a individuare gli ingressi
e i punti dai quali dipendono i servizi e
le funzionalità della cella stessa. Quindi
si identifica chi deve usare tali funzioni,
come e qual sia il livello di sicurezza che
si vuole/deve assicurare. Se una cella è
‘sicura’, ossia in linea con i criteri che ci
si è posti, vuol dire che tutti gli elementi
al suo interno sono in sicurezza, per cui
occorre proteggerla solo dall’esterno. In
tal modo, si può pianificare la suddivisione della rete in zone sicure, che vanno
poi protette da accessi esterni tramite
metodi di separazione fisica della rete
e logica. Posso quindi definire delle sottoreti dove determinati servizi vengono
bloccati. Per esempio, posso fare in modo
la parte ‘alta’ e quella ‘bassa’ della rete.
In breve, si istituiscono quelle che sono
state chiamate DMZ, Zone DeMilitarizzate. La segmentazione è la metodologia
più semplice da implementare per applicare il concetto di ‘Difesa in Profondità’:
un sistema ‘a cipolla’ che contempla diversi livelli di sicurezza.
Come si può dedurre da quanto descritto
esistono diversi metodi e tecniche per
implementare la sicurezza: tanti sistemi
diversi implementano metodi diversi e
diversamente efficaci. Una cosa non si
deve dimenticare: usare il buon senso e
un pizzico di furbizia!
(*) Comitato Tecnico di AO e F&N
Fonte: global.fncstatic.com
Fieldbus & Networks
CINQUE PASSI VERSO
LA SICUREZZA
di Jérôme Poncharal
L’
integrazione dei dati di produzione nel sistema informativo aziendale rappresenta
un vero e proprio vantaggio
competitivo. Tuttavia questa
apertura non è esente da rischi, in quanto
le attività di produzione sono generalmente
esposte a potenziali attacchi informatici.
Per questa ragione è di fondamentale importanza considerare l’implementazione
di soluzioni di sicurezza adeguate al sito
produttivo. Rockwell Automation ha provveduto alla messa a punto di un’offerta di
soluzioni ancora prima della pubblicazione
della norma IEC 62443, prevista entro i prossimi cinque anni. Il concetto base è quello
della ‘difesa in profondità’, invece di installare una singola linea di difesa, Rockwell
propone molteplici contromisure sviluppate
appositamente per gli ambienti di produzione, offrendo soluzioni che aiutano a
governare cinque aspetti vulnerabili di un sistema di controllo automatizzato: l’accesso
fisico al sito e alle apparecchiature di produzione, le reti, i PC e i server, le applicazioni e
le apparecchiature per l’automazione.
Cinque passi da compiere
Per impedire l’accesso fisico non autorizzato agli impianti, Rockwell Automation
offre un’ampia gamma di soluzioni di sicurezza basate su Rfid, così come su dispositivi di chiusura per apparecchiature di rete
attraverso il partner Panduit. Per quanto
riguarda poi la progettazione delle reti,
Rockwell Automation e Cisco hanno dise-
SE DA UN LATO L’INTEGRAZIONE DEI DATI DI
PRODUZIONE NEI SISTEMI INFORMATIVI AZIENDALI
COSTITUISCE UN SICURO VANTAGGIO, DALL’ALTRO
ESPONE LE STRUTTURE PRODUTTIVE AI RISCHI
TIPICI DELL’ICT
gnato e pubblicato modelli di architetture
di rete da implementare. L’idea principale
è dividere la rete in zone ermetiche utilizzando tecnologia Vlan. Le attrezzature che
devono comunicare vengono convogliate
nella stessa Vlan, mentre l’amministratore
di rete deve definire solo le regole di comunicazione tra queste zone sicure. Il concetto di una DMZ (Zona De-Militarizzata) è
quello di creare una zona ad alta sicurezza
che aiuti a garantire il collegamento tra il
sistema informativo aziendale e quello di
produzione. Disporre di un software antivirus e di sistemi operativi aggiornati è un
altro aspetto fondamentale per garantire la
sicurezza in profondità. Gli aggiornamenti
software devono essere installati sistematicamente, anche se possono causare interruzioni nel processo produttivo; per evitare
ciò, ogni volta che Microsoft pubblica una
patch, gli esperti di Rockwell eseguono su
questo elemento test di compatibilità e di
non regressione, prima di pubblicare una
nota sul sito web aziendale nella sezione
dedicata alla sicurezza. L’integrità delle applicazioni di controllo dipende invece dalla
gestione del database degli user. La suite
FactoryTalk di Rockwell Automation è un
software system-oriented che consente
ai clienti di gestire, autenticare e definire
dettagliatamente i privilegi di ogni utente
per ogni singolo asset, applicazione o apparecchiatura. Chi sono gli utenti autorizzati
ad accedere a quel controllore specifico?
Quali sono le operazioni che sono autorizzati a eseguire in base al loro ruolo o alla
loro posizione? In caso di perdita dei dati
di configurazione, il software FactoryTalk
AssetCentre può consentire il ripristino di
una versione precedentemente salvata del
sistema. Infine, la protezione delle apparecchiature (controllori, drive ecc.) richiede
molto più di un normale sistema di chiusura
delle cabine elettriche e per questo possono essere contemplate diverse opzioni,
al fine di prevenire l’intrusione di hacker e
il caricamento di software dannosi. Gli slot
liberi nello chassis di controllo, per esempio, possono essere sigillati per evitare
qualsiasi tipo di intrusione esterna. In più,
Studio5000, l’ambiente di programmazione
della piattaforma Logix, offre la possibilità
di criptare un programma e di proteggere
la proprietà intellettuale. Questo software
consente anche di proteggere l’accesso ai
dati, ostacolando l’intrusione degli hacker
e l’inserimento di dati falsi che potrebbero
danneggiare gli asset. La gestione delle
firme elettroniche dei programmi e delle
istruzioni può consentire di rilevare se è
stata apportata una modifica dannosa.
Per concludere, i prodotti e servizi giusti
possono aiutare i responsabili degli impianti a costruire sistemi di controllo automatizzati, integrati e ad alte prestazioni,
allo stesso tempo però possono far in modo
che i sistemi stessi siano conformi a tutti gli
aspetti inerenti i futuri standard di sicurezza
industriale.
Rockwell Automation www.rockwellautomation.it
47
di Joseph Benedetto
G
li attacchi informatici stanno
diventando sempre più
frequenti e complessi e la
crescente integrazione fra i
processi industriali e le reti
mette a rischio la sicurezza degli impianti
come mai prima: si devono implementare
misure di sicurezza complesse e la più importante in assoluto riguarda l’utilizzo dei
firewall di tipo industriale. È fondamentale
inserire elementi hardware e/o software
che in un’applicazione Ethernet industriale
possano garantire, per esempio, la separazione fra la rete di controllo, d’impianto e
aziendale e creare zone sicure all’interno
della rete di controllo. In una tipica installazione firewall la connessione dalla rete
d’impianto verso il firewall viene definita
porta o connessione ‘untrusted’. La porta
che connetterà alla rete di controllo è invece la connessione ‘trusted’. In base a un
insieme di regole, il firewall controllerà la
trasmissione dei pacchetti di dati, regolando il traffico per garantire la sicurezza.
Una volta identificati tutti i possibili punti
di accesso al sistema di controllo, si possono definire il numero e la posizione dei
firewall necessari, bilanciando la necessità di protezione e l’elevato throughput
dei dati necessario per garantire le performance richieste ai sistemi di controllo.
Come scegliere prodotti
e configurazioni?
Esistono diversi tipi di firewall di tipo
industriale; scegliere quello giusto, o
48
I PRINCIPI DA CUI
PARTIRE
ECCO ALCUNI PRINCIPI FONDAMENTALI DI
SICUREZZA INFORMATICA DA APPLICARE AGLI
AMBIENTI INDUSTRIALI PER PROTEGGERE LE
INFRASTRUTTURE CRITICHE
la combinazione di più tipi di firewall,
dipende dalle richieste specifiche delle
applicazioni presenti nell’impianto, dal livello tollerabile di rischio e dal potenziale
impatto di un attacco sul sistema.
Un firewall di ‘packet filtering’, per esempio, controlla ogni pacchetto in entrata
i pacchetti e i loro contenuti, ma può essere costoso e complesso da configurare.
Un ‘application proxy gateway’, d’altra
parte, offre il livello più elevato di sicurezza, esaminando e filtrando il traffico
sulla base di specifiche regole applicative e poi reindirizzandolo al device a cui
il traffico è destinato. Questo
tipo di firewall comporta però
dei ritardi che possono avere
un impatto sulle performance
della rete nel sistema di controllo.
Quando si seleziona e installa
un firewall è dunque necessario considerare la natura
dei dispositivi da proteggere,
nonché in che modo, nel loro
Figura 1 - Il Àrewall crea una barriera alle
normale funzionamento, posintrusioni esterne, consentendo le comunicazioni
sano essere accessibili. Se si
dati autorizzate con i componenti dei sistemi
vuole separare fisicamente la
e in uscita, verificando il suo indirizzo rete di controllo, la rete d’impianto e le
sorgente, l’indirizzo di destinazione, la reti aziendali, la soluzione più semplice è
funzione; accetta o rifiuta il messaggio installare un unico firewall nel punto di
basandosi su un insieme di norme prede- collegamento fra la rete di controllo e le
finite, le Access Control Lists (ACL).
altre reti. Nella configurazione indicata in
Un firewall di ‘stateful inspection’, in- figura 2, il firewall separa la rete dell’imvece, offre un livello maggiore di sicu- pianto e quella di controllo, non isola però
rezza e buone performance ispezionando il sistema PLC dalle interfacce HMI e dal
Fonte: www.edigitalsecurity.com
Fieldbus & Networks
software di raccolta dello storico dei dati, usati per creare una zona DMZ fra la rete base alle esigenze specifiche delle reti di
apparati di solito basati su PC con sistemi d’impianto e quella di controllo. La zona controllo, con il supporto quindi del persooperativi standard, quindi più facili da at- DMZ isola la rete di controllo e tutti i nale che se ne occupa. I firewall industriali
taccare, con il rischio che un attacco su di device di controllo a essa connessi da un sono diversi da quelli di tipo IT e commeressi raggiunga il PLC.
attacco proveniente dalla rete d’impianto ciali: in applicazioni che non tollerano inUn sistema PLC si
basa tradizionalmente su un design
hardware personalizzato e utilizza un
sistema operativo
specifico del costruttore. Questo lo
rende di più difficile
accesso , ma mai siFigura 3 - In questa conÀgurazione sono presenti
curo al 100%. Se un
due Àrewall che creano un’area separata e isolata
dispositivo basato
che protegge gli asset critici
su PC come un HMI
o uno Scada risieFigura 2 - Un singolo Àrewall è posizionato
dono sulla stessa
nel punto di connessione fra la rete di
area ‘trusted’ del
controllo che opera a livello d’impianto e il
firewall insieme al resto delle reti d’impianto e aziendali
controllore, allora
esiste il rischio che un attacco al sistema o aziendale. Il sistema di conScada impatti sul PLC. La soluzione ideale trollo nella ‘work cell 3’ conè creare un’architettura di rete con una trolla un processo critico che
zona separata per dispositivi quali HMI, richiede maggiore sicurezza,
Scada e apparati di raccolta dei dati, pertanto si applica un firewall
che sia in grado di comunicare sia verso tra il PLC in essa contenuto
la rete d’impianto sia verso il sistema e lo switch che connette le
di controllo PLC. Questo isolamento si tre work cell al firewall della
ottiene utilizzando due firewall: uno zona DMZ. In questo modo, Figura 4 - In questa conÀgurazione si garantisce il
che connette la rete d’impianto a HMI, la ‘work cell 3’ è protetta più elevato livello di sicurezza alla ‘work cell 3’
Scada, raccolta dati; l’altro che connette dall’accesso non autorizzato
questi device al sistema di controllo PLC. da device che sono parte della rete di terruzioni adottare un firewall industriale
costituisce una scelta necessaria, perché
Quest’area isolata, definita DMZ ‘Zona controllo.
vi sono forti differenze con i device d’ufDeMilitarizzata’, è un luogo sicuro e proUna considerazione
ficio. La tecnologia firewall commerciale
tetto dove condividere i dati.
non è infatti pensata per proteggere le reti
Per applicazioni critiche che richiedono di fondamentale
isolare uno specifico sistema di controllo Di solito installare i sistemi di sicurezza e di controllo di processo industriali.
dagli altri presenti sulla rete, si può usare fare manutenzione ai firewall è compito
Schneider Electric un firewall ad hoc per creare una zona del team IT: questo è corretto, ma la scelta
isolata. In figura 4 vediamo due firewall dei dispositivi firewall deve essere fatta in
SCHNEIDER ELECTRIC E MCAFEE INSIEME PER LA CYBER-SECURITY
È
effettivo ormai l’accordo di collaborazione fra Schneider Electric e McAfee atto a fornire soluzioni di sicurezza per
i settori utility e infrastrutture critiche. I clienti di Schneider Electric potranno dunque aggiungere funzionalità di
‘whitelisting’ testate e certificate nelle offerte di soluzioni per la gestione delle infrastrutture idriche, gas e petrolifere, delle reti elettriche e di trasporto. Sarà così possibile monitorare e gestire al meglio i cambiamenti e mitigare le
modifiche dolose o accidentali apportate al sistema, impedendo l’esecuzione di codice non autorizzato e dei malware
più comuni. Le funzionalità delle soluzioni proteggono i sistemi critici dagli attacchi ‘zero-day’, riducono gli incidenti
interni e, attraverso successive patch, rendono sistemi e dispositivi sempre conformi agli standard di sicurezza. Tutto
questo andrà a rafforzare la sicurezza dei sistemi OT (Operations Technology) dei clienti, con costi di gestione inferiori e
senza compromettere le prestazioni delle applicazioni critiche. Il portafoglio supportato comprende le soluzioni e i prodotti Scada e altre soluzioni di gestione dell’energia. Le soluzioni McAfee Embedded Control e McAfee Integrity Control
& Application Control aumentano la sicurezza, la disponibilità e l’affidabilità degli ambienti delle infrastrutture critiche.
49
Fieldbus & Networks
di Mike Chmilewski, Alain Ginguene,
Grant Le Sueur
PROTEZIONE
DELL’IMPIANTO E
INTEGRITÀ OPERATIVA
I MODERNI SISTEMI DI AUTOMAZIONE DI PROCESSO
DEVONO ESSERE IN GRADO DI TUTELARE
L’INTEGRITÀ DELLE OPERAZIONI D’IMPIANTO
SOTTO TUTTI I PUNTI DI VISTA
I
sistemi di automazione hanno
un’importanza sempre maggiore
nell’assicurare l’efficacia delle operazioni industriali di processo che,
di contro, divengono sempre più
complesse. In particolare, sempre più
spesso ci si interroga sulla capacità dei
nuovi sistemi di automazione di ridurre
i rischi e garantire l’integrità operativa.
Nello specifico, per ‘integrità operativa’
si intende la riduzione del rischio, la continuità della produzione e del business,
oltre alla salvaguardia del personale e
alla security, sotto le più diverse sfaccettature. Le minacce che possono minare
l’integrità del processo sono le più diverse: l’aumento del volume e la velocità
delle attività di business, il numero dei
dati di cui un determinato sistema deve
tenere conto, nonché il cyber terrorismo,
i disastri naturali come terremoti, alluvioni, incidenti che possono verificarsi
50
nell’impianto industriale, la scarsa pianificazione o, ancora, nuove soluzioni
tecnologiche che richiedono maggiore
potenza di elaborazione.
Un sistema di automazione capace di
gestire in modo efficace tutte queste potenziali minacce, progettato per tutelare
quanto più possibile l’integrità delle operation, deve avere determinate caratteristiche, per esempio offrire performance
elevate con processori ad alta scalabilità, un database storico multi-layer, una
ridondanza a livello di workstation, di
emergency shutdown e di sistema (fault
tolerance) e protezione contro gli attacchi informatici.
Processori di controllo
e ‘Big Data’
Una delle principali conseguenze dell’aumento della velocità e del volume di lavoro è l’aumento del numero di dati grezzi
che il sistema deve gestire. Il sistema di
automazione di processo Foxboro Evo è
stato progettato con capacità elaborative
tali da supportare gli utenti nell’era dei
‘Big Data’.
Utilizza infatti il controller Foxboro FCP
280 con il doppio della potenza del predecessore, oltre a quattro porte I/O bus
al posto di una.
La possibilità di combinare tipologie diverse di I/O aiuta a preservare l’integrità
delle operazioni, garantendo la flessibilità necessaria per aggiungere potenza
di elaborazione quando richiesto, senza
dover affrontare costose sostituzioni di
parti di sistema. Oltre ad avere la capacità di processare un’alta quantità di dati,
un moderno sistema industriale deve poterli archiviare e consentirne l’accesso.
L’efficienza del processo richiede un
punto di accesso singolo a tutto lo storico
dei dati. Eppure, in impianti con diverse
W
sedi o con controller di brand diversi potrebbero esserci database differenti, per
cui occorre utilizzare un sistema in grado
di aggregare i dati provenienti da diversi
database. Un database compatibile SQL
Server, in particolare, sarà in grado di ricevere informazioni da un’ampia varietà
di fonti, inclusi file Excel. Inoltre, mentre
i database storici tradizionali possono
supportare fino a 500.000 data point,
l’historian sviluppato per Foxboro Evo riesce a supportare fino a 2 milioni di punti
in una singola istanza e molti di più in
configurazioni multiple.
Diversi livelli
di ridondanza
Nelle configurazioni tradizionali gli utenti
di una workstation interagiscono con i
dati attraverso un’interfaccia HMI, che
invia le richieste al server il quale, successivamente, prende le informazioni dal
controller e le mostra all’utente. Questo
approccio può essere considerato abbastanza efficiente per implementazioni basate su PLC, comporta però una perdita
temporanea della visualizzazione dei dati
inaccettabile per strategie di controllo più
complesse. Un sistema di automazione di
processo ben progettato dovrebbe prevedere la configurazione di ogni worksta-
tion, in modo che i dati vengano presi modulare (TMR) in ambito industriale e
direttamente dal controller. A seconda a oggi rimane il sistema di sicurezza più
delle esigenze, viene implementato diffuso al mondo, utilizzato negli ultimi
un numero variabile di interfacce HMI trent’anni senza arresti imprevisti. La
sull’impianto
o in diverse
postazioni geograficamente
distribuite. In
questo modo, se
una workstation
smette di funzionare, l’utente
può accedere
ai dati richiesti da un’altra
postazione. Le
applicazioni
di ‘emergency Per garantire l’integrità delle operation è fondamentale partire
shutdown’ co- Àn dall’implementazione del sistema
stituiscono
un’area che necessita di un livello ele- possibilità che si verifichino disastri navato di ridondanza: la tripla ridondanza turali comporta l’implementazione della
modulare è stata più volte confermata ridondanza anche a livello di sistema. I
come l’architettura più efficace per evi- sistemi più moderni consentono di riprotare i guasti di processo. Foxboro Evo ridurre il funzionamento delle logiche di
sponde esattamente a questa necessità, controllo su postazioni di backup da redal momento che prevede un’interfaccia moto, come avviene con l’utilizzo di sercomune al sistema strumentale di sicu- ver virtuali che eliminano la dipendenza
rezza Triconex. Triconex è stato il primo tra hardware fisico e software, offrendo
sistema di sicurezza a tripla ridondanza agli utenti la possibilità di gestire la di-
KEPServerEx- l’OPC server standard
K
KEPServer OPC-UA Server e Client
K
ClientAce
C
DataLogger
D
K
KEPServerEx
è una famiglia di OPC Server che fornisce una
cconnettività diretta tra centinaia di diverse marche di PLC,
dispositivi e sistemi di automazione ed ad un ampia varietà di
d
applicazioni client come HMI, SCADA, Historian, MES, ERP ed ad
a
una infinità di applicazioni sviluppate ad hoc .
u
L’
L’OPC
toolkit per dare facilmente connettività client OPC alle
vostre applicazioni
vo
plicazioni VB.NET o C#.
WWW.EFA.IT
U la nuova tecnologia OPC in grado di supportare una vasta
UA
gamma di sistemi operativi e piattaforme, trasferimento di
g
informazioni attraverso internet in modo semplice e con la
in
massima sicurezza.
m
Il componente plugin di KEPServerEx per costruire facilmente
un data logger su DBase ODBC compatibili come Access, SQL,
u
MySQL Oracle ecc.
M
51
WWW.KEPWARE.COM
Fieldbus & Networks
sponibilità degli applicativi software,
nonché di infrastrutture server e di rete.
Cyber-security sotto
controllo
Trai rischi più sottovalutati che minacciano gli impianti industriali, troviamo
quest’ambito, la validazione di terze parti,
quale la ‘Achilles Certification’ rilasciata
da Wurldtech, possono essere un’utile
raccomandazione, se non addirittura un
requisito necessario, per attestare che
un determinato sistema abbia superato i
benchmark di settore per l’implementa-
Foxboro Evo permette a ciascun componente dell’organizzazione aziendale di
svolgere al meglio il proprio lavoro
quello della cyber-security. In molti, infatti, sono convinti che sistemi d’impianto
proprietari stand alone siano più sicuri
contro gli attacchi informatici rispetto a
sistemi moderni più aperti, senza prendere in considerazione il continuo aggiornamento delle tecnologie.
La cyber security deve essere progettata
come costitutiva del sistema, fin dall’inizio dunque, e non ‘aggiunta’ in un secondo momento. Microsoft, Symantec,
insieme ad altre organizzazioni preposte
alla definizione di standard e direttive di
settore, collaborano costantemente per
fornire linee guida a garanzia della sicurezza informatica. Qualsiasi moderno
sistema d’impianto, quindi, dovrebbe
essere aggiornato secondo le più recenti
linee guida in materia, per esempio prevedendo funzionalità che permettano di
creare password complesse e controllarne
la lunghezza, gestendone l’aggiornamento
e i tentativi d’inserimento di password
errate. Il nuovo sistema dovrebbe anche
vietare l’esecuzione di programmi e servizi non necessari, nonché l’uso di porte
di comunicazione che possano rendere
più vulnerabili sistemi già datati. In
52
zione di dispositivi di controllo industriale
sicuri.
Implementazione a prova
di rischi
Per garantire l’integrità delle operation è
fondamentale partire fin dall’implementazione del sistema, dal momento che
una progettazione appropriata può avere
un impatto positivo sulla riduzione dei
rischi. Foxboro Evo incrementa l’integrità
delle operation anche in fase d’implementazione, combinando la virtualizzazione dei server con Foxboro Intelligent
Marshalling.
La virtualizzazione può velocizzare il
processo, dal momento che evita sul
nascere i cosiddetti ‘colli di bottiglia’.
Permettendo la configurazione dell’automazione su un server virtuale e non fisico,
Foxboro Evo fa in modo di disporre di un
sistema configurato ancora prima che le
workstation siano selezionate. In questo
modo, si possono ridurre di diversi mesi
i tempi di delivery, con la possibilità di
concentrarsi maggiormente sulle procedure di controllo qualità. Lo stesso vale
per gli I/O: il cablaggio dei dispositivi di
campo costituisce una delle attività più
impegnative durante l’installazione di un
sistema di controllo. Tradizionalmente
non si può iniziare finché non vengono
finalizzati il design d’impianto e il database della strumentazione. Utilizzando la
tecnologia I/O universale Foxboro Intelligent Marshalling, tuttavia, è possibile
separare la progettazione dei cabinet
e dei processi di cablaggio dalla definizione della tipologia dei dispositivi di
campo. Questo riduce i tempi di delivery,
creando da subito degli armadi standard
che verranno poi programmati indipendentemente dai dispositivi scelti. Con
I/O configurabili tramite software, la
caratterizzazione può essere fatta anche
da remoto, ottenendo così una maggiore
flessibilità ed efficienza. Inoltre, grazie
a Foxboro Evo Intelligent Engineering
Workbench ingegneri dislocati ovunque
nel mondo possono lavorare insieme da
remoto per progettare, testare ed eseguire il debug del sistema.
Infine, tra le varie minacce all’integrità
operativa non bisogna sottovalutare
il rischio legato all’obsolescenza dei
sistemi. Il modo migliore per evitarla
è sostituire i componenti prima che si
concluda il loro ciclo di vita e prima che
si verifichino problemi di funzionamento.
Foxboro Evo fornisce una roadmap dettagliata di ogni componente, in modo da
verificare quando ciascuno di essi giungerà alla fine del ciclo di vita, riducendo
così il rischio di shutdown inattesi.
Il valore aggiunto offerto
da Foxboro Evo
Sistemi di automazione di processo
avanzati come Foxboro Evo permettono
di implementare una tecnologia robusta,
che garantisca a tutto l’impianto livelli
multipli di protezione e consenta a ciascun componente dell’organizzazione
di svolgere al meglio il proprio ruolo:
il personale addetto al processo potrà
svolgere il proprio lavoro in modo più efficiente; il personale a livello di gestione
del business potrà concentrarsi su come
ottenere operation più efficienti e profittevoli, senza doversi più preoccupare dei
rischi che possono minacciare l’integrità
del sistema.
Invensys Systems Italia www.invensys.com
Fieldbus & Networks
di Ioanis Tsiouras (*)
Fonte: www.aisec.fraunhofer.de
I
sistemi e gli impianti critici industriali, come quelli che operano in
ambito oil&gas, gestione acqua,
energia, infrastrutture ecc., non
possono subire interruzioni di servizio. L’impatto di un’interruzione della
produzione e dei servizi associati che
va oltre le aspettative degli stakeholder
può infatti portare a conseguenze catastrofiche. Le minacce che incombono
su questi sistemi sono di varia natura
e il rischio aumenta con l’interconnessione dei sistemi in rete e in Internet.
Più i sistemi sono critici, più suscitano
interesse. Cresce a ogni modo la consapevolezza che la sicurezza passa anche
attraverso le informazioni che vengono
generate, utilizzate e conservate nei sistemi. Pertanto ogni rischio per i dati e
le informazioni deve essere valutato e
gestito adeguatamente. L’obiettivo generale della sicurezza delle informazioni
consiste nella protezione di tre caratteristiche: riservatezza, integrità e disponibilità. Un sistema nel quale circolano
informazioni critiche può essere considerato sicuro, quando sono protette
adeguatamente le informazioni relative
a queste tre caratteristiche.
Le minacce incombenti
Nel documento “Internet security threat
report 2012” di Symantec si legge che
gli attacchi dovuti a malware (virus,
worm e trojan horse) che Symantec
ha bloccato nel 2011 sono più di 5,5
miliardi e che l’incremento rispetto
all’anno precedente è dell’81%. Tale
incremento è in gran parte dovuto
all’aumento degli attacchi di malware
polimorfico, in particolare attacchi via
web e attacchi di social engineering,
LA NORMA ISO
27001
LA SICUREZZA CONTRO VIRUS, WORM,
INTRUSIONI ECC. NON SI ATTUA CON PURE
MISURE TECNOLOGICHE DI PROTEZIONE,
MA ANCHE ATTRAVERSO MISURE
ORGANIZZATIVE E POLITICHE AZIENDALI
che usano come veicolo portante l’email
per trasferire il malware stesso. Anche
i tentativi di intrusione aumentano continuamente. I malintenzionati utilizzano
diversi sistemi e trucchi per introdursi
nei sistemi per distruggere, sabotare o
per rubare informazioni.
Le soluzioni tecnologiche
Generalmente le organizzazioni si affidano agli amministratori dei sistemi
e ai sistemisti per trovare le soluzioni
adeguate per proteggersi. L’esperienza
insegna che queste figure professionali, avendo un curriculum tecnico, si
limitano spesso a considerare le sole
soluzioni tecnologiche.
Si installano perciò apparecchiature e
software per la sicurezza progettati da
produttori specializzati per la security.
Spesso l’installazione e la configurazione avviene seguendo esperienze
precedenti, senza effettuare un’analisi
della situazione contingente per valutare e trattare i rischi reali.La sicurezza
dei sistemi critici non deve essere affidata unicamente a soluzioni tecnologiche, ma deve essere gestita attraverso
le policy per la sicurezza. Occorre pertanto adottare un approccio strutturato
e sistemico per la gestione della sicurezza delle informazioni e dei sistemi e
questo approccio lo fornisce la norma
ISO 27001:2013.
La normative ISO IEC
La norma ISO IEC 27001:2013 “Information Technology - Security techniques
- Information Security Management
Systems - Requirements” stabilisce i
requisiti di un sistema di gestione per
la sicurezza delle informazioni (InforMAGGIO 2014 FIELDBUS & NETWORKS
mation Security Management System
- Isms). Nello specifico, introduce due
domini: il dominio ‘preventivo’ attraverso il risk management e il dominio
‘correttivo’ attraverso la business continuity, per ridurre le perdite al minimo
nel caso si verifichi un incidente distruttivo. La norma è suddivisa in due
parti: la prima contiene i requisiti per
il sistema di gestione per la sicurezza
delle informazioni (Contesto dell’organizzazione, Leadership e committment,
Pianificazione degli obiettivi, Risk assessment e Risk treatment, Attività
di supporto, Operation, Valutazione
delle prestazioni e miglioramento). La
seconda parte contiene invece gli argomenti prevalentemente organizzativi
e tecnologici per la sicurezza delle informazioni. Sono riportati nell’Annex
A e vengono elencati gli obiettivi di
controllo e i controlli che devono essere applicati nei processi dell’organizzazione. La protezione, dunque, contro
virus, worm e trojan horse, nonché contro gli attacchi di intrusione con Isms
ISO 27001 non si affrontano con pure
misure tecnologiche di protezione, ma
attraverso misure organizzative e politiche stabilite dall’alta direzione.
TÜV Rheinland offre servizi di certificazione e ispezione; fondato oltre 140 anni
fa, è presente nel mondo in 65 paesi con
18.000 dipendenti. TÜV Rheinland Italia
propone corsi di formazione e servizi di
certificazione in riferimento agli standard ISO 27001 (Information Security) e
ISO 22301 (Business Continuity).
(*) Lead auditor e docente
TÜV Rheinland Italia - www.tuv.com/it
53
Fonte: journal.georgetown.edu
Fieldbus & Networks
di Mauro Cerea
I
l tema della sicurezza IT delle reti di
stabilimento ha finalmente conquistato l’attenzione dei responsabili
IT del mondo office. Ufficio e fabbrica: due realtà completamente
distinte all’interno delle stesse aziende,
due mondi che fino a qualche anno fa si
ignoravano a vicenda. Retaggio dell’era
precedente all’avvento in fabbrica dei
sistemi PC-based, quando la quasi totalità delle control room era equipaggiata
con sinottici customizzati: allora il ragionamento poteva sembrare sensato. Del
resto, i pochi PC di supervisione e/o di
controllo di processo esistenti non disponevano di connessione a Internet ed
erano posti in aree ad accesso limitato.
Non di meno, era un dato di fatto che i
sistemi di supervisione avessero sempre goduto di un isolamento fisico da
qualsiasi forma di accesso esterno; l’assenza di interfaccia USB sulle vecchie
piattaforme hardware non poteva che
confermare il pensiero che la sicurezza
IT non fosse ‘affare da stabilimento’…
con reciproca soddisfazione del responsabile IT e di quello di produzione, che in
molti casi non si conoscevano neppure:
un ‘grattacapo’ in meno per entrambi.
Lo scenario della pirateria informatica era
d’altro canto molto diverso: gli hacker di
un tempo erano tipicamente studenti che
si divertivano a violare i sistemi infor-
54
SICUREZZA IT: UN
‘GRATTACAPO’ IN PIÙ!
SE FINO A POCO TEMPO FA MONDO IT E DI
FABBRICA ERANO REALTÀ ASSOLUTAMENTE
SEPARATE, OGGI LA CONNESSIONE A INTERNET
DEGLI APPARATI PRODUTTIVI È SEMPRE PIÙ
SPINTA E LE AZIENDE DEVONO TENERE IL PASSO
mativi delle aziende per poi vantarsene
a scuola con i propri compagni. I tempi
però oggi sono evidentemente cambiati:
ci troviamo a fronteggiare vere e proprie
organizzazioni criminali che sfruttano la
rete per carpire qualsiasi informazione
sensibile e rivenderla al miglior offerente. E quanto più la posta in gioco è
allettante, quanto più gli strumenti di
hacking diventeranno potenti e raffinati.
Questo crimine trova purtroppo terreno
fertile nelle realtà produttive, che nel
frattempo non hanno adeguato le proprie infrastrutture di rete al proliferare
di sistemi di controllo su architettura PC,
tipicamente perché il problema viene
sottovalutato. La sicurezza IT, invece, è
un processo senza fine, perché ciò che
è sicuro oggi, potrebbe non esserlo più
domani. Poche, poi, ancora troppo poche,
sono le aziende che si sottopongono ad
‘assessment’ mirati a identificare vulnerabilità latenti a fronte di attacchi dall’esterno. Poche, ancora troppo poche, sono
le fabbriche che consentono un accesso
‘regolamentato’ dall’esterno da parte dei
propri OEM di riferimento per effettuare
tele-assistenza sugli impianti. Gli OEM
si trovano così ad avere accesso libero
all’intera rete di stabilimento senza essere adeguatamente controllati, così può
fare chiunque altro, criminali compresi.
Qual è il segreto?
Segmentazione e controllo della comunicazione, secondo l’approccio ‘Defense in
Depth’, costituiscono il ‘segreto’ per attivare sistemi efficaci di sicurezza. In definitiva, significa predisporre architetture
di rete a compartimenti stagni; le ‘celle
Fonte: www.volico.com
di automazione’, così definite, avranno
accesso regolamentato da firewall le cui
regole saranno opportunamente organizzate (IP filtering, MAC filtering, NAT
ecc.). L’OEM che si collega dall’esterno
non dovrà più essere libero di girovagare
per la rete di stabilimento, ma dovrà
essere identificato e indirizzato univocamente alla propria cella di automazione di pertinenza, secondo un percorso
guidato e sicuro. Un’architettura sicura
dovrebbe quindi essere segmentata in
tre ‘macro zone’: ‘trusted’, ‘untrusted’ e
DMZ (DeMilitarizzata).
Siemens Industry vanta soluzioni ad hoc
nel proprio product portfolio già da parecchio tempo: la serie di componenti di rete
Scalance-S è stata la prima ad avere ottenuto la certificazione Achilles Livello 2
ed è la punta di diamante di Siemens per
quanto riguarda il tema della sicurezza IT
industriale. E per quanto riguarda il tema
antivirus? È impensabile che i prodotti
office, così come sono stati concepiti,
possano essere utilizzati in stabilimento:
vi immaginate una scansione su un PC
che controlla un processo critico schedulata alla tal ora del tal giorno? Cosa
succederebbe alle prestazioni di quel PC?
E l’aggiornamento del database delle definizioni: via Internet? Le più importanti
aziende che operano nel settore lo hanno
capito e stanno sviluppando software
antivirus ‘fabbrica compatibili’.
Molto efficaci e d’impatto irrisorio sulle
prestazioni PC sono i classici software
che lavorano sul concetto ‘whitelisting’,
che di fatto è il concetto contrario al
classico antivirus: offrono protezione da
quello che non deve essere eseguito,
semplicemente consentendo l’esecuzione del solo codice autorizzato. A PC
pronto per essere messo in servizio, il
software di whitelisting esegue una
scansione del sistema e ne ‘certifica’ il
codice eseguibile (.dll, .exe ecc.) ricavandosi una ‘fingerprint’ della scansione
stessa. Da quel momento in poi tutto il
codice installato a posteriori sarà inibito
dall’essere eseguito e per ogni tentativo
di esecuzione effettuato, ne resterà evidenza nel registro degli eventi.
Ultimo aspetto da non sottovalutare sono
gli aggiornamenti del sistema operativo
fini alla sicurezza e che, normalmente,
prevedono operazione di reboot della
macchina e che, anche in questo caso,
poco vanno d’accordo con il concetto di
realtà produttiva. E qui gioca un attento
e preciso inventario delle versioni software installate in stabilimento, sia dei
consapevole, così a livello
HMI vanta un sistema
Scada appositamente concepito per la supervisione
di architetture fortemente
distribuite, quali utility,
gestione acqua, trasporto
energia ecc.; WinCC OA
(dove OA sta per Open
Architecture) è uno Scada
Multiplatform: non solo
Windows, ma anche Linux
e Sun Solaris. Un efficace
L’approccio ‘Defense in Depth’ prevede la predisposizione di architetture di rete a
compartimenti stagni, con ‘celle di automazione’ separate dal resto della rete
Tipica topologia di un’infrastruttura di rete aziendale
Fuori dal mondo Windows
ed efficiente sistema di disaster recovery, la comunicazione tra client/server
con protocollo criptato ‘Secured by Keberos’ e la certificazione SIL3 ne fanno
lo Scada ideale per l’utilizzo in infrastrutture critiche.
Ne sanno qualcosa in Svizzera, visto che
WinCC OA è stato scelto come sistema
di supervisione del Base Tunnel del San
Gottardo, che con i suoi 56,8 km collegherà le città di Erstfeld e Bodio e sarà
aperto al traffico ferroviario nel 2017.
Il mondo automazione, infine, non tutto è
Windows based. Siemens Industry ne è
Siemens - www.siemens.it
software di automazione industriale,
sia dei sistemi operativi sui quali girano,
spesso difficile da mappare per la grande
eterogeneità degli OEM di riferimento.
Vita difficile, dunque, per l’IT manager
che, una volta chiara la situazione di
questo o quell’impianto, dovrà pianificare con il responsabile di produzione
un fermo macchina o approfittare di uno
previsto per la manutenzione preventiva.
55
di Esa Tornikoski
L’
87% dei PC aziendali
manca degli aggiornamenti software principali,
necessari a garantire la
sicurezza, pertanto potrebbero mettere a rischio l’intera organizzazione. Gli aggiornamenti software
di solito mancanti sono quelli per Java,
Microsoft, Adobe Flash Player, Firefox
e Open Office. Questo è quanto emerge
dai dati raccolti da F-Secure su 200.000
workstation per la maggior parte presenti in Europa. Dai numeri che si rilevano sembra che molte persone non
comprendano del tutto l’importanza
che i software aggiornati hanno per la
sicurezza dei PC e conseguentemente
delle aziende. Dal 70% all’80% dei
dieci principali tipi di malware rilevati
dai laboratori di F-Secure sono exploit
indirizzati contro le vulnerabilità dei
software. Secondo i dati raccolti dalla
multinazionale il 49% dei PC e laptop
aziendali non ha avuto da uno a quattro aggiornamenti fondamentali, il 25%
non ha avuto da cinque a nove aggiornamenti e il 13% da dieci in su.
Conoscere le minacce
per le PMI
Cyberwar, hacktivism e attacchi DDoS
fanno sempre notizia, ma si tratta
davvero di fenomeni limitati esclusi56
DIFENDERSI CONTRO
IL CYBER-CRIME
LE PMI COSTITUISCONO UN AMBIENTE IDEALE PER
LE ATTIVITÀ DEI CYBER-CRIMINALI: AGGIORNARE
I SOFTWARE COSTITUISCE UNO DEI PRIMI
PASSI DA COMPIERE PER PROTEGGERE RETI E
ORGANIZZAZIONI
vamente a multinazionali ed enti governativi? Purtroppo no, le minacce toccano
anche le PMI. Del resto, il mondo della
protezione dei dati è complesso e in
rapido cambiamento e gran parte delle
aziende è troppo impegnata e diversificata per occuparsi della manutenzione
di competenze in materia di protezione.
Solo dopo la continua presenza di notizie relative a Stuxnet e Flame nei telegiornali le aziende hanno cominciato a
farsi domande su come le loro attività
e i dati possano rivelarsi a rischio. Del
resto, non esiste un solo tipo di minaccia, ma un intero panorama… Uno degli
aspetti più astratti per le aziende consiste nell’individuare i casi che costituiscono un reale pericolo per loro. In che
modo è possibile individuare gli attacchi
che potrebbero colpire un’impresa?
Le PMI non devono solo guardarsi dai
diversi tipi di minaccia, ma dall’incubo
costante e mutevole del cybercrime. Il
business del cybercrime è variegato:
ciascuna ‘minaccia’ viene creata da un
soggetto diverso per poi essere acquistata, venduta e mescolata con molti
altri elementi, producendo un sistema
complesso che ha un unico obiettivo:
rubare denaro e dati.
Fra computer ‘zombie’,
ingegneria sociale e
vulnerabilità invisibili
Oggi esistono tecnologie di sicurezza
efficaci, quali antivirus, filtri per lo spam
e protezione della navigazione, per cui
i cyber-criminali cercano metodi sempre diversi e innovativi per accedere
ai dati. Le PMI sono molto soggette a
determinati tipi di attacchi come botnet
(computer zombie), ingegneria sociale
(l’arte di raggirare le persone) ed exploit
delle vulnerabilità (attacchi condotti attraverso sconosciute vulnerabilità nella
sicurezza). Vediamoli nello specifico.
Le ‘botnet’ sono fra i problemi più diffusi che affliggono le PMI. Un ‘bot’ è
un computer infetto che viene controllato in remoto; una botnet è una rete
Fonte:israelgrossmanarticle org
Fonte: 4.bp.blogspot.com
Fieldbus & Networks
Fonte:israelgrossmanarticle.org
di macchine infette di questo tipo, che verso un messaggio apparentemente
ricorda un esercito di zombie, controllati proveniente dalle forze di pubblica sida una persona, che esegue quello che curezza, secondo il quale all’utente è
gli viene detto di fare. In questo modo, stata prescritta una multa, dovuta al
le risorse di un’azienda possono essere possesso di contenuti illegali e comproacquisite e controllate in modo da es- mettenti. “L’utente dovrebbe contattare
sere utilizzate per attività illegali come l’helpdesk, ma spesso non lo fa poiché
l’invio di spam, il furto di dati o persino il malware crea una situazione imbarazl’attacco verso altri siti web. Per indi- zante” spiega Sullivan.
viduare questa situazione può essere Un altro metodo con cui i cyber-criminecessario molto tempo. Spesso la per- nali accedono a un PC sfrutta gli ‘exsona che crea la botnet non è la stessa ploit di vulnerabilità’. Individuano le
che ne trae profitto. È molto redditizio vulnerabilità di protezione nel software
infatti vendere il
bot al miglior offerente, oppure
noleggiarlo con
tariffa oraria o
settimanale. Le
PMI sono l’ambiente ideale per
l’utilizzo delle
botnet, poiché
utilizzano un
gran numero di
dispositivi collegati in rete che
non vengono
spenti neppure
di notte. “Una
rete aziendale
compromessa
crea un insieme
di risorse virtual- Un domani attacchi come Flame potrebbero essere utilizzati
mente infinite per dalle organizzazioni criminali anche contro semplici utenti
i cyber-criminali”
spiega Sean Sullivan, security advisor e le utilizzano per infettarlo. Il principale
di F-Secure Labs. “Si tratta di una si- responsabile di questo tipo di situazioni
tuazione in cui le risorse di un’azienda è un software non aggiornato e privo
vengono utilizzate per le attività reali delle necessarie patch. “Il software è
dei cyber-criminali”. I cyber-criminali come la porta di ingresso al PC” sottopoi conoscono bene la nostra natura linea Sullivan.
umana: quale modo migliore per acce- “Un software obsoleto è una porta
dere a un sistema se non attraverso gli spalancata per tutti i tipi di attacchi,
utenti dello stesso? Per ‘ingegneria so- soprattutto provenienti da luoghi apciale’ si intende la manipolazione delle parentemente innocui”. Un esempio di
persone per spingerle a eseguire deter- questo problema sono i banner pubbliminate azioni o fornire informazioni, per citari presenti su siti attendibili come
esempio installare un file o comunicare i giornali online, studiati per sfruttare
una password o un numero di carta di plug-in come Java e Flash al fine di indicredito... Anche se alcuni attacchi sono viduare un sistema per infettare il compiuttosto banali (per esempio quel prin- puter dell’utente e installare malware
cipe nigeriano che ci chiede il numero capace di rubare dati, trasformarlo in
del conto in banca), i malintenzionati un bot o semplicemente bloccarlo così
stanno diventando sempre più creativi, da chiedere un riscatto.
risultando a volte attendibili.
Si stima che gli exploit avranno un’evoIl ‘ransomware’ è un attacco che sta luzione molto rapida in futuro; secondo
diventando molto comune. Il criminale Sullivan arriveranno a essere del tipo
riesce a bloccare il PC dell’utente e ‘zero-day’, ovvero un fenomeno per
chiede denaro per renderlo di nuovo motivi cronologici impossibile da conutilizzabile. Avviene di solito attra- trastare con patch o correzioni. “Le
vulnerabilità verranno scoperte con una
velocità tale da impedire ai produttori
di software di restare al passo” spiega.
Gli exploit detection costituiscono il
58% delle prime dieci minacce rilevate
da F-Secure nel primo semestre del
2013, il 45% di queste riguardavano
Java. Il tutto viene attivato visitando
un sito web compromesso anche con le
versioni più recenti del programma (IE7,
8 e 9). Così facendo il controllo del computer viene ceduto ai criminali.
Quali danni può generare
la ‘guerra informatica’?
Attacchi come Flame sollevano oggi una
notevole attenzione da parte dei mezzi
di comunicazione. Flame sembra essere
un elemento di una guerra cibernetica
fra governi nazionali che, sebbene non
ancora in grado di colpire i normali
utenti, potrebbe favorire lo sviluppo di
tecniche in grado di rappresentare una
minaccia a breve termine. Flame è stato
sviluppato usando metodi avanzati per
l’individuazione dei computer da infettare, ingannando il sistema operativo
in modo da presentarsi come aggiornamento creato dalla stessa Microsoft. Al
momento, gran parte dei cyber-criminali
non ha bisogno di una tecnica così raffinata. Tuttavia, prima o poi i criminali informatici potrebbero iniziare a operare
con questo tipo di competenze: i metodi
utilizzati per Flame potrebbero essere
utilizzati anche dalle organizzazioni criminali. Pertanto occorre prepararsi.
Innanzitutto, occorre verificare che la
propria impresa disponga di una protezione efficace e funzionante antivirus,
antispam e di navigazione all’interno
dell’ambiente operativo, a partire dai
PC portatili fino ai desktop, ai server e
ai device mobili.
L’aspetto più importante per le PMI sta
nell’utilizzo delle versioni più aggiornate
dei software in uso (sistemi operativi,
plug-in come Flash e Java, Microsoft
Office e browser per Internet) e non
solo del software di protezione. Infine,
occorre contattare un esperto in grado
di gestire i problemi di protezione, che
sia aggiornato sui pericoli in agguato.
In altre parole, utilizzando software continuamente aggiornato all’ultima versione e prodotti di protezione in grado di
occuparsi di tutti i livelli di un’organizzazione, sarà possibile dedicare tempo e
risorse alle principali priorità aziendali.
F-Secure - www.f-secure.com/it/
57
Fieldbus & Networks
La soluzione adottata da Gruppo AB
consente non solo il collegamento
da remoto, ma anche la raccolta
di allarmi e dati di produzione in
tempo reale
di Samanta Fumagalli
F
ondato nel 1981 da Angelo Baronchelli, il Gruppo Industriale
AB opera nei settori della
cogenerazione e della valorizzazione energetica di fonti rinnovabili. Realtà di riferimento in Europa
nel settore delle tecnologie di cogenerazione da gas naturale e bio-gas, ha soluzioni modulari da esterno e in centrale
da 100 a 10.000 kWe. Tutte le attività
sono concentrate nel polo industriale
di Orzinuovi (Brescia): oltre 36.000 m2
di edifici fra loro collegati, dove trovano sede lo stabilimento produttivo,
le strutture di engineering e direzionali.
Si tratta dell’unica realtà industriale nel
mercato della cogenerazione mondiale
in grado di offrire un servizio a 360
gradi, dal progetto iniziale alla realizzazione dell’impianto, fino all’assistenza
e alla manutenzione, ponendosi come
58
QUANDO SICUREZZA
VUOL DIRE ANCHE
SEMPLICITÀ
IL GRUPPO INDUSTRIALE AB, RIFERIMENTO
EUROPEO DELLA COGENERAZIONE, SI È AFFIDATO
ALLE SOLUZIONI WATCHGUARD PER CONNETTERE
IN REMOTO GLI IMPIANTI SPARSI NEL MONDO
interlocutore unico del cliente finale.
Il polo di engineering di AB accoglie
circa 110 specialisti del settore ed è il
più importante ‘centro pensante’ della
cogenerazione in Europa. Team multidisciplinari definiscono e pianificano
l’attività di costruzione dell’impianto in
ogni sua parte: idraulica, meccanica e
di processo. A oggi sono più di 800 gli
impianti realizzati in Europa dal Gruppo,
il cui fatturato consolidato 2012 è stato
pari a 181 milioni di euro.
Gruppo AB ha recentemente rafforzato
l’attività di espansione all’estero, guardando a paesi europei ed extraeuropei
nei quali la cogenerazione sta acquisendo un ruolo sempre più strategico.
Dopo l’ingresso nel mercato spagnolo,
con sedi a Madrid e Barcellona, ha puntato anche all’Est europeo, attivando
nel 2009 una filiale a Bucarest e negli
anni successivi filiali in Polonia, Serbia
e Croazia, Repubblica Ceca. Recentemente sono state inaugurate delle filiali
in Olanda, Brasile e Austria.
Il Gruppo AB opera sia nell’ambito della
cogenerazione industriale da gas naturale rivolta all’efficienza energetica e al
risparmio economico, che nell’ambito
della cogenerazione da biogas, dedicata
alle aziende agricole che investono nel
processo di valorizzazione delle colture agricole e/o dei reflui zootecnici.
Sempre in questo ambito operativo, il
Gruppo AB si rivolge ad aziende municipalizzate, consorzi e istituzioni per l’utilizzo efficace e sostenibile del biogas
prodotto da discariche di rifiuti urbani.
Connessioni sicure e alta
disponibilità
Gruppo AB offre supporto e assistenza
costante anche dopo l’avvio dell’impianto. “Nel 2007 ci siamo trovati
nella necessità per i nostri impianti
successiva di nuovi impianti avrebbe
comportato ulteriori esborsi. Abbiamo
quindi valutato altre strade. Conoscevamo già WatchGuard, poiché stavamo
utilizzando un appliance per connettere
i nostri tecnici in mobilità. Abbiamo deciso di installarne un’altra che fungesse
da ‘VPN concentrator’ nel nostro datacenter e altre cinque in test nei primi
cinque impianti che hanno fatto da
progetto pilota. La configurazione è andata bene fin dall’inizio e prevedeva la
realizzazione di tunnel IPsec tra la rete
dell’impianto e la nostra rete aziendale:
oggi sono oltre 450 gli impianti connessi
log del traffico dati tramite il sistema
di raccolta WatchGuard Server Center
installato nel nostro datacenter, che li
archivia per un tempo prestabilito” ha
precisato Baronchelli. “A inizio 2013,
per garantire il servizio h24/7 agli innumerevoli impianti connessi, l’appliance
WatchGuard principale è stata affiancata da una seconda appliance connessa in cluster (alta affidabilità)”.
Tra i vantaggi Baronchelli sottolinea
come “con il software di WatchGuard
diventa facile gestire una grande quantità di appliance. Una volta stabilito il
template per la parte di configurazione,
Nel 2007 il Gruppo ha avuto la necessità di passare dalla classica connessione remota su linea telefonica a una connessione
sempre attiva
di passare dalla classica connessione
remota su linea telefonica a una connessione sempre attiva, che ci permettesse non solo di collegarci da remoto,
ma anche di raccogliere allarmi e dati
di produzione in tempo reale, in modo
da effettuare servizi di manutenzione
e di monitoraggio sempre puntuali” ha
spiegato Pietro Baronchelli, responsabile della sicurezza informatica del
Gruppo. “Abbiamo così deciso di creare
la Abws (AB Wan Service). Inizialmente
abbiamo raccolto diverse offerte da
alcuni partner per realizzare dei tunnel
VPN fra la nostra sede e gli impianti
installati presso i clienti. I costi però
erano troppo elevati rispetto alle reali
necessità di gestione e l’integrazione
nella Abws, di cui circa 50 all’estero”.
Dalla sede di Gruppo AB viene monitorato non solo il PC di supervisione, ma
anche le varie apparecchiature connesse in Ethernet sull’impianto (come
PLC, sistemi di controllo motore ecc.).
Per facilitare l’individuazione degli impianti in WAN è stato creato un server DNS dedicato, che abbina il nome
dell’apparecchiatura sull’impianto
all’indirizzo IP privato della stessa: i
tecnici del Gruppo devono solo inserire
il nome DNS nei vari tool per trovarsi
direttamente connessi all’apparecchiatura richiesta, in quanto i tunnel VPN
sono sempre disponibili. “Per motivi
di sicurezza tutte le appliance installate presso i nostri clienti inviano i
tutto il resto diventa relativamente
semplice, inoltre al fatto che, poter
espandere l’appliance centrale semplicemente cambiando le chiavi di licenza,
ci ha permesso di contenere l’investimento iniziale per poi ampliarlo senza
dover sostituire l’hardware. Si tratta
in sostanza di macchine affidabili (le
prime sono in funzione ormai da oltre
cinque anni) e i pochi casi di guasto
si sono risolti in maniera rapida grazie
alla formula di sostituzione anticipata
dell’hardware offerta da WatchGuard
LiveSecurity, che ha dimostrato un supporto eccellente”.
WatchGuard www.watchguard.com/international/it
59
Fieldbus & Networks
di Donatella Colombo
L
a stima, aggiornata, proviene
da IDC Italia: dal 2008 al 2013
vi è stata una crescita media
annua del 5,9% del mercato dei
prodotti relativi alla sicurezza,
mentre il tasso d’incremento annuale dei
servizi sarebbe del 2,8%. Nel 2012, in termini di valore, il mercato dei prodotti per
la sicurezza IT ha raggiunto i 425,9 milioni
di euro e quello dei servizi i 361,2 milioni
di euro, cifre che nel 2013 sono salite arrivando rispettivamente, per i due ambiti, a
546,2 e 408,6 milioni di euro. In tale contesto, gli analisti di WatchGuard Technologies hanno individuato alcune minacce
alla sicurezza informatica, alcune strettamente legate al mondo IT, altre invece più
genericamente riferite alle vulnerabilità
della rete, che inevitabilmente impattano
sui sistemi industriali. Vediamoli nello
specifico.
La classifica dei rischi
Prima di tutto secondo WatchGuard
Technologies le nuove tecnologie, come
Html5, alimenteranno la crescita degli
attacchi alle applicazioni web. Come le
tecnologie web che lo hanno preceduto,
Html5 è in generale sicuro. Anzi, introduce alcuni benefit relativi alla sicurezza
che possono aiutare gli sviluppatori a
60
AZIENDE… A RISCHIO
IL MERCATO DELLA SICUREZZA INFORMATICA
È DESTINATO A CRESCERE SEMPRE PIÙ MANO
A MANO CHE AUMENTA IL NUMERO DEI SISTEMI
POTENZIALMENTE VULNERABILI
evitare le comuni insidie delle applicazioni web. Tuttavia, la sicurezza delle
applicazioni Html5 dipende da come queste ultime vengono create dagli sviluppatori. Ma Html5 è nuovo e complesso;
gli sviluppatori devono ancora prendere
confidenza con questa tecnologia, il
che significa che a oggi è possibile che
commettano errori di programmazione
che possono tradursi in vulnerabilità del
web. Per questa ragione, WatchGuard
prevede che un utilizzo maggiore di questo linguaggio contribuirà pesantemente
a favorire attacchi alle applicazioni web.
WatchGuard ritiene anche che la conoscenza della posizione geografica
dell’utente o del dispositivo connesso
(geolocalizzazione) permetterà al
malware di personalizzare gli attacchi,
aumentando di fatto il suo potenziale di
‘fare’ soldi. Una semplice tecnica già in
uso è quella di indirizzare le vittime in
specifici ‘locales’ per frodi mirate che
funzionano meglio nella specifica regione
prescelta. WatchGuard prevede che gli
hacker troveranno soluzioni ancora più
efficaci per sfruttare la geolocalizzazione
nel malware.
Secondo la multinazionale, poi, gli hacker
lanceranno sempre più attacchi digitali
che colpiranno infrastrutture fisiche, per
esempio centrali elettriche, o dispositivi. Dobbiamo aspettarci almeno un
attacco digitale dal 2012 che causi una
significativa ripercussione su un sistema
infrastrutturale fisico. Attacchi alle infrastrutture, come per esempio le reti
elettriche, sono da tempo teoricamente
possibili ma non ne avevamo mai visto
accadere uno fino a quando è comparso
Stuxnet. Stuxnet ha infettato i sistemi
Scada e operato cambiamenti che hanno
ottenuto un risultato ‘fisico’ concreto. Da
quel momento ricercatori e hacker hanno
preso pesantemente di mira i sistemi
Scada, dal momento che hanno visto
cosa può fare un malware sofisticato
usato contro queste soluzioni di controllo
industriali.
Al settimo posto per WatchGuard ven-
gono i social, Facebook in testa: essendo maggiore fonte di infezione saranno app
il principale vettore di social engineering store e marketplace. Per evitare il mobile
e malware, Facebook deve aumentare la malware occorre prestare attenzione a
sua security.
cosa si scarica da un app store e verificare
Due anni fa, WatchGuard predisse che i che i vendor svolgano un valido lavoro nel
social network sarebbero divenuti un ter- convalidare le loro applicazioni. Durante
reno pericoloso per gli attacchi informa- il 2011 i criminali informatici hanno fotici e disse che Facebook sottovalutava calizzato maggiormente i loro sforzi nella
la pericolosità degli email attachment. creazione di malware che hanno infettato
WatchGuard prevede che gli attacchi diversi sistemi di rilascio di applicazioni
basati su Facebook aumenteranno e dei fornitori di smartphone, come Gooche Facebook sarà costretto a trovare gle App Markeplace o Apple App Store.
una soluzione
aumentando la
sicurezza sul
proprio sito ed
evitare così la
perdita di utenti
indispettiti da
questi fatti. Oltretutto l’adozione di Byod e
l’IT self-service
risultano in una
maggiore perdita
di dati. Secondo
WatchGuard i
numerosi episodi di perdita
di dati saranno
Soluzioni per la sicurezza di WatchGuard
il risultato della
pratica diffusa del Byod (Bring Your Own Hanno ottenuto più successo nell’infetDevice) e dell’IT self-service. I sostenitori tare alcuni app store piuttosto che altri,
del Byod affermano che con questa pra- dimostrando comunque che tutti i ‘retica si riducono i costi IT, si aumenta la pository’ di queste applicazioni possono
produttività, si riduce il carico di lavoro essere colpiti. Anche qui la minaccia può
dell’helpdesk e si rendono i dipendenti arrivare al mondo dell’industria, oggi sempiù contenti. Non solo i dipendenti por- pre più attratto dall’impiego di dispositivi
tano con sé i propri dispositivi mobili, ma mobile quali appunto gli smartphone.
lanciano anche i propri servizi di rete. Le L’aumento della fiducia nella virtualizzanuove offerte cloud rendono possibile zione, poi, aumenta il bisogno di sicurezza
per i dipartimenti non-IT l’acquisizione virtuale. Oggi ci si aspetta un consideree il lancio di nuovi servizi tecnici, senza vole aumento di interesse fra le piccole
l’aiuto del loro dipartimento IT. Sebbene e medie aziende per le soluzioni di sicuByod e IT self-service offrano dei chiari rezza legate alla virtualizzazione, dovuto a
benefici, comportano la potenziale per- una maggiore fiducia verso questa tecnodita di controllo. Lasciare la decisione di logia. Come già accaduto, mentre la virscaricare servizi IT e acquistare device a tualizzazione matura anche il suo utilizzo
persone non autorizzate espressamente aumenta fra le piccole aziende e organizper fare questo rende infatti più difficile zazioni. Molti professionisti IT di piccole e
implementare il controllo accessi su que- medie aziende non comprendono ancora
appieno le potenziali ramificazioni in tersti servizi e dispositivi.
mini di sicurezza che possono sussistere
Rischi anche per le
in ambienti virtuali implementati male.
piccole imprese
A causa della mancanza di know-how
Un’ulteriore questione riguarda gli app sulla sicurezza e all’accresciuta fiducia
store e i marketplace per gli smartphone, nella virtualizzazione, il rischio di perdita
che favoriscono il proliferare di mobile di dati aumenta. Quello di violazione dei
malware nel mondo reale. WatchGuard dati è un rischio in continua crescita.
ritiene che le minacce legate ai disposi- Che sia dovuto ad APT (Advanced Persitivi mobili continueranno a crescere e la stent Threat) attacker, autori di malware
criminali o a gruppi di ‘hacktivist’ come
Anonymous e LulzSec, è difficile dire se
l’aumento di infezioni documentate è
causato da criminali più intelligenti, da
un maggior numero di attacchi, da hacktivist o semplicemente dalle nuove regolamentazioni che richiedono alle aziende di
segnalare la perdita di dati. In ogni caso,
ci si aspetta che questo trend continui
anche negli anni a venire. Ora che i criminali sanno quanto possono ottenere dal
furto di dati e gli hacktivist sanno quanta
attenzione possono attirare con i loro attacchi alle reti, WatchGuard sospetta che
entrambi continueranno assiduamente a
svolgere le loro attività. Criminali organizzati sfrutteranno tecniche di malware
avanzato per attacchi mirati contro le
aziende. Gli APT si diffonderanno gradualmente alle piccole medie imprese. Si
sono già verificate grosse violazioni come
l’incidente al SecureID di RSA e l’operazione ShadyRat, così come la scoperta del
successore di Stuxnet, Duqu. Queste APT
nel 2011 hanno colpito prevalentemente
grosse organizzazioni, come governi, fornitori di sistemi di controllo industriale
e grandi aziende. I criminali meno sofisticati stanno iniziando però a sfruttare
le tecniche avanzate che hanno imparato con gli APT per creare malware più
avanzati prendendo di mira aziende più
piccole. Infine, secondo WatchGuard il
cloud computing aumenta la possibilità di
malware-storm (tempeste di malware). Ci
si aspetta che i criminali organizzati prendano di mira i servizi cloud e penetrino
dentro al sistema di sicurezza di almeno
uno dei più importanti provider. Detto ciò,
ci si attende anche che i provider di cloud
più provveduti e prevenuti riconoscano
questo rischio e aumentino i livelli di
sicurezza nella loro offerta. Molti servizi
cloud offrono interessanti benefici, ma
fanno leva anche su tecnologie complicate che hanno impatti sulla sicurezza. La
maggior parte dei fornitori di servizi cloud
si basano su complesse applicazioni web
customizzate o sulla virtualizzazione per
fornire scalabilità e multi-tenancy.
Queste sono grandi tecnologie che tuttavia possono portare a grossi rischi se
implementate senza tenere in debita considerazione la sicurezza. Si aggiunga a
tutto ciò il fatto che molti clienti condividono dati sensibili con un cloud provider.
È inoltre facile capire perché un grosso
cloud provider rappresenti un obiettivo
estremamente allettante da attaccare...
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Fieldbus & Networks
di Martina Moretti
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TEMPO REALE
I
l tempo è denaro, dice un noto proverbio. CON IGNITION È POSSIBILE GESTIRE
Niente di più vero, quando si tratta di auCONTEMPORANEAMENTE L’ATTIVITÀ DI DIVERSI
tomazione industriale: un’azienda di primo
piano a livello mondiale nell’industria di IMPIANTI PRODUTTIVI, PASSANDO EFFICACEMENTE
processo alimentare presentava la neces- DAL CONTROLLO MANUALE ALLA RACCOLTA DATI
sità di introdurre un modo più efficiente e rapido
IN TEMPO REALE E RISPARMIANDO COSÌ TEMPO E
per raccogliere informazioni dai suoi impianti di
produzione, otto diverse strutture, ognuna con il DENARO
suo considerevole carico di dati. I diversi collettori
di dati raccolgono informazioni sulle temperature di cottura, i livelli smartphone e tablet. Le prestazioni di connettività di Ignition vengono
dell’acqua, i lotti di produzione: tutte informazioni che vanno a identi- completate dalla presenza di una serie di driver per fieldbus Ethernet
ficare l’indice di qualità dei prodotti.
integrati, oltre che dalla possibilità di espandere il sistema via OPC,
rendendo di fatto la soluzione di Inductive Automation l’anello di conAttività manuale addio…
giunzione ideale tra l’automazione degli impianti e i livelli superiori
In passato, l’azienda effettuava l’operazione di data collection ma- (MES, ERP ecc.). Garrick Reichert, senior control engineer di Kasa
nualmente, con la conseguenza di perdere tempo e risorse; questa Industrial Controls, spiega: “Il cliente ha subito apprezzato Ignition e
modalità non era più sostenibile, visti i ritmi sempre più incalzanti intravisto enormi potenzialità nel software: totalmente compatibile e
della produzione e gli obiettivi sempre più ambiziosi dell’industria ali- completamente flessibile, anche nel prezzo. Non ci è voluto molto a
mentare. Occorreva pertanto trovare il modo di raccogliere i dati degli convincerli che si trattava della scelta migliore possibile”.
impianti in tempo reale risparmiando tempo e denaro, per conoscere e
ottimizzare gli indici di qualità e aumentare la produttività. La soluzione Come funziona la soluzione
era adottare un HMI e uno Scada dalle elevate prestazioni, così da Ciascun impianto del cliente era costituito da migliaia di data point
poter raccogliere e incrociare i dati di tutti gli impianti di produzione in impiegati nella supervisione della produzione, provenienti dai tag dei
pochi istanti. L’azienda si è rivolta a Kasa Industrial Controls, system PLC e dai sensori deputati al controllo, per esempio, della temperatura
integrator nordamericano specializzato nella fornitura di soluzioni per di congelamento o della pressione dell’acqua. È facile intuire la comil controllo, che ha individuato in Ignition di Inductive Automation la plessità e la grande mole di dati che occorreva gestire costantemente,
risposta perfetta alle esigenze del cliente. Distribuito in esclusiva in ma con Ignition quello che sembra difficile è diventato molto semplice:
Italia da EFA Automazione di Cernusco sul Naviglio (Milano), Ignition ciascun impianto è gestito da un server gateway virtuale che lancia
è un HMI-Scada-MES all-in-one basato su database SQL e su Java, illimitati client Ignition e si occupa di raccogliere i dati.
caratterizzato da una struttura modulare e dall’essere completamente “In origine il cliente aveva previsto di installare uno Scada che controlcross-platform, oltre a offrire supporto nativo a dispositivi mobili quali lasse soltanto un paio di impianti, principalmente per questioni legate
64
Particolare di un impianto per l’industria di processo alimentare
fossero esattamente gli stessi visibili sul PLC”. Aurand
e Reichert, insieme, hanno progettato e sviluppato le
interfacce HMI che avrebbero visualizzato i dati raccolti
da Ignition. “In poco tempo abbiamo compreso come
sfruttare al massimo le potenzialità di Ignition Designer,
riuscendo a replicare le schermate HMI che gli impiegati
della produzione conoscevano bene” riferisce Reichert.
Sono state così create centinaia di interfacce che replicano le schermate degli HMI di ciascun impianto,
tutte visibili da un unico terminale; in questo modo, il
personale è in grado di supervisionare la situazione non
solo di un unico impianto, bensì di tutti. “I supervisori
trovano particolarmente utile il fatto di poter mantenere
sotto controllo la situazione senza doversi alzare dalla
scrivania, risparmiando così parecchio tempo: 30 minuti,
lavarsi le mani cinque volte, cambiarsi il camice quattro volte… Decisamente un bel vantaggio!”. Il cliente
è molto soddisfatto dei risultati raggiunti con l’utilizzo
al budget. Ma grazie al risparmio reso possibile dall’impiego di Ignition, la soluzione di controllo è stata estesa a
quasi tutti gli impianti di produzione” continua Reichert.
Ignition è basato sul linguaggio SQL e rende semplice la
raccolta di dati in un unico database: i dati registrati nei
singoli impianti vengono immediatamente inviati a un
database centrale facilmente accessibile da ciascun gateway; questo significa che ogni impianto può accedere
ai dati in tempo reale, e non solo. “Ciascun impianto può
accedere alle informazioni raccolte in un altro impianto”
continua Reichert. “Questa opportunità è direttamente
integrata in Ignition”.
I vantaggi dell’integrazione
Uno dei fattori chiave che ha portato alla scelta di Ignition è stata la sua capacità di integrarsi perfettamente Ciascun impianto del cliente prevedeva migliaia di data point, ma con Ignition
tutto è stato molto semplice
con un pacchetto software ‘verticale’ specifico per il settore dell’industria alimentare di processo. Heath Roker,
project manager di Kasa Industrial Controls, sottolinea
che “Il software impiegato dal cliente serve a certificare
la qualità della produzione. Registra e analizza i dati raccolti dagli impianti per verificare che rispettino gli standard imposti dalla FDA”.
Ignition raccoglie tutti i dati necessari al software verticale e li scrive in un database intermedio. Da qui, il
software verticale recupera i dati aggiornati e li analizza
per generare report e notificare allarmi, se necessario.
L’integrazione è avvenuta senza alcuna difficoltà e tutto
il sistema funziona alla perfezione. Ignition impiega codici e linguaggi di programmazione diffusi e aggiornati,
rendendo davvero semplice e immediata l’integrazione
con sistemi e software preinstallati. Un vantaggio non
da poco, come ricorda Roker: “Ciascun impianto era stato Ignition impiega codici e linguaggi di programmazione diffusi, sempliÀcando
programmato per funzionare autonomamente, secondo l’integrazione con altri sistemi e software
diversi standard e programmi. Grazie alla flessibilità di
Ignition abbiamo potuto integrare la soluzione di Inductive nel sistema di Ignition. “Non ci sono dubbi che Ignition abbia permesso di risparsenza riscontrare particolari problemi”. Ma il vantaggio più evidente miare parecchio tempo e denaro” conclude Reichert. “Prima non c’era
derivato dall’impiego di Ignition è probabilmente l’ottimizzazione del automazione, tutto veniva registrato a mano, e non c’era collegamento
ciclo di produzione. Jay Aurand, project engineer di Kasa Industrial diretto tra un impianto e l’altro. Adesso, invece, grazie a Ignition tutto
Controls, si è occupato del collegamento tra i PLC degli impianti e Igni- fa parte di un sistema unico e la raccolta dati avviene in tempo reale”.
tion, lavorando a stretto contatto con i tecnici del cliente. “I supervisori
EFA Automazione - www.efa.it
della manutenzione chiedevano che i dati visualizzati sui loro schermi
65
Fieldbus & Networks
di Giuseppe Testa
SEMPLICITÀ
A PORTATA DI MANO
IL CONCETTO MESSO A PUNTO DA LENZE CON LA
MOTION CENTRIC AUTOMATION CONTRAPPONE ALLA
TIPICA ARCHITETTURA DI CONTROLLO PIRAMIDALE
UN SISTEMA CENTRALE, SEMPLICE E COMPATTO
N
egli ultimi anni si è assistito all’introduzione di bus di campo basati
su Ethernet che assicurano prestazioni elevate e deterministiche
garantendo i vantaggi tipici degli
hardware standard di tipo PC-based. Oggi, quando
si parla di ‘network communication’ viene spontaneo pensare a Ethernet come mezzo fisico di trasporto delle informazioni e come infrastruttura di
veicolo dell’informazione. Grazie alle peculiarità di
velocità e affidabilità che la rete Ethernet offre, il
settore dell’Information Technology, e più recentemente il settore industriale, hanno fatto uso massivo di questa tecnologia sia su base wireless, sia
in forma cablata (rame/fibra). Come risultato, l’uso
di Ethernet è sempre più diffuso in ambito industriale, sia come mezzo di comunicazione front-end
fra server e workstation, sia a livello operativo di
campo fra PLC e attuatori e non vi è dubbio che
l’utilizzo di bus a base Ethernet sia in continua e
costante crescita nel mondo dell’automazione a
scapito di bus standard in uso da anni.
dalla classe realtime
è una caratteristica
imprescindibile nell’ambito del controllo
del moto e nelle applicazioni di macchine
di produzione, in cui è
richiesta la stretta
correlazione fra più
assi della macchina,
con eventuale interpolazione e necessità
di elevate precisioni.
Scegliere
l’architettura
di sistema
L’architettura di un
sistema di controllo
dovrebbe poter sempre rispondere ai requisiti del processo
che deve controllare,
L’affermazione di Ethernet
nel rispetto delle moLa tendenza generale in atto da tempo nel settore
dalità e dei tempi di
automazione indica una chiara propensione a preesecuzione, al fine di
ferire soluzioni di trasporto delle informazioni di
garantire la produttiIl concetto Motion Centric Automation consente di passare dalla
campo, da e verso i livelli superiori di controllo fino
vità richiesta dall’imclassica struttura di controllo piramidale a un’architettura di
ai DCS e agli Scada, utilizzando soluzioni su base sistema semplice, dove le funzioni sono centralizzate
pianto. Diventa quindi
Ethernet come Ethercat, Powerlink, Ethernet/IP,
fondamentale saper
TCP/IP, Modbus TCP ecc. Tali soluzioni sono oggi assolutamente ido- scegliere le giuste apparecchiature di controllo, ossia PLC, HMI e I/O
nee per il livello sia di campo sia di controllo, permettendo l’impiego per l’elaborazione dei segnali e il controllo degli attuatori di campo,
di uno stesso tipo di cavo, quello Ethernet per l’appunto, e un’elevata come anche la giusta dorsale di rete, che rappresenta l’ossatura di
larghezza di banda sulla dorsale, con la possibilità di utilizzo e tra- comunicazione fra i diversi dispositivi di automazione che compongono
sporto contemporaneo di protocolli diversi. Adottare un’unica dorsale l’impianto stesso. In genere, una rete di trasporto dati viene scelta
Ethernet consente inoltre di semplificare i cablaggi e razionalizzare la non solo in funzione della sua velocità di trasmissione, ma in base
quantità di protocolli presenti sulla macchina o sull’impianto. La diffu- a un insieme di requisiti, che sono funzione del tipo di impianto da
sione di accessori dell’infrastruttura per le dorsali Ethernet quali hub, realizzare. Oltre alla velocità bisogna per esempio tenere in consideraswitch e repeater, disponibili anche per l’ambito industriale, ha poi zione le distanze fisiche, in termini di metri di cavo da stendere, che la
semplificato l’interoperabilità dei diversi protocolli sulla stessa dorsale rete stessa deve percorre per collegare tutti i dispositivi elettronici che
di comunicazione. I protocolli quali Ethercat, PowerLink e Profinet IRT necessitano di essere interconnessi. La tecnologia di funzionamento
sono più indicati in applicazioni di motion control, dove i tempi di ciclo del mezzo di trasporto di una rete di comunicazione e la sua topologia
devono essere i più bassi possibili. Inoltre, il determinismo derivante (a bus condiviso, ad anello, a stella ecc.) è anch’esso un elemento
66
da considerare nella fase di scelta
del bus da utilizzare, in quanto ciò
influenza a sua volta le prestazioni
complessive dell’intera configurazione di automazione.
e a basso costo, con protocollo
open source deterministico e ad
alte prestazioni, che utilizza la rete
Ethernet in ambiente industriale. Il
concetto innovativo di Motion Centric Automation si basa principalmente su un’architettura hardware
in cui un controllore programmabile CPC3200 ad alte prestazioni
si occupa sia della gestione delle
funzioni di logica PLC, sia di tutte
le funzionalità centralizzate di
controllo del moto degli organi
meccanici della macchina (motori)
per mezzo di servoazionamenti.
Centralizzare tutte le funzionalità
di controllo permette, da un lato, di
semplificare e disporre di un unico
programma di controllo situato nel
controllore principale, dall’altro di
utilizzare un hardware standard di
tipo PC-based, capace di supportare funzioni tipiche quali FTP server, web server e VNC server, per
esempio per la remotazione della
grafica in tele-assistenza. Non ultimo si consideri la disponibilità
di porte Ethernet già a bordo, utili
sia per la programmazione sia per
lo scambio dei dati verso infrastrutture di livello superiore, quali
sistemi Scada o server aziendali.
Ethercat e Profinet IRT
Il settore dell’automazione industriale offre numerose tecnologie
di trasporto Ethernet, più o meno
recenti e supportate pressoché da
tutte le principali aziende del settore. Tra queste Ethercat è un protocollo che offre elevate prestazioni
con caratteristiche di realtime e che
Tipico esempio di una topologia di rete Ethernet: una
utilizza hardware standard, quindi tendenza in atto, anche nel settore automazione, è preferire
non necessita di soluzioni speciali. soluzioni di trasporto mediante soluzioni su base Ethernet
Una tipica rete Ethercat è composta
di un master e numerosi slave (max
65.535) con una velocità di trasmissione massima di 100 Mbps.
Uno dei profili più utilizzati in ambito automazione su base Ethercat
è DS402, derivante dal Canbus,
che permette ai controllori PLC
di assolvere a delicati compiti di
motion control centralizzato quali
l’interpolazione di assi, le camme
elettroniche e gli alberi elettrici.
Grazie alle sue caratteristiche di
funzionamento e alla topologia di
rete Ethercat permette uno scambio
dati molto rapido ed efficiente, con
Dalla piramide
tempi di ciclo compresi in 10/100 μs
a un sistema centrale
circa a seconda dell’applicazione.
e compatto
Un’altra soluzione di comunicazione
Il concetto Motion Centric Automaper il trasporto delle informazioni
Struttura piramidale della catena di automazione
tion di Lenze permette di trasfordal campo su base Ethernet è rapmare la struttura piramidale tipica
presentata da Profinet IRT (Isochronous Real Time). Si tratta di una parte del protocollo Profinet RT che, a dell’automazione in un sistema centrale e compatto, che crea sinergie
differenza della soluzione Ethercat, richiede l’impiego di un hardware fra i dispositivi di controllo e di alto livello fino agli attuatori a livello di
speciale sia per il master sia per lo slave. Una tipica rete Profinet è campo. Grazie a questa architettura l’intelligenza del controllo è cencomposta da un master che è in grado di gestire un numero di slave tralizzata, rendendo semplici i dispositivi di controllo della potenza,
massimo pari a 255 unità per ciascuna sottorete. Anche in questo caso quali i servoazionamenti serie i700, che in questo modo non hanno più
la velocità massima di trasmissione è di 100 Mbps, ma i tempi di ciclo un programma di controllo locale. Ciò rappresenta un vantaggio per le
minimi raggiungibili si aggirano su una soglia che si pone nei dintorni aziende costruttrici di macchine complesse perché, oltre a semplificare
la programmazione dell’intera configurazione, è possibile effettuare
dei 200 μs.
le operazioni di manutenzione dei programmi attraverso la tele-assiIl concetto di Motion Centric Automation
stenza remota: è sufficiente stabilire una connessione Internet verso
Sulla base della tecnologia di trasporto delle informazioni prima in- il controllore centrale per monitorare e accedere a tutte le funzioni
dicata, Lenze ha messo a punto il nuovo concetto di ‘Motion Centric di controllo del motion e alle grafiche dell’intero sistema. Inoltre, il
Automation’: si tratta non solo di un valido sistema di automazione ca- caricamento dei parametri del motore può essere gestito direttamente
pace di rispondere alle esigenze di movimentazione, ma anche di uno dal controllore centrale, che può quindi inviare al servoazionamento i
strumento avanzato di ingegnerizzazione. Ciò unitamene a una serie di dati fisici del servomotore da controllare, anche in caso di sostituzione
caratteristiche, quali, oltre alla velocità, il comportamento determini- del drive, minimizzando così gli interventi di assistenza tecnica norstico, indispensabile oggi a macchine e impianti che devono garantire malmente necessari. Molti dei controllori programmabili pensati per
livelli di affidabilità e prestazioni sempre più elevati, per garantire qua- il concetto Motion Centric Automation Lenze svolgono anche funzioni
lità e competitività dei prodotti realizzati. Senza dubbio Ethercat sta di gateway fra la rete Ethernet e la rete Ethercat, al fine di consentire
guadagnando grande popolarità, poiché si dimostra tecnologicamente l’accesso ai servoazionamenti direttamente in tele-assistenza.
adatto ad assolvere nel migliore dei modi le funzionalità di motion
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control: è una tecnologia realtime aperta, molto collaudata, stabile
67
Fieldbus & Networks
di Patrizio Emilia
La svedese SNoK
ha sviluppato una
soluzione per il
controllo dei sistemi
Hvac speciÀca per il
settore farmaceutico
MONITORAGGIO
DELL’ARIA
L’
innovativa società svedese SNoK, L’AZIENDA SVEDESE SNOK HA MESSO A PUNTO
abbreviazione di Skoglund, Nils- UNA SOLUZIONE INTEGRATA E AD ALTO RISPARMIO
son och Kennedy, è guidata da tre
esperti ingegneri, i soci fondatori, ENERGETICO PER IL SETTORE FARMACEUTICO GRAZIE
che globalmente mettono a dispo- A PLANTPAX
sizione delle aziende oltre 70 anni di competenza
nel settore dell’automazione industriale. Propone ai propri clienti un soluzioni ad alto consumo energetico, quindi a costo elevato, che alapproccio strutturato all’automazione: anziché attendere che il pro- ternano raffreddamento e riscaldamento. Molte aziende desiderano
getto di una linea di processo sia completata per iniziare a pensare massimizzare l’efficienza energetica e nel contempo avere un accesso
all’automazione, SNoK preferisce adottare un approccio diverso. completo al processo e a tutti i parametri, cosa che le attuali soluzioni
L’esperienza in tema di industria di processo, sistemi frigoriferi, pro- black box non permettono di fare o per lo meno non a un livello soddiduzione di biogas, sistemi di condizionamento e altro, le permette di sfacente”. Con soluzioni Hvac tipiche, quando la temperatura esterna
intervenire in una fase molto precoce. Ed è proprio questa peculiarità è bassa il sistema aspira l’aria e la riscalda, mentre quando fa caldo,
che ha portato allo sviluppo di una soluzione per il controllo dei sistemi la raffredda, quindi la riscalda nuovamente per asciugare l’umidità.
Hvac, di raffreddamento/congelamento e di monitoraggio climatico, Come si può immaginare si tratta di un processo a elevato consumo
specifica per il settore farmaceutico. Questa soluzione, che prevede energetico, tuttavia questo approccio è apprezzato perché basato su un
l’utilizzo di hardware e software fornito da Rockwell Automation, non ciclo costante di aria in entrata e in uscita. Naturalmente sarebbe possolo permette di risparmiare notevoli quantità di energia, ma anche di sibile riutilizzare una parte dell’aria che esce dall’impianto per il ricircolo e questo permetterebbe di ridurre significativamente il consumo
controllare con maggiore precisione le condizioni ambientali critiche.
energetico, ma al tempo stesso renderebbe difficile il controllo e il
I problemi della soluzione tradizionale
mantenimento dei differenziali di pressione positiva richiesti nelle aree
Il controllo ambientale nel settore farmaceutico è molto importante e di produzione sterili. “La nostra soluzione permette di fare entrambe le
nella maggior parte dei casi i sistemi Hvac si basano su soluzioni ‘col- cose” spiega Kennedy. “Abbiamo fatto in modo che gli utenti possano
laudate e affidabili’ di tipo ‘black box’, largamente diffuse nel mondo. utilizzare l’aria di ricircolo e combinarla con l’alimentazione esterna e
Il limite di queste soluzioni sta nell’approccio al controllo ambientale, nel contempo mantenere costante la pressione senza alcun rischio per
che è molto datato, di difficile regolazione e gestione, oltre che opera- la produzione”. Continua quindi Kennedy: “Il modo più economico per
tivamente molto costoso. I sistemi Hvac consumano molta energia per riscaldare o raffreddare un edificio è quello di riutilizzare l’aria, ma a
fornire ambienti controllati per applicazioni farmaceutiche. La maggior causa dell’umidità è necessario variarne la quantità e avere costanteparte di essi è dotata di sistemi di controllo pre-configurati, che ra- mente la giusta combinazione di aria interna ed esterna”. Un tradizioramente garantiscono un’elevata efficienza energetica o prestazioni nale economizzatore di flussi analizza l’aria esterna e agisce in base al
specifiche. “Il controllo della temperatura e dell’umidità in un impianto suo grado di umidità e temperatura: se troppo umida o troppo calda,
farmaceutico è di fondamentale importanza” spiega Liam Kennedy, co- entra in modalità ‘ricircolo’; se sufficientemente fredda o secca, aspira
fondatore e responsabile sistemi di controllo in SNoK. “Ci sono molte aria dall’esterno per riscaldarla con un dispiego notevole di energia.
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La scelta è quindi esclusivamente limitata tra ricircolo completo o l’utilizzo di aria esterna. “Con gli approcci di tipo tradizionale sorge oltretutto un altro problema: l’inaffidabilità dei sensori in presenza di tassi
di umidità superiori al 90%” afferma Kennedy. “Questo problema ha
creato l’esigenza del passaggio dall’uso di aria esterna all’uso di aria
riciclata. Gli operatori sono costretti a utilizzare tutto o niente proprio
perché non possono contare sui sensori”.
Una soluzione innovativa
Risparmi fino al 25%
“La soluzione che abbiamo sviluppato ha un potenziale di risparmio energetico del 20-25%” sostiene Kennedy. “La cifra esatta dipende dalle
condizioni ambientali, tuttavia siamo tranquilli nello stimare almeno il
15% di risparmio nel corso dell’anno che, in un’estate umida, potrebbe
salire fino al 25%. Siamo anche sicuri che il costo dell’impianto verrà
recuperato in meno di due anni”. La soluzione offre agli utenti una serie
di vantaggi, tra cui il fatto di rinunciare all’approccio black box: “L’intera
“Quando eroghiamo l’aria sappiamo che
dobbiamo farlo a livelli di temperatura e
umidità specifici, ma ci preoccupiamo solo
della temperatura dell’aria esterna” sostiene
Kennedy. “Se si conosce il tasso di umidità
dell’aria di ritorno, sarebbe possibile regolare l’umidità dell’aria esterna sulla base di
una relazione tra aria di base/temperatura/
umidità. Questo eliminerebbe la dipendenza
da sensori esterni inaffidabili”. Egli quindi
prosegue: “Noi controlliamo il sistema sulla
base dei tassi di umidità dell’aria fornita
(in entrata) e di quella di ritorno (in uscita).
Grazie alla regolazione costante tra aria di
ritorno e aria esterna, siamo in grado di ottenere la temperatura e l’umidità richieste,
riducendo il consumo di energia ed evitando
sbalzi di pressione. In parole povere, se l’aria che entra nell’impianto è leggermente
La soluzione sviluppata da SNoK ha un
umida, attingiamo a seconda del caso o
potenziale di risparmio energetico del
all’aria di ricircolo o a quella esterna fino a
20-25%
ottenere le condizioni desiderate e, poiché
utilizziamo al massimo l’aria in uscita, il consoluzione di controllo Hvac è sotto gli occhi
sumo di energia è molto ridotto”.
dell’utente. Abbiamo sviluppato il sistema
Al centro delle soluzioni sviluppate da SNoK
sulla base dei componenti della soluvi sono i controllori di automazione programzione di controllo di processo PlantPAx di
mabili (PAC) Allen-Bradley ControlLogix e
Rockwell Automation.
CompactLogix di Rockwell Automation, colNon cerchiamo di nascondere le nostre
legati al resto del sistema tramite dei Point
soluzioni dietro una tecnologia non acI/O sempre Allen-Bradley. L’intera soluzione
cessibile, è un sistema aperto... non vi è
di controllo Hvac è visibile all’utente e i comniente di nascosto e il cliente può vedere
ponenti della soluzione per il controllo di
tutto; abbiamo perfino condiviso il codice
processo PlantPAx di Rockwell Automation
e i componenti standard. Gli utenti pone costituiscono la base. Le ventole sono
trebbero rivolgersi ad altri consulenti o
controllate dalle unità Allen-Bradley Po- La soluzione prevede l’utilizzo di hardware e
direttamente a Rockwell Automation, per
werFlex 753 e l’interfaccia uomo-macchina software fornito da Rockwell Automation
essere supportati nel caso decidessero di
locale è fornita dai pannelli PanelView Plus
Allen-Bradley, mentre il sistema Scada è FactoryTalk View SE, che cambiare il fornitore” spiega Kennedy. Tra gli altri vantaggi del sistema
offre completa visibilità sul controllo di processo basato su moduli figura quello di disporre di una soluzione di allarme completa e dettadi controllo e maschere PlantPAx di facile programmazione. Infine, gliata, che permette l’identificazione immediata dei livelli di allarme o
l’interfacciamento con la rete avviene tramite gli switch Stratix 8000. dei guasti. Il sistema è anche altamente configurabile secondo esigenze
“Riscontro un enorme beneficio nell’uso di questi switch” dichiara specifiche ed è ideale per gli ambienti GxP. SNoK ha anche sviluppato
Kennedy. “In molte situazioni è necessario investire molto tempo per un abbattitore/congelatore e un sistema di monitoraggio climatico per i
configurare degli switch Ethernet. Le soluzioni di automazione richie- magazzini farmaceutici. Tutte e tre le soluzioni utilizzano una tecnologia
dono reti Ethernet specifiche e se lo switch non è funzionale a queste comune interamente basata su componenti di Rockwell Automation; il
monitoraggio avviene tramite FactoryTalk Historian SE, che fornisce dati
esigenze, è necessario lavorare sui protocolli.
Gli switch Stratix, invece, consentono di definire il tipo di connessione, storici e trend sui quali prendere le decisioni di processo, e FactoryTalk
per esempio ad alta priorità di traffico, e lo switch automaticamente VantagePoint EMI, che visualizza i dati e li rende accessibili e di facile
fornisce la larghezza di banda necessaria. Basta configurare lo switch comprensione all’utente il quale, se ne ha la necessità, può andare in
ed è finita: non ho mai avuto problemi. Ho la certezza che quando si dettaglio.
collega tutto, tutto funziona. Anche l’utilizzo di cavi Ethernet standard
Rockwell Automation - www.rockwellautomation.it
contribuisce alla semplificazione”.
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Fonte: www.tuttoauto.biz
Fieldbus & Networks
di Luigi Bianchi
C
on l’aumento globale nella mobilità
individuale l’industria automobilistica
è rimasta un comparto chiave del manifatturiero europeo, ma se si vuole
rafforzare la propria posizione di produttore sul mercato a lungo termine è necessario
essere sempre all’avanguardia. Saper combinare
qualità, sicurezza e sostenibilità è cruciale, così
come garantire facilità d’uso, prestazioni e design. E si deve realizzare tutto questo gestendo
l’aumento dei costi. La richiesta di incrementare la
qualità nella produzione va di solito di pari passo
con quella di un impiego parsimonioso di tecnologie e risorse. Allo stesso tempo, le sequenze di
processo e di produzione devono potersi unire l’una
all’altra garantendo al contempo la sicurezza di
personale, macchine e materiali, in ogni momento.
Molte case automobilistiche si sono affrettate a
riconoscere che l’introduzione di norme univoche
relative a qualità, sicurezza, sequenze di processi e
produzione, insieme a un elevato livello di automazione, garante una produzione altamente flessibile
ed efficiente. Introdurre norme uniformi anche per
la tecnologia di rete è un desiderio di lunga data per
la maggior parte dei costruttori, che sta diventando
realtà per un noto marchio bavarese di automobili,
attraverso la standardizzazione e l’ulteriore sviluppo
di Profinet. Per la tedesca BMW è indispensabile
che i moderni sistemi di produzione possano essere
efficacemente controllati, monitorati, ottimizzati e
diagnosticati con metodi di comunicazione standardizzati e integrati. Da giugno 2008 la produzione
nella sezione saldatura dello stabilimento BMW
di Dingolfing è effettuata con Profinet I/O (PN IO),
utilizzato per l’intera ‘cella di saldatura’ della vettura BMW Serie 7. L’azienda, che produce i marchi
BMW, Mini e Rolls-Royce, con più di 20 siti produttivi in quattro continenti, è all’avanguardia in
termini di automazione ed è un pioniere di Profinet
nel settore automobilistico.
UNA RETE PER
UNIFICARE
FLESSIBILITÀ ED EFFICIENZA SONO AUMENTATE
NELLO STABILIMENTO DI BMW DI DINGOLFING GRAZIE
ALL’UTILIZZO DI ROBOT DI SALDATURA COLLEGATI
IN RETE CON PROFINET
Requisito fondamentale per BMW era l’utilizzo di un unico
sistema bus come rete per tutte le applicazioni. Esso doveva
gestire tutte le attività di comunicazione, come il trasferimento
dei dati di lavoro individuali e i segnali di sicurezza e controllo.
Si dovevano evitare le interfacce, per quanto possibile, così
come la necessità di possedere conoscenze specialistiche, per
esempio per la messa in servizio, e si richiedeva di ridurre il
numero degli strumenti necessari, per esempio quelli d’ingegneria. Un’ulteriore richiesta a Profinet era quella di ottenere
un cambio utensile entro i 500 ms grazie a una comunicazione
in tempo reale. L’analisi del sistema produttivo tramite un’unica rappresentazione globale aveva l’obiettivo di rendere la
produzione e la diagnostica dell’intera rete quanto più possibile
trasparenti.
La tecnologia ProÀnet
offre signiÀcativi beneÀci
di carattere economico già
in fase di pianiÀcazione
Un sistema bus per tutte le applicazioni
Il processo di produzione di un’auto si compone di cinque fasi principali:
pressatura, saldatura, produzione del motore e della trasmissione, assemblaggio finale. Nella fase di saldatura, precisi pezzi in lamiera sagomati
provenienti dal reparto presse sono messi insieme per formare un veicolo
finito composte da circa 3.000 singole parti. Tuttavia, nello stabilimento
di Dingolfing la produzione del corpo macchina non avviene su una sola
linea, ma è distribuita su diverse stazioni produttive, conosciute come
‘celle robotizzate di saldatura’. Nel corso della produzione le singole parti
sono lavorate da più robot industriali e combinate ripetutamente per formare unità più grandi, poi ulteriormente elaborate.
Quasi tutte le parti devono passare attraverso una serie di celle di saldatura, prima che si ottenga un veicolo quasi definitivo. Le varie stazioni di
lavorazione sono collegate in rete tra loro.
70
Precisione nel processo di produzione
Ogni automobile che esce dalla linea di produzione nello stabilimento di Dingolfing è realizzata in modo personalizzato e su
misura. Attraverso una comunicazione ‘ISO-on-TCP’, infatti, i
singoli ordini dei clienti vengono inviati dal sistema di controllo di livello
superiore a un sistema di gestione ordini, che controlla l’intera produzione. Collegando il controller di ciascuna macchina operatrice tramite
Ethernet, lo stato della produzione viene subito riferito al sistema di
controllo. L’operatore, tramite la console, ha una visione completa dello
stato di lavorazione di ogni unità, per impostare la sequenza di produzione successiva. Le singole parti da lavorare arrivano alle postazioni delle
celle di saldatura dalla macchina operatore, che sistema manualmente i
pezzi della macchina. Poiché l’operatore deve rifornire diverse stazioni, i
diagrammi relativi alla distanza e al tempo sono elaborati e ottimizzati
in modo tale che sia possibile eseguire tutte le azioni necessarie nei
tempi previsti. Per garantire la sicurezza del personale e della macchina
la postazione di lavoro può essere raggiunta solo se la macchina è ferma,
ovvero solo quando la porta è ‘aperta’, o comunque sbloccata. In questo caso, il robot si arresta automaticamente e viene bloccato il riavvio.
Dopo l’introduzione della lamiera, il processo di fabbricazione prosegue
premendo il bottone ‘start’. Le lamiere più grandi vengono inserite dai
robot, che forniscono anche parti più piccole. Il tutto avviene usando un
piccolo buffer dal quale il robot rimuove le lamiere. All’inizio di ogni ciclo
di produzione automatica, la macchina verifica la corretta posizione della
lamiera giusta. Il sistema di trasporto tra le unità di lavoro comprende
monorotaie sospese, rulliere e ascensori; per motivi economici vi sono
pochissimi buffer intermedi.
Fatti e cifre
I problemi di EMC e la sicurezza
In origine si era deciso di usare cavi in fibra ottica polimera (POF) nelle
aree soggette a interferenze elettromagnetiche, per esempio i bracci robotizzati per la saldatura. Tuttavia, diversi test e misurazioni EMC hanno
mostrato che i cavi in rame Ethernet (Industrial Ethernet/Profinet) funzionano senza errori anche in ambienti con interferenze elettromagnetiche e
con significativi carichi meccanici. Il cablaggio dell’intera cella di saldatura
si può dunque realizzare con cavi in rame Ethernet. Inoltre, si sono potuti
ottenere grandi benefici in termini di tempo e costi grazie alla sostituzione
dei cavi Industrial Ethernet con connettori IE FC RJ45,
utilizzando lo speciale sistema FastConnect. Tutte le
aree di una cella si possono raggiungere con la connessione diretta di dispositivi con lunghezza dei cavi fino a
100 m e senza inserire un costoso media converter. Gli
elevati livelli di sicurezza per il personale e per i macchinari richiesti dagli standard odierni rappresentano una
sfida davvero importante. La categoria di sicurezza SIL3
si ottiene a livello di sistema nelle celle di saldatura. Sarebbe possibile ottenere anche la Cat.4 sulla base dei
sistemi elettrici usati, ma non sono interessati i sistemi
pneumatici, meccanici e robot. Il protocollo di trasmissione Profisafe consente la gestione delle funzioni di
sicurezza via Profinet, garantendo la certificazione IEC
61508 e il rispetto dei più elevati requisiti di sicurezza
dell’industria manifatturiera con SIL3 o Cat.4.
Gli switch Scalance X-200 sono
Nello stabilimento di Dingolfing il lavoro è impostato
su tre turni per cinque giorni alla settimana. Le linee
di assemblaggio si fermano solo durante la pausa
pranzo. Sono coinvolti nella costruzione del corpo
della BMW Serie 7 circa 1.200 robot, così come per
la BMW Serie 5. I robot sono utilizzati prevalentemente per la saldatura a punti, ma anche per altri
processi; devono dunque comunicare senza problemi
l’uno con l’altro e scambiare dati con circa 14.500
nodi Ethernet. Sono utilizzati i seguenti prodotti Simatic di Siemens: circa 3.600 stazioni distribuite con
I/O standard e di sicurezza Simatic ET 200S I/O, 1.300
processori di comunicazione CP1616, 700 switch
Scalance X208 e X216, 150 accoppiatori PN/PN, 200
controllori Simatic S7-416F-3PN/DP, quattro controllori Simatic S7-317-2PN/DP e altrettanti controllori utilizzati come componenti
Collegamento d’ufficio uniforme
Simatic S7-319-3PN/DP. In precedenza, le strutture integrati all’interno di ProÀnet
Ogni cabina di controllo ha una connessione di rete, che
rilevanti si ottenevano utilizzando diversi sistemi bus;
impiegando Profinet I/O è stato possibile unificare il tutto e usare un unico è allo stesso tempo il confine di competenza tra il livello IT e quello di aubus system. A seguito della scelta di BMW di affidarsi a Siemens quale tomazione. Per ragioni di sicurezza, l’IT assegna all’impianto una ‘subnet’,
fornitore di automazione per l’impianto di Dingolfing, il controllore orien- con il quale gli indirizzi IP possono essere gestiti autonomamente, con
tato alla sicurezza Simatic S7-416F è diventato il nucleo di ogni cellula funzionalità Layer 3 implementata attraverso la separazione dei router. La
produttiva. Occorrono dai 60 ai 100 controllori per fabbricare il corpo di connessione di tutte le celle di saldatura al sistema di controllo di livello
ciascun modello; la produzione del telaio esterno della BMW Serie 7, più elevato e la comunicazione tra questi sistemi individuali e la ‘spina
che comprende 94 componenti, richiede una superficie di 1.267 m2. In un dorsale’ di livello più alto necessitano di sicurezza tramite l’uso di firewall
tempo di ciclo di soli 2,1 minuti, 46 robot con 60 pinze di saldatura e 52 e router. In caso contrario, tutti i nodi Ethernet di BMW risulterebbero non
‘handling’ effettuano 631 punti di saldatura e 2,3 m² di materiale vengono protetti contro accesso esterni. All’interno delle celle di produzione gli
legati insieme. In passato erano state messe a punto linee di produzione switch Scalance X-200 sono utilizzati come componenti integrati all’inseparate per ogni modello, ma questo tipo di organizzazione della produ- terno di Profinet. In caso di guasto, per esempio la rottura di un cavo, viene
zione non è più stato utilizzato per i modelli successivi: è più efficiente inviato un messaggio automatico al sistema di controllo, o al sistema di
utilizzare lo stesso impianto per produrre modelli differenti in un’unica livello più alto nella rete d’ufficio e si può sapere già dove è avvenuta la
cella di produzione. Tale mix produttivo è possibile solo se i singoli pezzi rottura del cavo. Per consentire inoltre lo scambio in tempo reale di dati
da lavorare sono simili. Questo significa fare in anticipo uno studio detta- tra le celle di automazione, queste sono connesse le une alle altre con
gliato di ogni componente, tenendo in considerazione un potenziale mix accoppiatori PN/PN, in modo che le funzioni di sicurezza, per esempio,
di produzione.
vengano comunicate via bus anche alle celle confinanti.
Una connessione uniforme
Una tecnologia robusta e testata
In passato si doveva configurare o programmare un quadro elettrico per
robot con tre diverse tecnologie di installazione e con diversi strumenti di
messa in servizio. Vi erano connessioni point-to-point (Interbus), un bus di
sicurezza I/O (Safetybus) e una rete Ethernet per i PC di controllo dei robot.
Qualsiasi analisi dei guasti veniva ostacolata dalle diverse rappresentazioni del guasto per ogni sistema bus. Con Profinet I/O abilitato in realtime tutti i servizi di comunicazione, i PC , i controller, i moduli I/O, i robot
ecc., vengono gestiti tramite un unico bus standard (Industrial Ethernet/
Profinet), il che si traduce nell’uso di una sola tecnologia di installazione
basata su Ethernet e, di conseguenza, in un minore numero di strumenti
di configurazione da impiegare, per esempio un solo ambiente di programmazione Step7. Il centro di controllo del robot è una soluzione basata su
PC, dove la scheda Ethernet CP1616 con switch integrato funziona simultaneamente come controller Profinet I/O e come I/O device.
Quando si costruisce un nuovo impianto di produzione, ogni singolo modulo scelto è soggetto a studi di fattibilità. Da un lato vengono considerati
gli aspetti tecnici, quali vantaggi e svantaggi nell’uso durante la messa in
servizio o la piena attività, dall’altro giocano un ruolo molto importante i
fattori commerciali, come i costi di approvvigionamento e manutenzione.
Una messa in servizio più veloce e più semplice con la nuova tecnologia
di comunicazione Profinet scelta rispetto alla precedente, per esempio,
consente di generare significativi benefici di carattere economico già in
fase di pianificazione. Inoltre, si può ottenere una maggiore disponibilità dell’impianto, perché i guasti vengono identificati e risolti più velocemente. Profinet è già impiegato, oltre che nel sito di Dingolfing, nelle
celle di saldatura a Regensburg e a Monaco.
Siemens - www.siemens.it
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Le celle robotizzate di
Svia vengono solitamente
utilizzate con i robot di ABB
che operano su una rete
Devicenet
Fieldbus & Networks
di Paolo Sartori
S
vensk Industriautomation (Svia) è una
società di automazione in rapida crescita a Jönköping, in Svezia, addetta
allo sviluppo di sistemi robotizzati per
i clienti dei paesi nordici, come Germania, Regno Unito, Paesi Bassi e Stati Uniti. I sistemi
vengono assemblati in celle robot, in grado di comunicare, per esempio, con altri sistemi presenti in
un impianto industriale. La caratteristica principale
della cella robotizzata è proprio il suo sistema di
visione, progettato da Svia, chiamato Pickvision,
che rileva esattamente come un oggetto particolare
venga posto su un nastro trasportatore e consente
così al robot di raccogliere l’oggetto. In pratica, si
potrebbe dire che Svia permette ai robot di vedere.
Questa tecnologia rivoluzionaria è diventata molto
popolare nel settore dell’automazione e ha permesso a Svia di raddoppiare il proprio fatturato nel
corso degli ultimi anni.
Scoprendo i robot
micamente più conveniente, ma
soprattutto agevola il cliente,
che ottiene una netta e chiara
separazione tra il nostro sistema
e la propria rete aziendale” nota
Mandorsson.
Come funziona
il sistema
Le celle robotizzate di Svia vengono solitamente utilizzate con
i robot di ABB che operano su
una rete Devicenet. I robot possono facilmente comunicare con
CONNESSIONI A
PORTATA DI MANO
“La nostra forza consiste nella nostra semplicità” COME FAR COMUNICARE UN SISTEMA ROBOTIZZATO
racconta Anders Mandorsson, designer e respon- BASATO SU DEVICENET CON UNA RETE PROFIBUS?
sabile progettista presso Svia. “È molto facile dire
LA SOLUZIONE PER LA SOCIETÀ SVEDESE SVIA
al robot cosa scegliere dal nastro trasportatore,
dopodiché si è pronti a iniziare”. Utilizzando il soft- È ARRIVATA CON ANYBUS X-GATEWAY DI HMS
ware Pickvision gli utenti scattano una fotografia dell’oggetto che deve un’altra rete Devicenet, ma se devono essere collegati a un protocollo
essere prelevato dal nastro. Il software rileva automaticamente la forma differente, per esempio Profibus (con un PLC Siemens) o Ethercat (con
dell’oggetto e ogni volta che tale forma viene visualizzata dalla fotoca- un PLC Beckhoff) occorre un ‘traduttore’. Anybus X-gateway gestisce la
mera il robot è in grado di determinare quale sia la modalità corretta per conversione tra due reti tramite il software integrato che ristruttura i teraccoglierlo. Come la maggior parte dei sistemi di automazione avanzati, legrammi da un lato e li rende comprensibili sull’altro. La configurazione
le celle robotizzate di Svia hanno necessità di comunicare con le reti indu- avviene in pochi minuti tramite il software di configurazione Anybus Constriali dell’impianto e stabilire questo tipo di comunicazione non è sempre figuration Manager, per cui non è necessaria alcuna programmazione. Le
un’operazione priva di difficoltà: “Un paio di anni fa abbiamo costruito una celle robotizzate di Svia sono molto flessibili e possono essere facilmente
cella robotizzata per un cliente che mi aveva garantito l’accesso al proprio adattate per soddisfare le diverse applicazioni dei clienti, quali montaggio,
sistema Profibus, ma dopo un po’ è apparso chiaro che il nostro sistema imballaggio, foratura e tornitura. Con Anybus X-gateway Svia è diventata
doveva essere soltanto un nodo separato nella loro rete. Questa era la ancora più flessibile, in quanto può connettersi a qualsiasi rete. “A essere
situazione fino a quando non abbiamo trovato Anybus X-gateway di HMS. onesti, non ci soffermiamo più sulla connettività” dichiara Mandorsson.
Abbiamo provato un X-gateway nel nostro quadro e il modulo ha eseguito “Quando creiamo un sistema di robot, ordiniamo semplicemente il mola conversione intelligente tra il nostro sistema basato su Devicenet e dulo X-gateway che converte nella rete industriale del cliente, lo colleil sistema Profibus del cliente” afferma Mandorsson. Da allora, Svia ha ghiamo e tutto funziona”.
adottato i moduli Anybus X-gateway in molte delle celle robotizzate che
HMS Industrial Networks realizza per i clienti in tutto il mondo. Ancora una volta, la semplicità è la
www.anybus.it - www.ixxat.com - www.netbiter.com
chiave del successo: “Devicenet è la rete standard che usiamo nella magSvia - www.svia.se
gior parte dei nostri quadri e, invece di gestire noi la conversione ad altre
reti, abbiamo semplicemente installato un X-gateway di HMS. È econo-
CHE COS’È X-GATEWAY?
Anybus X-gateway consente a due diverse reti di comunicare tra loro. Semplicemente si può definire un
n
traduttore in tempo reale tra due reti. I moduli gateway risolvono importanti problematiche di connettivi-tà e sono la soluzione ideale per gli integratori di sistemi e gli utenti finali che operano nella progettazio-ne delle reti industriali per connettere in modo semplice e veloce due reti altrimenti incompatibili.
72
Integrazione Ethernet industriale su FPGA
ima u
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Ma ilità s
ssib A
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f
FPG
> Rapida Integrazione Protocolli
> IP Core per FPGA
> Modulo per sistemi Embedded
> Unica API per tutti i protocolli
Per maggiori informazioni visitare il sito www.softingitalia.it
> Unico Hardware per
molteplici protocolli
> Doppio processore su
FPGA
www.ewsun.eu
Fieldbus & Networks
S
ocietà innovativa e dinamica, Step
Progetti Automazioni Industriali
è un system integrator specializzato nello sviluppo di software per
l’industria di processo: “Abbiamo
finora realizzato un 60% di lavori impiegando
Profibus, anche se ultimamente abbiamo deciso
di spingere meno questo protocollo a favore di
Profinet; sono entrambi protocolli consolidati per
il collegamento di I/O remoti e la realizzazione
di sistemi ridondati, che integrano senza problemi apparecchiature di vendor eterogenei” ha
affermato Andrea Faciocchi, general manager
di Step Progetti. “Utilizziamo Profinet soprattutto quando è cruciale garantire la sicurezza
della rete, infatti questo bus di campo basato
su Ethernet Industriale permette la realizzazione di strutture ad anello, non solo a stella,
con tempi di riconfigurazioni dell’anello di circa
5 ms grazie alla funzionalità di ‘ring manager’,
per cui garantisce continuità di funzionamento.
Altro elemento che ci fa preferire Profinet è la
facile espandibilità della rete: aggiungere un dispositivo è molto semplice e rapido e non comporta alcuna interruzione del servizio” aggiunge
Faciocchi.
Contenere il consumo
energetico
ENERGIA:
QUANTO MI COSTI?
UNA GESTIONE EFFICACE DEI CONSUMI ENERGETICI,
CAPACE DI PORTARE RISPARMI ANCHE INGENTI,
PARTE DA UNA RACCOLTA PRECISA DEI DATI
DI CONSUMO
La produzione di aria compressa è un processo di Paola Redili
fra i più energivori, per cui molte aziende che
operano in questo ambito si stanno muovendo
alla ricerca di sistemi in grado di ridurre gli sprechi e consentire risparmi: “Un cliente leader del settore ci ha chiesto di studiare una
soluzione che fosse in grado di ottimizzare il processo e ridurre i
consumi di energia legati alla produzione di aria compressa senza
impattare sul ciclo produttivo, il tutto in un’ottica di maggiore efficienza” ha raccontato il manager. “Abbiamo dunque implementato
un master Profinet in sala compressori per una gestione più efficiente
dell’aria compressa negli impianti produttivi. Prima infatti i compressori lavoravano sempre a tutto regime, senza seguire la richiesta
della produzione, con notevole sperpero di risorse. Il risparmio energetico è stato conseguito grazie all’introduzione di un sistema di load
balancing”. Prima di tutto Step Progetti ha analizzato il ciclo di lavoro
dei compressori, per vedere se tutti lavoravano con la stessa efficienza. “Quindi una soluzione di load management ci ha permesso di
capire se era possibile spegnere un compressore senza che questo
creasse problemi nella fornitura di aria compressa al resto dell’impianto. In questo modo, è possibile ottenere dei risparmi notevoli a
livello energetico”.
Solitamente una stessa azienda si avvale di più fornitori di compressori, quindi prima di tutto Step Progetti ha dovuto pensare a come
unificare la comunicazione fra i diversi apparati e rendere omogenei
i valori, integrando così i dati inviati ai sistemi software di livello
superiore. “I produttori di apparati forniscono solitamente al cliente
74
finale una loro soluzione software di gestione, che difficilmente si
integra con quella di altri vendor, mentre le apparecchiature di un impianto devono poter lavorare in modo sincronizzato. Occorre dunque
integrare le informazioni provenienti da ciascun device” ha precisato
Faciocchi. “Solo così è possibile gestire i comandi di funzionamento
in modo omogeneo (per esempio cambiare i set point) o eseguire
una lettura dei consumi elettrici. La soluzione implementata per questo cliente consente l’accesso da remoto, per offrire servizi di assistenza via Internet per esempio per la configurazione del sistema;
offre una comunicazione nativa verso il PLC; è infine veloce e affidabile a livello di rete”. Nello specifico, supporta la comunicazione via
Modbus RTU lato compressore, quindi i dati vengono convertiti in
Profinet tramite gateway per l’interfacciamento al PLC; l’impiego di
I/O remoti abilita vari servizi, come controllo del processo, verifica,
configurazione dei dispositivi e rilevamento di eventuali errori di comunicazione, diagnostica avanzata tramite web server integrato nel
gateway: “Abbiamo collegato in rete anche i multimetri ai quali possiamo accedere in tempo reale via Internet, ottimizzando in tal modo
gli interventi sul posto” ha spiegato Faciocchi. L’utente ha dunque
sempre sotto controllo lo stato e la qualità del consumo energetico,
i dati sono subito disponibili via Internet per una gestione dei carichi
ottimizzata in base alle priorità. Il sistema offre una visione in tempo
reale del risparmio energetico conseguito: “Il cliente è riuscito a ri-
www.tecnologia-ambiente.it
Step Progetti è specializzata nello sviluppo di software
Schema della soluzione impiegata per l’ottimizzazione della produzione di aria compressa
Schermata
di gestione
dell’HMI
sparmiare circa 140.000 euro in appena tre mesi di funzionamento del
sistema” ha concluso Faciocchi.
Profinet per la trigenerazione
Step Progetti ha impiegato Profinet anche in un impianto di trigenerazione: “In questo caso dovevamo rispettare un vincolo: la cabina Enel
era lontana 400 m dall’impianto, per cui abbiamo impiegato Profinet sia
su rame sia su fibra ottica per coprire la distanza esistente fra gli I/O
remoti, i gateway e la cabina; siamo anche riusciti a ridurre i costi di
cablaggio del 30% e a realizzare la messa in servizio in tre giorni contro
una media di 20. La soluzione consente il controllo da remoto e la gestione della diagnostica. Anche qui l’utente ha conseguito un risparmio
conteggiato in circa 800.000 euro/anno” ha concluso Faciocchi.
Step Progetti - www.step-progetti.it
75
Fieldbus & Networks
N
1 www.wbcsd.org
ata negli anni ’80 a opera di
Mauro Saviola e dal 2013 divenuta parte del Gruppo Arkema, a
seguito della cessione da parte
di Total al noto colosso francese della chimica, l’azienda detiene vari siti
produttivi in Italia, per esempio in provincia
di Milano, a Rho. Fra questi figura lo ‘storico’
stabilimento di Boretto, stretto fra le province
di Reggio Emilia, Parma e Mantova, proprio a
ridosso del Po. Si trovano qui, oltre alla produzione, un magazzino per lo stoccaggio della
materia prima, vari uffici ed edifici per i servizi
ausiliari, nonché un impianto di fitodepurazione L’UTILIZZO DI PROFIBUS HA PERMESSO LA
all’avanguardia, primo in Europa. Il sito consta
SEMPLIFICAZIONE DEL CABLAGGIO
complessivamente di 35.000 m2 di cui circa
10.000 m2 coperti, per un totale di 94 addetti E L’INTERCONNESSIONE DEI SISTEMI DI UN IMPIANTO
e una decina di aziende esterne che forniscono CHIMICO, CON INDUBBI VANTAGGI DI RIDUZIONE
ulteriori servizi. Escono dallo stabilimento circa DEI COSTI E MAGGIORE FLESSIBILITÀ
61.000 tonnellate/anno di prodotto, colla a base
di acqua, destinata a svariati settori, dalla lavorazione delle pelli, alla fabbricazione di inchio- di Carlo Lodari
stro, tende, vernici, adesivo per etichette ecc.
“Una decina di anni fa ci siamo trovati di fronte
a problema: un impianto produttivo costruito
nel tempo, passo dopo passo, con continue
‘aggiunte’, che necessitava inderogabilmente
di essere rinnovato e aggiornato adottando tecnologie più performanti e allo stato dell’arte,
anche per esigenze strutturali. Per esempio, non
avevamo più spazio, letteralmente, nei cavidotti
e nei condotti, nelle morsettiere e nei quadri per
posizionare dei cavi aggiuntivi necessari al collegamento di nuovi dispositivi, quelli necessari
per aumentare la produzione come richiesto dal
mercato e dalla proprietà” ricorda Marco Poli,
responsabile ingegneria e manutenzione elettrostrumentale di Arkema. “Prima dell’adozione di
Profibus l’impianto era dotato di tre DCS collegati in rete per un totale di 1.500 segnali gestiti Planimetria dello stabilimento di Boretto
in zona EX, con accentramento degli stessi in
zona sicura tramite collegamenti punto-punto. Era una soluzione quindi risalire a quale potesse essere stata la causa dell’eventuale
sicura, ma dalla struttura rigida; le possibilità di espansione erano problema” spiega ancora Poli. “Senza considerare gli elevati costi
limitate, gli spazi disponibili erano ormai saturi. Inoltre, non pote- di progettazione legati alla tecnologia dei DCS e alle difficoltà convamo disporre di una soluzione di diagnostica avanzata: ci trova- nesse alle operazioni di manutenzione, che potevano essere esevamo davanti solo a dei segnali di allarme cui era associato un guite solo previo sezionamento a monte della parte d’impianto sulla
tag dal quale dovevamo riuscire a intuire cosa fosse successo e quale occorreva agire, con conseguente fermo di produzione. Il tutto
PROFIBUS
ANCHE IN ZONA EX
76
3 www.provincia.re.it
2 www.chemicals-technology.com
Dallo stabilimento di Boretto, oggi proprietà di Arkema Srl,
escono circa 61.000 tonnellate/anno di prodotto Ànito
Il sito produttivo consta complessivamente di 35.000 m2 di cui
circa 10.000 m2 coperti
complicato dal fatto che l’intero sito è in zona pericolosa, catalogata
secondo la direttiva Seveso II”.
Un progetto ‘step by step’
Quando si è trattato di eseguire un revamping dell’impianto, Poli
ha optato per una soluzione su bus di campo in tecnologia Profibus, ma ha dovuto lottare non poco contro lo scetticismo della
proprietà: “I responsabili in Francia inizialmente mi hanno detto
se ero matto! Ma ho avuto l’appoggio dei miei superiori e così
siamo andati avanti”. L’aggiornamento del sito ha comportato più
passaggi. Si è prima proceduto al revamping del parco serbatoi
interrato utilizzato per lo stoccaggio della materia prima. Per questo è stato utilizzato il sistema I/O remoto in Profibus IS RPI di
Il revamping di alcuni parti dell’impianto ha comportato l’utilizzo
di reti ProÀbus
Schema dell’impianto
Pepperl+Fuchs, ponendo tre armadi metallici in zona pericolosa,
in punti ‘strategici’; sempre in zona pericolosa è stato posto un
pannello operatore per il monitoraggio e il controllo della gamma
Termex di Pepperl+Fuchs, tramite il quale gli addetti possono osservare i diversi valori acquisiti in campo, per esempio la temperatura.
La rete Profibus permette la comunicazione tra la strumentazione,
Per rinnovare l’impianto sono stati messi a punto più progetti
77
Fieldbus & Networks
I dati vengono ora visualizzati e gestiti
centralmente
Il cablaggio è stato sempliÀcato e razionalizzato grazie all’uso di ProÀbus
un PLC Siemens e il DCS posto in zona sicura, tramite un collegamento bifilare a sicurezza intrinseca. “Nel 2005 abbiamo realizzato
un nuovo reparto in zona EX” prosegue Poli “utilizzando ancora il
sistema IS RPI di Pepperl+Fuchs per la zona pericolosa, tre armadi
metallici remoti in zona EX vicino ai segnali da acquisire e una
rete Profibus per collegare gli armadi al controllore PLC e alla
supervisione posti in zona sicura. In aggiunta, abbiamo inserito
un quarto nodo di campo Profibus al parco serbatoi di stoccaggio
della materia prima rinnovato nel 2003, di cui abbiamo parlato
prima”. L’interconnessione delle reti Profibus consente l’acquisizione dei dati dalla strumentazione in campo nonché il controllo
dei segnali gestiti dai due impianti.
I PLC nei quattro quadri in campo posti nella zona di stoccaggio
sono collegati a un sistema DCS di controllo centrale dell’impianto, ubicato in zona presidiata. “Nel 2008 abbiamo fatto un
ulteriore passo avanti nel progetto di rinnovamento del sito,
prendendo in considerazione questa volta le zone sicure dove
erano posti degli impianti stand alone gestiti con logiche particolari a se stanti, che non avevano connessione con il resto
dell’impianto” prosegue Poli.
“L’obiettivo era portare i segnali relativi alle zone di stoccaggio
dei prodotti finiti al DCS, per mettere in comunicazione anche
questa parte dell’impianto”. L’automazione ha riguardato tutto
il ciclo di lavorazione, dallo scarico dei reattori ai serbatoi di
stoccaggio dei prodotti finiti, fino al carico degli stessi sulle autocisterne, in zona quindi sia EX che non. Sono stati installati: un
sistema I/O remoto in Profibus DP, strumentazione intelligente
(misuratori di portata, temperatura, livello di riempimento, rilevatori di pressione, controllo valvole, attuatori per il processo ecc.)
in DP e PA, segmenti di protezione Profibus PA di Pepperl+Fuchs,
unità intelligenti per il controllo e la diagnostica Profibus sempre di Pepperl+Fuchs, una rete Profibus DP per il collegamento
degli armadi remoti, dei pannelli operatore e dei PLC Siemens,
un sistema di interconnessione e collegamento bifilare alla rete
Profibus verso il DCS. “Impiegando Profibus abbiamo potuto
semplificare l’installazione” sottolinea Poli.
A questo intervento ne è seguito uno ulteriore nel 2013, che
78
ha visto l’automazione della parte d’impianto legata al secondo
dei tre magazzini per i prodotti finiti, posto in zona sicura, per
la parte relativa alle operazioni di stoccaggio e carico su autocisterna. Sono stati utilizzati ancora una volta un sistema di I/O
remoto, una rete Profibus DP e PA, strumentazione intelligente,
unità di protezione dei segmenti in PA e unità intelligenti per
il controllo e la diagnostica di Pepperl+Fuchs. Il collegamento
agli armadi remoti, ai pannelli operatore Siemens e al PLC, poi
verso il DCS centrale, è stato quindi eseguito in Profibus. Un PLC
Simatic S7 di Siemens collega i quattro segmenti Profibus PA.
“Il sistema è già predisposto per la gestione di 100 serbatoi di
stoccaggio e l’acquisizione di tutti i relativi segnali, che vanno a
confluire nello Scada dedicato posto nell’ufficio del magazzino
centrale, il quale acquisisce in Ethernet i segnali in arrivo dai tre
PLC; il progetto prevede lo sviluppo nel 2015 di una soluzione
analoga per il terzo magazzino” conclude Poli.
Benefici sul lungo periodo
Oltre alla semplificazione dei cablaggi, che per un impianto
delle dimensioni di quello descritto non è cosa da poco, per di
più posto in zona pericolosa, l’utilizzo di Profibus ha consentito
ad Arkema di dotarsi di un sistema di diagnostica avanzato, di
un’architettura aperta e flessibile, di strumentazione fornita da
vendor diversi, che viene gestita in modo integrato e trasparente.
A questo si aggiunge l’indubbia flessibilità della soluzione, la
possibilità di eseguire senza fermi di produzione le operazioni di
manutenzione e una riduzione dei costi legati alla posa di cavi,
opere di cablaggio, eventuali errori di collegamento ecc. Infine,
l’ingegneria è stata semplificata e ridotta: “L’obiettivo è arrivare
a estrapolare i dati provenienti dai vari reparti per implementarli
nel gestionale di fabbrica, in modo da poter svolgere delle analisi, per esempio, sui consumi energetici e sviluppare quindi progetti di saving che possano portare un ritorno degli investimenti
con tempi inferiori ai due anni” conclude Poli.
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Fieldbus & Networks
Sul
campo
di Carlo Lodari
N
ata a Torino nel 1968 come realtà legata all’automotive, ambito
di cui il capoluogo piemontese è
da sempre il cuore, Remacut (Revisione Macchine Utensili) si è
trovata a dover cambiare totalmente il proprio
core business trasformandosi così in una delle
IN FONDO AL MAR…
PROFINET È STATO IMPIEGATO SU UNA NAVE
POSATUBI, PER IL COLLEGAMENTO DELLE STAZIONI
DI LAVORAZIONE DELLE ENORMI SEZIONI DI TUBO
IMPIEGATE PER LA CREAZIONE DI GASDOTTI
SOTTOMARINI
Le macchine realizzate da Remacut devono sopportare le notevoli dimensioni e il peso dei tubi da movimentare
prime società note a livello mondiale in grado di fornire macchinari
e più in generale soluzioni di automazione per il settore dell’oil&gas
offshore: “Il primo progetto realizzato risale al 1974 per Saipem,
quindi l’azienda si è evoluta rapidamente” riassume Giuseppe Marra,
responsabile tecnico automazione della società. “In particolare, forniamo macchine per la posa dei tubi sottomarini, quelli usati per i
gasdotti, costruendo l’intero impianto di lavorazione degli stessi, che
viene installato a bordo di apposite navi; realizziamo quindi sistemi
di tensionamento (tensionatori) orizzontali o verticali (per varo a ‘J’
o ‘S’), che permettono di tenere i tubi alla giusta tensione perché
non si rompano mentre vengono posati sul fondo del mare; sistemi
di movimentazione delle sezioni di tubo, verricelli di recupero di vario
tipo ecc.; sono poi in via di sviluppo progetti per la costruzione di gru
con capacità di sollevamento elevate (fino a 15.000 tonnellate)”. Un
settore di nicchia, dunque, dove le condizioni operative di esercizio
sono molto severe e soggette a normative ad hoc.
“Un recente progetto, particolarmente complesso, ha riguardato
la messa a punto della nuova nave di posa tubi denominata Aegir,
all’interno della quale si trova una vera a propria ‘fabbrica’ per la
produzione del tubo che verrà posato” prosegue Marra. Remacut ha
80
realizzato il tutto, fin dal controllo delle rulliere e dei conveyor che
servono alla movimentazione delle sezioni di tubo da giuntare, che
partono dalla zona di stoccaggio a bordo della nave e arrivano alle
stazioni di lavorazione. “Il tutto è complicato a causa delle notevoli
dimensioni (fino 48 m di lunghezza a partire da sezioni di tubo di 12
m) e del peso ragguardevole (anche 1.000 tonnellate) del materiale da
lavorare, oltre che per l’ambiente particolare, quello marittimo, dove
vengono eseguite tutte le lavorazioni” sottolinea Marra. “Ovviamente
tutta la strumentazione e i dispositivi che abbiamo utilizzato sono testati e certificati per operare in conformità alla normativa internazionale che si applica in ambiente marittimo, anche perché in alcuni casi
le apparecchiature devono lavorare al di sotto del livello del mare,
quindi devono essere dotate, per esempio, di chiusure stagne: il tubo
viene posato anche a oltre 1.000 m di profondità”.
Un intero impianto a bordo
Tutti i movimenti a bordo della nave sono eseguiti in modo automatico, con il controllo e la supervisione da parte dell’operatore che utilizza console locali, questo anche per evitare incidenti al personale:
le sezioni di tubo vengono prelevate dalla zona di stoccaggio che è
riati parametri, per esempio delle celle di carico per rilevare la pressione del tubo; le informazioni arrivano a un PLC adibito al controllo
del processo. L’intera linea è ridondata; abbiamo utilizzato una struttura ad anello per evitare perdite di dati in caso di interruzioni della
comunicazione in un punto della rete Profinet. Si deve infatti considerare che un qualsiasi seppur minimo errore nel processo può causare
danni ingenti. Se per esempio una parte del tubo viene lavorata male
e non supera i test finali prima del varo, per cui deve essere anche
solo rimossa, le operazioni sono tutt’altro che semplici, oltre che onerose, a causa appunto delle difficoltà connesse alla movimentazione
di pezzi di queste dimensioni e peso”. Basti pensare che, a volte, se
il tubo si rompe, si preferisce abbandonarlo in mare piuttosto che
recuperarlo, proprio a causa dei costi. “Se le condizioni di posa non
sono ottimali, poi, a volte occorre abbandonare il tubo; ovviamente
Fra i progetti realizzati da Remacut Àgura la messa a punto della
nave posatubi denominata Aegir
posta al centro della nave e tramite rulliere raggiungono le stazioni di
lavoro robotizzate (VSS), lungo le quali proseguono per successivi cicli
di ‘start’ e ‘stop’. Presso le diverse stazioni vengono eseguite tutte le
operazioni di saldatura, cianfrinatura, coating ecc. Prima di procedere
alla saldatura viene ‘infilata’ nella sezione di tubo da saldare un’‘anima’ che assicura il perfetto allineamento della nuova sezione con
la precedente.
“Date le dimensioni e il peso del materiale da lavorare, la sincronizzazione di tutte le fasi di produzione, dalla saldatura delle diverse
parti al varo del tubo in mare, costituisce un fattore critico” illustra
Marra. “Ogni movimento e ogni fase devono essere quindi tenute
sotto stretto controllo. Utilizziamo diversi sensori per verificare sva-
La sede Remacut di Torino
questo deve avvenire seguendo regole precise in modo da poter poi
recuperare il tubo agevolmente e proseguire quindi con il varo” spiega
ancora Marra.
Tutti i numeri del progetto
Il progetto realizzato da Remacut ha visto l’installazione sulla nave
posatubi di 300 macchine fra rulliere, traslatori d’assi, rotatori per la
saldatura, macchine di allineamento tubo ecc., per un totale di circa
30 stazioni di lavoro per cianfrinatura, saldatura ecc., 71 inverter, due
centraline idrauliche, tre armadi di distribuzione in bassa tensione,
13 Simatic ET200S, 22 switch Ethernet Scalance X, per la gestione di
circa 130 nodi Profinet, e circa 15 postazioni di controllo operatore.
“Abbiamo impiegato la rete Profinet in topologia mista ad albero e
anello, collegando 37 stazioni PLC Simatic con CPU IM151-8 failsafe
di Siemens, con uscite Safety di sicurezza” spiega Marra.
Il sistema è suddiviso in tre moduli, ognuno dei quali corrisponde a
una parte dell’impianto e viene controllato da un PLC Simatic S7-400
di Siemens.
I cavi Profinet arrivano a una stazione Scalance di Siemens che consente la comunicazione con le altre due parti dell’impianto. I drive
sono comandati dal PLC; tutte le informazioni sono trasmesse al sistema VMS (Vessel Management System), che tiene sotto controllo
l’intero processo. I tre PLC Siemens sono collegati tramite Junction
Box; la sicurezza è garantita da quattro stazioni failsafe S7-315 (WSS
- Safety Working Station); tramite gli Scalance tutti i dati confluiscono
in uno Scada di controllo MP377. “Il sistema è pensato per essere
anche gestito da remoto, direttamente dalla nostra sede di Torino,
tramite un collegamento Internet sicuro via VPN” conclude Marra.
Siemens – www.siemens.it
Re.Mac.Ut. - www.remacut.com
Schema del sistema di controllo
81
Fieldbus & Networks
di Daniela Gavioli
…PER UNA RETE SMART
S
i è dimostrato che i benefici derivanti da MIGLIORAMENTI NELLE TECNICHE DI REGOLAZIONE
una gestione oculata della pressione DELLA PRESSIONE PROPOSTE DA FAST
nei sistemi di distribuzione includono
non solo il risparmio idrico dovuto alla
riduzione delle perdite e dei consumi, ma anche vantaggi per ad algoritmi molto
il cliente dal momento che, diminuendo le rotture, si riducono le interru- sofisticati (Artificial
zioni del servizio. Questo implica una forte diminuzione dei costi di ripa- Intelligence) che
razione, di quelli causati dal controllo attivo sulle perdite, di quelli dovuti auto-apprendono
il comportamento
della rete in modo
da definire il set
point migliore per
ogni condizione. A
oggi la soluzione
migliore è quella
che regola il set
point della valvola
in funzione della
portata presente sulla rete (flow modulation); in questo modo è possibile
compensare le cadute di pressione nella rete garantendo comunque un
buon servizio al cliente anche durante le ore notturne. Tutti questi metodi
raggiungono buoni risultati in una rete con comportamento abbastanza
alla responsabilità pubblica e alla pubblicità negativa, inoltre consente tranquillo, ma non sono sufficienti nel caso si verifichino inattesi e rapidi
di rinviare il rinnovo delle infrastrutture e prolunga la vita delle tubature cambiamenti di portata.
e delle condotte di servizio, ne conseguono meno problemi nella fornitura
Rtcp (real time critical point) System
del servizio al cliente e quindi meno reclami.
Da oltre 10 anni Fast lavora per ottimizzare la gestione delle portate e
Pressione costante
delle pressioni nei sistemi di distribuzione idrica. L’esperienza aziendale
La strategia di gestione della pressione più semplice da implementare ha dimostrato che il migliore approccio per una gestione attiva della
consiste nell’installare una valvola PRV (Valvola di riduzione della pres- pressione in una PMZ è il controllo in tempo reale della pressione al
sione) nel punto di ingresso del distretto per ridurre la pressione a un Punto Critico (Real-Time pressure control at Critical Point - Rtcp). Infatti
valore fisso. In questo modo la pressione di ingresso del distretto può questo metodo elimina le imprecisioni dovute a supposizioni, imprecisi
essere portata al minimo necessario per garantire a tutti i clienti il livello compromessi e strutturali inconvenienti risultanti dai metodi tradizionali
minimo di servizio. Il valore di pressione da impostare all’ingresso del
distretto deve tenere conto delle perdite di carico nelle condizioni peggiori (domanda di picco). Questo determina un deleterio incremento della
pressione nei momenti in cui il consumo cala.
Modulazione sulla base della portata
I sistemi per la gestione avanzata della pressione utilizzano valvole
controllate elettronicamente, questo consente di modificare il set-point
per meglio seguire le necessità della rete. Differenti algoritmi sono stati
usati per controllare il set point della valvola, essi variano dalla semplice gestione giorno/notte che riduce la pressione durante la notte,
82
basati su stime e modelli. Il sistema Rtcp è la soluzione progettata da
Fast che regola automaticamente e immediatamente la pressione al
Punto Critico sulla base dei cambiamenti delle richieste di rete. Il sistema
supervisiona continuamente la situazione di rete e i valori di pressione al
Punto Critico e in tempo reale agisce sulla PRV o sulle pompe per minimizzare la pressione e prevenire i transitori di pressione all’interno della
PMZ. La rete idrica diventa quindi un sistema affidabile ed efficiente
in grado di fornire il servizio migliore al cliente. Infatti valori ottimali di
pressione minimizzano le perdite idriche, i costi energetici e la frequenza
delle rotture estendendo la vita delle infrastrutture e riducendo i costi
operativi. Questa soluzione è la migliore nell’ambito di una gestione
attiva della pressione come raccomandato dall’approccio pratico suggerito dall’IWA. Il sistema Rtcp consiste di due blocchi funzionali: l’unità
di acquisizione e trasmissione in realtime della pressione misurata al
punto critico; l’unità di controllo che agisce sul set point della PRV in
modo da cambiare la pressione in ingresso alla PMZ mantenendo così
la pressione desiderata al punto critico. Il sistema Rtcp non necessita
di altri equipaggiamenti tecnologici (ad esempio data server remoti) e
non richiede periodi di auto-apprendimento necessari invece ad altre
soluzioni oggi presenti in commercio. Inoltre, grazie alla trasmissione in
realtime dei valori di pressione acquisiti al punto critico, il sistema lavora
basandosi in ogni istante su valori reali e non stimati che non sarebbero
mai esatti. Quindi basandosi su valori reali e non statistici, la regolazione
della pressione è la migliore possibile. Il sistema Rtcp è inoltre in grado
di riconoscere improvvise richieste di acqua rispondendo con la fornitura
adeguata. La configurazione è facile in quanto l’operatore deve solo definire il valore di pressione da mantenere al punto critico. L’installazione
è veloce e semplice, il sistema ottimizza la pressione immediatamente e
non sono necessari periodi di autoapprendimento. Il sistema Rtcp è affidabile infatti speciali strategie di backup gestiscono la pressione anche
nel caso di guasti nella strumentazione.
Rtcp system for PRV control application
La PRV è connessa al master control system che regola il set point
usando un algoritmo interno basato sul valore della pressione al punto
critico e su altri segnali (pressioni e portate) provenienti dal campo. Il
sistema Rtcp può lavorare con qualsiasi tipo di valvola, quindi si possono
Rtcp system on web
Il sistema Rtcp non necessita di software o data server remoti: il ciclo di
regolazione è gestito direttamente dal controllore della valvola. Il sistema
si gestisce facilmente utilizzando un semplice browser sui più moderni
e diffusi dispositivi connessi alla rete globale (PC, tablet, smartphone).
Grazie a una semplice e intuitiva interfaccia, gli operatori possono monitorare e controllare i valori di pressione sulla rete di distribuzione idrica,
ricevendo notifica di qualsiasi comportamento anomalo. Inoltre una
funzione particolarmente avanzata consente di segnalare tramite sms o
e-mail eventuali allarmi agli operatori coinvolti.
Scada system integration
Grazie alla progettazione avanzata, basata su standard di comunicazione
e di database, il sistema Rtcp può essere facilmente integrato in un sistema di supervisione Scada o in sistemi di software specialistici. La
gestione della PMZ diventa così particolarmente efficace e il gestore può
analizzare lo stato e l’efficienza della rete sulla base degli indicatori IWA.
Extra feature
Il sistema può gestire molteplici punti
di pressione scegliendo il riferimento
più appropriato in base alla situazione
e la strategia richiesta. Per ciascun
punto critico è possibile assegnare due
set point per una regolazione notte/
giorno. Il sistema è in grado di individuare i colpi d’ariete monitorando i
transitori di pressione.
Benefit
ottenere notevoli miglioramenti nella gestione della pressione anche utilizzando PRV esistenti, preservando così gli investimenti precedenti.
Rtcp system for Pump control application
Come avviene nel caso della PRV, il sistema Rtcp può controllare la pressione al punto critico agendo sulla pompa o il set di pompe che effettuano
l’immissione dell’acqua nella PMZ. Il sistema lavora con qualsiasi tipo di
pompa equipaggiata di inverter. Questa soluzione è molto vantaggiosa se
si considerano anche i benefici derivanti dal risparmio energetico.
Riduzione delle perdite ≥ 25%; risparmio idrico ≥ 30%; risparmio energetico ≥ 30%; riduzione nella frequenza delle rotture ≥ 25%; diminuzione dei costi di gestione; minor stress sulla rete; allungamento di vita
delle infrastrutture; riduzione dei disservizi; miglioramento del servizio al
cliente; rientro dell’investimento ≤ 12 mesi.
Nota: La memoria è stata presentata durante il Forum Telecontrollo promosso da Anie
Fast - www.fastautomation.it
83
Fonte: www.morguefile.com
Fieldbus & Networks
L
RILEVAZIONE
GUASTI IN PROCESSI
DI DEPURAZIONE
BIOLOGICA
’automazione degli impianti di
trattamento riveste un’importanza
sempre maggiore nel rispettare la
ILLUSTRIAMO ALCUNE TECNICHE DI RIVELAZIONE
normativa vigente in materia di scarichi (D.Lgs. 152/06) e garantire una DEI GUASTI CHE POSSONO VERIFICARSI IN UN
continua efficienza dell’impianto. Una buona IMPIANTO DI DEPURAZIONE BIOLOGICA, LA CUI
automazione integrata deve essere in grado
STRUMENTAZIONE STA DIVENTANDO ALLO STESSO
di garantire diversi obiettivi concorrenti: garantire un effluente nei limiti di legge, con- TEMPO PIÙ COMPLESSA E PIÙ IMPORTANTE, DA CUI
tenere al massimo i consumi energetici e LA NECESSITÀ DI AUMENTARNE L’AFFIDABILITÀ
contrastare/prevenire situazioni critiche in
cui può trovarsi l’impianto. Questi obiettivi
di Stefano Marsili Libelli (*)
possono essere raggiunti solamente se il sistema di controllo può fare affidamento su un
flusso di dati continuo e affidabile. Scopo di questa panoramica campo, eventualmente dopo filtraggio e condizionamento, sono
è l’illustrazione delle tecniche di rivelazione dei guasti che pos- sottoposti a trattamenti spiegati qui di seguito.
sono verificarsi in un impianto di depurazione biologica, la cui Parametrizzazione: questo stadio preliminare serve a individuare
strumentazione sta diventando allo stesso tempo più complessa quali informazioni contenute nei dati si rivelano più significae più importante, da cui la necessità di aumentarne l’affidabilità. tive per l’individuazione del guasto, ad esempio potrebbe essere
La figura 1 mostra la catena di monitoraggio che supervisiona rilevante il superamento di certe soglie oppure la velocità di
il funzionamento di un impianto di depurazione. Per semplicità variazione di una certa variabile.
si è tralasciata la connessione, peraltro sempre più frequente, Principal Component Analysis (PCA) : è una tecnica per ottiverso un eventuale centro servizi remoto che sovraintende a un mizzare la rappresentazione dei dati in modo da eliminarne
sistema di impianti attraverso una rete aziendale. In questo con- l’eventuale ridondanza e se necessario ridurne la dimensiotesto si suppone, per semplicità, che la rivelazione dei guasti sia nalità. Questa fase serve essenzialmente per massimizzare le
affidata allo Scada locale. In tal caso esso dovrà essere dotato differenze di comportamento rilevabile dai dati e distinguere
di un apposito software aggiuntivo di riconoscimento e segna- fra funzionamento ‘normale’ e/o genericamente ‘difettoso’. La
discriminazione fra tali comportamenti viene decisa da uno o
lazione guasti, che è appunto l’argomento di questa memoria.
più indicatori, per i quali si devono fissare opportuni valori di
Logica di rilevazione e riconoscimento
soglia determinati sperimentalmente per ciascuna applicazione.
dei guasti
Fuzzy Clustering (FC): questa tecnica di raggruppamento associa
La figura 2 mostra come la logica di riconoscimento dei guasti elementi simili in base al loro grado di somiglianza, definito sui
si articoli su tre fasi distinte, di cui le prime due sono essen- parametri definiti al punto 2.1. Recentemente si è dimostrato
ziali, mentre la terza può essere vista come un raffinamento del che algoritmi di raggruppamento basati sulla logica fuzzy sono
risultato prodotto dalle due precedenti. I dati provenienti dal in grado di produrre associazioni più flessibili, risolvendo si84
Figura 1 - Catena di monitoraggio di un impianto di depurazione
Figura 2 - Processo logico di rilevazione dei guasti
tuazioni ambigue (borderline). Tale fase serve per discriminare
diversi tipi di guasto e aggiungere dettaglio alla rilevazione.
Quest’approccio multi-stadio è reso necessario dalle caratteristiche dei dati tipici degli impianti di depurazione, che oltre
ad essere molto numerosi, sono non stazionari, possiedono non
linearità non sempre compensate e sono spesso autocorrelati e
perciò ridondanti. Queste caratteristiche rendono inefficaci le
normali tecniche di controllo statistico di processo. Al loro posto
vengono impiegate le suddette tecniche combinate PCA/FC che
paragonano il comportamento osservato con quello atteso sulla
base di previsioni statistiche, confrontando il funzionamento
corrente con comportamenti ‘tipici’, precedentemente definiti
sulla base di registrazioni di funzionamenti riconosciuti come
‘normali’ o ‘difettosi’.
Figura 3 - Evoluzione del malfunzionamento di un digestore
anaerobico conseguente ad uno shock organico
in collaborazione con diverse università europee
(Università di Gent, B; Università di Glamorgan,
UK; Politecnico di Milano, I) sotto la direzione
del KFA Kernforschungszentrum, Julich (D). L’obiettivo del progetto era il miglioramento della
robustezza operativa di un sistema complesso
di depurazione biologica, comprendente diversi
stadi, il primo dei quali era un digestore anaerobico, processo particolarmente vulnerabile
ai sovraccarichi. Il malfunzionamento di questo
stadio veniva rivelato da una variazione della
produzione di biogas e del suo contenuto di
idrogeno. Attraverso la tecnica del Fuzzy Clustering (Marsili-Libelli & Müller, 1996) furono
individuati tre tipi di malfunzionamento (sovraccarico, sottocarico e presenza di sostanze tossiche). La figura 3 mostra l’evoluzione nel tempo della reazione
del sistema a uno shock organico appositamente provocato, che
parte dalla condizione ‘normale’ e vi ritorna dopo aver percorso
le varie condizioni alterate indotte dallo shock. L’utilità di questo strumento diagnostico risiede nella possibilità di intervenire
tempestivamente sul tipo di malfunzionamento apportando cor-
Applicazioni
Si passano ora in rassegna alcune applicazioni di questa tecnica a dei casi concreti, nei quali si è ottenuto un notevole
incremento di affidabilità a fronte di un limitato costo di sviluppo e senza la necessità di aggiungere hardware specialistico
alla strumentazione di processo. Le applicazioni che verranno
esaminate sono il frutto di collaborazioni sia con altre sedi
accademiche sia con realtà industriali del settore dei servizi,
prevalentemente gestori del servizio idrico integrato. Esse riguardano in ogni caso realizzazioni completamente ingegnerizzate e funzionanti con successo. Una è ad esempio la diagnosi di
sovraccarico di un digestore anaerobico. Questa applicazione fu
sviluppata nell’ambito del progetto europeo CE EV5V-CT92-0233,
Figura 4 - Linee di inÁuenza dei fattori che caratterizzano
l’evento di torbidità, rappresentate nello spazio delle componenti
principali. Il cluster 1 rappresenta la condizione normale mentre il
cluster 2 quella di torbida
85
Fieldbus & Networks
Figura 6 - DeÀnizione dei parametri
di transmembrana (TMP) che ne
descrivono la condizione
Figura 5 - Discriminazione fra diversi malfunzionamenti di processo in un impianto
di depurazione convenzionale
rezioni operative, come descritto dettagliatamente
in Müller et al., 1997. Analoga tecnica è stata impiegata con successo per il controllo di un reattore
SBR (Spagni & Marsili-Libelli, 2010).
Un’altra applicazione è l’analisi di un evento di
torbida (potabilizzazione), questa fu svolta in collaborazione con il servizio idrico e potabilizzazione
del Comune di Firenze (ora Publiacqua) e aveva lo
scopo di monitorare la qualità dell’acqua grezza
derivata dal Fiume Arno e diagnosticare prontamente le caratteristiche dell’evento di torbida
in modo da predisporre la catena di trattamento
nel modo più opportuno. La tecnica qui impiegata
consisteva in una combinazione PCA/FC al fine
di massimizzare la discriminazione dei dati ed
estrarne caratteristiche diagnostiche relative al
tipo di torbida.
Si è così potuto individuare delle tendenze specifiche per ciascun componente dell’evento di torbida, Figura 7 - Clusterizzazione dei parametri di membrana trasformati mediante PCA
come mostra la figura 4 dove il punto di funzionamento rappresentato nello spazio delle componenti principali, in un impianto di depurazione convenzionale con stadio di presi sposta dal cluster 1 (normale) al 2 (torbida). In questo cluster denitrificazione. La figura 5 mostra come attraverso le ‘contrisi distinguono diverse linee di tendenza che indicano quale fat- bution variable’ ottenute dalla PCA sia possibile discriminare fra
tore è di volta in volta più importante. Ad esempio si nota il diversi tipi di guasto: il primo evento è provocato da un’anomalia
totale disaccoppiamento fra portata di impianto e dosaggio del di carico, mentre il secondo è dovuto a un guasto alla sonda
flocculante (direzioni ortogonali). Sovrapponendo l’evoluzione di ammonio. Questo metodo ha prodotto una diagnosi corretta
dell’evento di torbida alle linee di tendenza di figura 4, si può nel 100% dei casi se la diagnosi veniva confermata a posteriori
individuare la migliore sequenza nel tempo di azioni correttive, con cadenza settimanale, scendendo a 84% nel caso di aggioraggiustando così l’operatività dell’impianto durante l’evento. Lo namenti mensili. Questa applicazione è descritta in Baggiani &
sviluppo dell’algoritmo e la sua verifica sperimentale sono me- Marsili-Libelli (2009).
glio descritti in Moscatelli et al. (2006).
Monitoraggio di un reattore biologico a membrana è uno studio
Una successiva applicazione è l’analisi di guasto in un depu- tuttora in corso in collaborazione con il gruppo Biomath dell’Uratore tradizionale (N/DN). Questa applicazione, sviluppata in niversità di Gent (B) e ha lo scopo di monitorare lo stato della
collaborazione con Acque Ingegneria (Acque) aveva lo scopo di membrana in un depuratore biologico che utilizza questa tecnodiscriminare fra guasti sonda e malfunzionamenti di processo logia al posto del sedimentatore tradizionale per la separazione
86
in fase di sviluppo in collaborazione con ETC-ENG (TN) e ha lo
scopo di individuare malfunzionamenti nel processi di depurazione biologica a cicli alternati. Per adesso si è considerata la
misura dell’ammonio e come nel caso precedente si è effettuata
una parametrizzazione del ciclo della sonda, mostrato in figura
8 dove si nota che i parametri significativi sono le pendenze e
le durate delle fasi anossica e ossidativa. Successivamente tali
parametri sono stati trasformati mediante PCA e si sono definite tre soglie del valore del T2 di Hotelling per definire diverse
gravità di guasto, come mostrato in figura 9. Il sistema è stato
implementato nella piattaforma realtime LabView (National Instruments) ed è attualmente in fase di test presso un depuratore
municipale con una potenzialità di 100.000 AE.
Conclusioni
Questa breve rassegna ha avuto lo scopo di mostrare, attraverso
alcuni esempi pratici, come sia possibile realizzare dei sistemi di
rilevazione guasti (Fault Detection) da incorporare nello Scada
di impianto senza la necessità di acquisire hardware aggiuntivo,
ma semplicemente adattando il processo logico di figura 2 al
caso in esame. Dopo aver individuato i parametri più significativi come indicatori di guasto e aver allenato la logica con dati
specifici, il sistema è in grado di rivelare il guasto ed eventualmente discriminare fra diversi tipi di malfunzionamento. Oltre
alla semplice diagnosi, questo sistema può costituire il primo
stadio di una catena di controllo volta a contrastare il guasto
e a minimizzarne le conseguenze sull’efficienza del processo.
Figura 8 - Parametrizzazione del ciclo della sonda ammonio
Nota (*): Prof. Stefano Marsili Libelli, Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione, Università degli Studi di Firenze
Nota: La memoria è stata presentata durante il Forum Telecontrollo di Anie
e premiata con l’Anie Automazione Award
Riferimenti bibliografici
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Figura 9 - Valore dei T2 e relative soglie utilizzate nella diagnosi
quencing batch reactor for nitrogen removal via nitrite from landfill leachate.
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Marsili-Libelli S., (2010). Modelling and automation of water and wastewa-
dei fanghi biologici dall’acqua trattata. In questo studio sono
stati impiegati tutti e tre gli stadi indicati in figura 2: parametrizzazione, PCA, FC. La variabile fondamentale per descrivere
la condizione della filtrazione è la pressione di transmembrana
(TMP), il cui ciclo tipico, consistente in filtrazione, rilassamento
e contro-lavaggio è mostrato in figura 6.
Dopo aver raccolto oltre un anno di dati di funzionamento e
averne estratto i parametri indicati in figura 6, se ne è aumentato
il potere discriminante mediante PCA e successiva elaborazione
con FC, individuando insiemi significativi, quali l’aumento della
resistenza di filtrazione di tipo reversibile o irreversibile. Dalla
figura 7 si nota come l’evoluzione di ogni membrana sia diversa,
ma come sia possibile seguirne il progressivo deterioramento
fino alla sostituzione. La metodica e i risultati di questo studio
sono descritti in Maere et al., (2012). Un ulteriore studio, analisi
di guasto in tempo reale in depuratori a cicli alternati, è tuttora
ter treatment processes. Environmental Modelling & Software 25, 613 – 615.
Marsili-Libelli S., Maietti, G.M. (2008). Energy-saving through remote control
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Water Research 31, 3157 - 3167.
87
Fonte: static.dekom.com
Fieldbus & Networks
di Mariano Severi (*)
O
PC (Object Linking and Embedding
for Process Control) Foundation è
uno dei consorzi industriali che si
occupano oggi della definizione e
manutenzione di standard aperti
per connettività e controllo di processo in ambito automazione. Creato nel 1994 da cinque
membri, ossia Fisher-Rosemount, Rockwell LO SCAMBIO SICURO E AFFIDABILE DI DATI IN
Software, Opto 22, Intellution e Intuitive TEMPO REALE È UNO DEGLI ASPETTI CHIAVE DEI
Technology, nel 2011 il consorzio contava già MODERNI SISTEMI DI AUTOMAZIONE INDUSTRIALE;
430 membri, di cui 334 corporate, più o meno
L’INDIPENDENZA DALLA PIATTAFORMA E
equamente divisi tra Stati Uniti e Europa.
L’obiettivo che si era dato al momento della L’INTEROPERABILITÀ DEI VENDOR SONO ALTRI
fondazione era quello di astrarre i più comuni REQUISITI ESSENZIALI...
protocolli adottati dai moderni
PLC (come Modbus o Profibus)
in un’interfaccia standardizzata
di encryption dei dati, au(o middleware) che ne consententicazione e auditing. La
tisse il controllo da parte di sispecifica OPC UA è stata sucstemi HMI/Scada. Ne vennero
cessivamente standardizzata
fuori una serie di specifiche e
come IEC 62541; la figura 1
raccomandazioni, raccolte oggi
ne mostra in linea generale
sotto la denominazione genel’organizzazione nei vari capirica di OPC Classic, che copritoli. Un’implementazione provano gli aspetti di scambio dati
totipale dell’architettura OPC
(incluse le informazioni di tempo
UA fu presentata in anticipo
e i dati time-stamped) e gegià durante la conferenza
stione dei messaggi di allarme.
OPC UA DevCon del 2006;
OPC Classic è tuttavia limitato
allora venne mostrata un’imalle sole piattaforme basate su
plementazione dello stack in
Windows, utilizzando la tecnolinguaggio Ansi C e venne
logia COM/Dcom (Distributed Figura 1 - La speciÀca OPC UA
dimostrata l’indipendenza
Component Object Model) per
dalla piattaforma provando la
lo scambio dati tra i diversi componenti software; non copre inoltre comunicazione tra un client realizzato in Windows/.NET e un server
esplicitamente gli aspetti di sicurezza della comunicazione.
basato su sistema operativo Linux.
Nel 2008 OPC ha rilasciato ufficialmente la nuova architettura OPC
UA (Unified Architecture) che, pur restando funzionalmente equiva- Un’architettura client-sever aperta
lente alla precedente, avendone ereditato le funzionalità di base, è e orientata ai servizi
indipendente dalla piattaforma supportando dai più semplici sistemi La figura 2 riporta uno schema semplificato dell’architettura deembedded basati su microcontrollore, fino alle più complesse archi- scritta nello standard. La filosofia di base da cui nasce la specifica
OPC UA è del tipo orientato ai servizi (Service-Oriented Architecture,
tetture basata su cloud-computing.
Risulta dunque facilmente estensibile, poiché adotta una struttura SOA) con paradigma di scambio asincrono di messaggi di richiesta/
a livelli e paradigmi orientati a oggetti nel proprio meta-modello, risposta, mentre la comunicazione è di tipo client-server; il server
e introduce irrinunciabili concetti di sicurezza, con funzionalità gioca il ruolo dell’entità che intende esporre le proprie informazioni,
88
OPC: UN MONDO
APERTO
Fonte: blog.ivci.com
mentre il client è la controparte demandata al ‘consumo’ di queste.
È inoltre contemplata la possibilità di aggregazione dei server in un
singolo spazio di indirizzamento. Lo standard non definisce specifiche implementazioni dello stack su client e server, bensì soltanto i
servizi per lo scambio dei messaggi tra di essi. Tali servizi sono del
tutto generici; esiste per esempio un solo servizio ‘Read’ utilizzabile da un client per la lettura di un attributo presso il server e tale
attributo può rappresentare astrattamente sia delle proprietà sia
dei dati. Per ogni
servizio (ne sono
previsti 34 in totale) sono specificati i messaggi
di richiesta e le
risposte attese.
Sono previsti, tra
gli altri, servizi
per la gestione
delle query, lo
scorrimento dello
spazio di indirizzamento, la gestione dei nodi,
la sottoscrizione
sporto, al fine di risultare indipendente dalla piattaforma, prevede
di dati, la crea- Figura 2 - Schema di principio
raccomandazioni esplicite sugli aspetti di sicurezza. Sono coperti
zione della con- dell’architettura OPC UA
gli aspetti di codifica e segnatura dei messaggi, identificazione e
nessione, oltre
che ovviamente gli aspetti di sicurezza. Lo spazio di indirizzamento assicurazione della comunicazione, gestione dei diritti di accesso,
di un server ne definisce il proprio meta-modello, descritto in una gestione dei firewall e auditing. In generale, l’insieme di tali mecrappresentazione orientata a oggetti che parte, come mostrato in fi- canismi di sicurezza è in grado di garantire comunicazione sicura
gura 3, dal concetto di ‘nodo’ come classe base, per arrivare a quelli anche attraverso reti pubbliche, evitando la necessità di configurare
di ‘oggetto’, ‘variabile’, ‘dato’ e
‘vista’. Il supporto per i concetti di
polimorfismo, ereditarietà e astrazione dei dati consentono espandibilità e personalizzazione per i
vari vendor.
Lo standard OPC UA prevede,
quindi, esplicitamente, due diversi schemi di mapping di protocollo per il livello di trasporto dei
messaggi, demandato alla trasmissione delle informazioni sulla
rete, ovvero ‘UA Web Service’ e
‘UA Native’. Il primo, opzionale, si
basa su protocollo XML-Soap/http
ed è correntemente supportato in
diversi ambienti, come Java e
.NET; il secondo, mandatorio, si
basa invece su comunicazione
TCP/IP, offrendo migliori prestazioni e richiedendo minori risorse, Figura 3 - Schema del meta-modello implementato dall’architettura OPC UA
assicurando nel contempo migliore interoperabilità. Ne esiste anche un’implementazione ‘ibrida’ per questo reti VPN (Virtual Private Network). Codifica e segnatura
dei messaggi assicurano, per esempio, la sicurezza dei messaggi a
che poggia su Https.
livello di trasporto. L’implementazione dei servizi da parte del server
Un occhio di riguardo per la sicurezza
è opzionale; i client al momento della connessione possono rilevare
La specifica OPC Classic non definiva in maniera propria le procedure quelli implementati e quindi scegliere tra questi quali (finanche nesdi sicurezza, ma mostrava piuttosto come configurare i servizi di si- suno) eventualmente utilizzare. L’identificazione delle applicazioni
curezza intrinseci del protocollo di comunicazione Dcom adottato. La è invece visto come servizio mandatorio o, quantomeno, tutte le
specifica OPC UA, invece, non definendo un singolo protocollo di tra- applicazioni devono supportare questo per poter essere certificate;
89
Fieldbus & Networks
Fonte: www.prodec.co.uk
sta alla costante diffusione, anche
nell’ambito proprio dell’automazione
industriale, di sistemi e applicazioni
che non adottano necessariamente
una tradizionale architettura basata
su PC e Windows.
Sempre più applicazioni girano oggi,
per esempio, su smart-phone o tablet
a basso costo, utilizzando processori
ARM o sistemi operativi embedded
come Android.
La possibilità di portare su tali piattaforme implementazioni di client OPC
UA apre nuovi scenari di controllo in
mobilità in sicurezza. Più o meno allo
stesso modo, i più recenti progressi
tecnologici nel settore dei semiconduttori consentono la realizzazione di
complesse reti di sensori intelligenti;
la capacità di implementare su queste server OPC UA lascia spazio alla
realizzazione di nuove architetture di
controllo remoto distribuito.
Non ultimo, poi, la possibilità di
sviluppare con Linux apre definitivamente all’automazione industriale le porte del mondo ‘open source’,
con la sua incredibile quantità di risorse.
Del resto, non a caso, proprio Linux è stato per lungo tempo nella
lista dei desideri di molti di quelli che operano nel mondo delle
applicazioni di controllo di processo, attratti da una migliore sicurezza, stabilità e affidabilità e dai costi più contenuti di questa
piattaforma.
il servizio definisce in definitiva quali client possono connettersi a
uno specifico server o viceversa. A ogni applicazione è associato
per questo un ‘certificato’ e, quindi, una lista di ‘certificati’, corrispondenti ad altrettante applicazioni sicure cui potersi connettere.
Il certificato è relativo alla specifica istanza dell’applicazione, nel
senso che la stessa applicazione installata su due macchine diverse
(server o client) può essere configurata con diversi diritti. I certificati
definiscono anche i limiti di accesso ai dati a livello utente; in alternativa, nelle implementazioni più semplici può essere adottato un
semplice schema di autorizzazione mediante user name e password.
Nello specifico, per quanto concerne i protocolli di trasporto previsti
esplicitamente dallo standard OPC UA, il protocollo UA Web Service
segue per gli aspetti di sicurezza dei messaggi la raccomandazione
WS-SecureConversation, compatibile con implementazioni .NET e
Soap. L’implementazione UA Native adotta invece segnatura ed encryption mediante X.509 con chiavi asimmetriche o, eventualmente,
schemi di codifica alternativi come AES-256.
Lo stesso protocollo X.509 è quindi usato anche per l’autenticazione e autorizzazione di utenti e applicazioni nell’accesso ai dati.
L’affidabilità della comunicazione è garantita da ‘timeout’ programmabili, meccanismi di ‘error detection’ e ‘recovery’, supporto per
architetture ridondate. La connessione è controllabile in entrambe
le direzioni mediante messaggi di heart-beat; in questo modo, sia
client che server possono riconoscere eventuali guasti. È prevista
la memorizzazione (‘buffering’) locale dei dati e il riconoscimento
(‘acknowledge’) della corretta ricezione; nel caso di perdita di connessione è prevista quindi la possibilità di ritrasmissione dei dati.
L’indipendenza dalla piattaforma: chiave
di volta per nuove applicazioni e scenari
Implementazioni di riferimenti e toolkit
di validazione automatica
La Fondazione OPC rende disponibili sul sito web a utenti registrati
e/o membri implementazioni di esempio di client e server compatibili con l’architettura UA. È quindi pubblicata una lista dei fornitori
ufficialmente certificati; la certificazione assicura, al solito, l’interoperabilità tra i diversi vendor, l’affidabilità dei prodotti e il rispetto
dei requisiti minimi di prestazione. È anche scaricabile, infine, un
test tool per la verifica automatica della compatibilità allo standard
della propria implementazione.
In generale, sono disponibili implementazioni del protocollo in diversi linguaggi, inclusi C, C++, .NET e Java. In quest’ultimo caso,
sono state mostrate implementazioni importate in Java mediante
interfaccia JNI o interamente sviluppate in tale ambiente. È il caso
di osservare, poi, che la scalabilità del protocollo consente implementazioni su piattaforme con risorse limitate.
Nell’ottobre 2012, per esempio, il centro di ricerca Iosb-INA
(Fraunhofer Application Center for Industrial Automation) in collaborazione con l’Istituto inIT (Institute for industrial Information
Technologies) ha sviluppato un’implementazione dello stack OPC
UA server che richiede soltanto 15 kB di memoria RAM e 10 kB di
memoria ROM, ideale per applicazioni embedded.
Come detto in precedenza, l’indipendenza dalla piattaforma è tra
gli aspetti principali della specifica OPC UA. È in effetti la rispo90
(*) fonte https://opcfoundation.org
Grandi idee aprono la strada a prospettive completamente nuove.
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17/04/14 12:14
Fieldbus & Networks
nebula.wsimg.com
Tutorial
i1.ytimg.com
DIAGNOSTICA
A PORTATA DI RETE
di Micaela Caserza Magro (*),
Alberto Sibono (*)
I
DIAGNOSTICA E RICERCA GUASTI SONO DI
FONDAMENTALE IMPORTANZA PER OTTENERE LA
MASSIMA EFFICIENZA NELLA GESTIONE DELLE RETI
PROFIBUS
l Total Cost of Ownership (TCO) è utilizzato per calcolare tutti i costi del ciclo di vita di un’apparecchiatura
informatica e le tipiche fasi di vita di un impianto e macchinario: acquisto, installazione, gestione, manutenzione
e infine smantellamento. Diagnostica e manutenzione a
distanza hanno cominciato a rappresentare un tema cruciale
a partire dalla metà degli anni ‘90. L’intenzione era quella di
ridurre tempi e costi di viaggio dei tecnici e di intervenire in
tempi molto brevi sull’impianto.
Ottimizzare i costi di servizio è un fattore decisivo oggi forse
ancor più di allora, oltretutto si sono aperte nuove prospettive… La diagnostica preventiva e il controllo da remoto sono
tematiche molto attuali, che principalmente sfruttano la tecnologia Ethernet e la connessione a Internet. Permettere l’utilizzo
di tecnologie già consolidate per il mondo ‘office’ consente di
ridurre i costi di collegamento e prevenire fermi agli impianti.
D’altra parte, ridurre, se non annullare, i costi derivanti da
downtime del sistema, dovuti a malfunzionamenti o errori degli
operatori, è un’esigenza incontrovertibile per aziende di produzione e costruttori di macchine, per avere performance sicure
e di qualità. Oggi, è fondamentale contattare la persona giusta, al momento giusto, nel posto giusto e soprattutto dando
l’informazione giusta. Questo mix di operazioni deve essere
realizzato mettendo in atto tutte le soluzioni tecnologiche che
92
il mercato offre, partendo da una corretta progettazione della
rete di comunicazione tra PC, PLC e dispositivi, pensando a una
facile integrazione con i sistemi di livello superiore. In questo
articolo, l’attenzione sarà principalmente focalizzata sulla rete
Profibus e sulle attività di diagnostica, manutenzione e troubleshooting che permettono una sua gestione efficiente. Sia
per ridurre i costi di trasferte, sia per monitorare in continuo ed
essere avvisati in caso di malfunzionamento, infatti, è sempre
più sentita la necessità di avere un approccio diretto da remoto
a questa rete, per effettuare la manutenzione del master e
per essere informati sulla diagnostica della rete. In relazione
alla manutenzione del programma del master PLC e SoftPC,
vi è da dire che su un impianto insieme a Profibus si possono
utilizzare altri protocolli di comunicazione, come Modbus RTU,
seriali specifici (per esempio per inverter o azionamenti) e reti
Ethernet industriali (Profinet, Ethercat, Powerlink).
Che cos’è l’efficienza di un fieldbus?
L’impiego di reti Profibus sta diventando sempre più intensivo;
proprio questa diffusione porta alla necessità di avere una
maggiore conoscenza del protocollo, per far sì che il sistema
risulti sempre efficiente. L’efficienza della rete è data in prima
battuta dalla possibilità di fare diagnostica per mezzo di dispositivi dedicati, che diano indicazioni sullo stato generale
Processo per il monitoraggio dell’efÀcienza di una rete ProÀbus
ProÀbus DP e modello ISO/OSI
del sistema di comunicazione, per prevenire eventuali deterioramenti della rete se non eventuali fermi impianto. Inoltre,
nel caso si verifichino dei guasti, è utile saper procedere alla
ricerca degli stessi e all’identificazione della causa, in maniera
da ridurre al minimo i tempi di fuori servizi e le attività di
troubleshooting. Per ottenere i migliori risultati sia in termini
di funzionamento sia di disponibilità dell’impianto è necessario avere a disposizione strumenti idonei e tecnologicamente
avanzati, così come personale tecnico specializzato e adeguatamente formato.
Come per tutte le tecnologie esistono diverse metodologie e
sistemi di gestione e manutenzione della rete Profibus. Dotandosi degli strumenti e delle competenze adeguate è possibile
sfruttare al meglio il sistema e arrivare ad avere una rete realmente efficiente.
I sistemi fieldbus, in particolare quelli basati su Profibus DP,
nel corso degli ultimi 15 anni sono andati prendendo sempre
più piede e il numero di reti installate è notevolmente cresciuto. Proprio per la base di installato e per le prestazioni
richieste a questi sistemi, è necessario che le reti e i sistemi
mantengano una certa efficienza e un certo livello di prestazione. Per fare questo il sistema deve essere dotato di una
diagnostica adeguata, atta a impedire il deterioramento della
rete, che comporterebbe prestazioni non in linea con quanto
progettato o con quanto misurato durante la messa in servizio. Pertanto, occorre poter misurare i parametri di rete (livelli
dei segnali, forme d’onda, velocità ecc.), in modo da poter verificare che si mantengano sempre entro i livelli desiderati.
Nel caso in cui si noti un deterioramento dei parametri oppure
si verifichi un guasto imprevisto alla rete, è necessario fare
un’attività di troubleshooting che porti a individuare l’origine
del guasto.
Per poter fare diagnostica e troubleshooting di una rete Profibus bisogna avere a disposizione strumenti hardware e software idonei, in particolare:
- analizzatore di rete, ossia è uno strumento che acquisisce
il segnale trasmesso e verifica l’idoneità e la correttezza dei
segnali che passano sul bus;
- oscilloscopio, che permette di registrare i segnali elettrici
che passano sul campo e quindi verificare se sono presenti
distorsioni, riflessioni ecc.;
- master di Classe 2, ovvero l’applicazione software che permette di verificare la corretta configurazione e parametrizzazione della rete e dei partecipanti alla rete stessa.
Vediamo ora in dettaglio ciascuno di questi strumenti, quali
sono i guasti più comuni e come sia possibile individuarli.
Prima di definire i guasti però sarà necessario fare una breve
panoramica sulla tecnologia Profibus DP e i suoi principi base.
Profibus DP: i fondamentali
La prima cosa da chiarire è che cosa sia Profibus DP: un bus
di campo. Pertanto è un sistema di comunicazione digitale che
permette di collegare diversi dispositivi sullo stesso cavo di
comunicazione e far scambiare dati tra dispositivi di campo e
controllori/PLC. La comunicazione può riguardare variabili sia
di tipo on/off sia di tipo analogico.
Profibus DP è un bus di campo basato su tecnologia RS485 a
livello fisico con trasmissione differenziale. A livello 2, quindi
di Data Link, Profibus è un master/slave con possibilità di
avere un sistema multimaster con metodo token passing. Questo significa che sulla rete esistono due macro categorie di
dispositivi: i master e gli slave. I master sono le stazioni che
hanno la possibilità di iniziare la comunicazione sulla rete e
ciclicamente interrogano tutti gli slave che gli sono stati configurati. Gli slave, invece, non possono iniziare la conversazione
spontaneamente, ma possono unicamente rispondere alle interrogazioni che ricevono dal master.
Sulla rete è possibile avere più master e il passaggio di comunicazione avviene attraverso il token, uno speciale ‘oggetto’
che permette al master che ne è in possesso di parlare sulla
rete e di interrogare tutti i dispositivi che gli sono stati configurati. Sulla rete si possono inserire ed eliminare i master in
modo dinamico. Unica avvertenza: sulla rete ci deve essere
almeno un master!
I master possono essere di due tipi: di Classe 1 e di Classe 2. Il
master di Classe 1 è il responsabile dello scambio dati ciclico
e pertanto del controllo di processo, mentre il master di Classe
2 è responsabile per lo scambio dati aciclico e per la parte di
configurazione e parametrizzazione dei dispositivi in rete.
Dal momento che Profibus DP è un sistema di comunicazione
digitale basato su seriale, con velocità di trasmissione variabile, è necessario seguire alcune regole base per la progettazione e la successiva installazione della rete stessa:
- i cavi impiegati devono essere di tipo A;
- le lunghezze massime dei segmenti sono funzione della velocità di trasmissione;
- su ciascun segmento di rete è possibile installare al massimo
32 dispositivi;
- sull’intera rete, composta quindi da più segmenti, è possibile
installare un massimo di 126 dispositivi;
93
Fieldbus & Networks
o più device oppure la comunicazione è intermittente. Questi
errori sono i più difficili da identificare, perché il loro comportamento può essere di tipo ‘random’. Inoltre, è sempre complesso individuare in modo univoco la causa del guasto. Nel
caso di errori legati al livello applicazione, entrano in gioco i
fattori legati alla parte di configurazione. Per cui o sono errori
legati alla parametrizzazione errata del dispositivo oppure alla
generazione di diagnostica da parte dei device. In questo caso,
se è presente la diagnostica dei dispositivi si può facilmente
identificare la causa dei guasti e una sua possibile risoluzione.
Approccio alla diagnostica
e al troubleshooting
Tipologie di stazioni partecipanti a una rete ProÀbus
- per poter realizzare una rete con più segmenti è necessario
usare uno o più repeater a seconda del numero di segmenti che
si vogliono realizzare;
- a ciascuna estremità di un segmento deve essere installata
una terminazione attiva che abbia una impedenza fissa e nota;
- il cavo di un segmento deve essere messo a terra a ciascuno
degli estremi;
- è necessario che il cavo Profibus sia segregato e/o rispetti
certi distanze dai cavi di potenza.
I cavi impiegati devono essere cavi specifici per Profibus DP
Tabella I: Parametri per un cavo Profibus
Parametro
Limite specific
Impedenza
135..165 Ω with f = 3...20 MHz
Capacità
≤ 30 pF / m
Resistenza di loop
≤110 Ω / km
Diametro del cavo
>0.64 mm
Wire CSA
> 0.34 mm2
Proporzione L/R
≤ 30 μH / Ω
e di tipo A, questo significa che devono avere i parametri riportati in Tabella I. A questo si deve aggiungere il fatto che
la lunghezza massima dei segmenti è funzione della velocità
di trasmissione, più è veloce e più il segmento deve essere
corto. Inoltre, il segmento deve essere terminato a ciascuna
estremità con terminazioni aventi una resistenza caratteristica
e nota e tale da adattarsi all’impedenza caratteristica del cavo.
Questo permette di evitare riflessioni del segnale quando si
arriva al termine del segnale stesso.
Profibus DP: i possibili errori
I possibili errori presenti sulla rete Profibus DP possono appartenere a due famiglie: errori legati al livello fisico ed errori
legati al livello applicazione. Nel primo caso, il segnale è corrotto o non rispetta i limiti imposti dalla normativa Profibus. Gli
effetti principali sono che si perde la comunicazione con uno
94
L’approccio alla diagnostica consta sostanzialmente di tre fasi:
ispezione visiva, misurazioni con analizzatore di rete, misurazioni con oscilloscopio.
Durante la parte di ispezione visiva è possibile verificare lo
stato dei cablaggi, il tipo di connettore impiegato e soprattutto
le segnalazioni dei LED posti sui dispositivi in campo. Con l’ispezione visiva si riesce a verificare se l’origine del guasto o
delle modificate prestazioni è legata a connessioni lasche, difettose, a cavi non certificati e così via. Inoltre, la diagnostica
sui LED posti sui dispositivi di campo permette già di identificare la tipologia di malfunzionamento: nessun messaggio
valido, il dispositivo non è ancora stato configurato, oppure
vi è un errore interno al device. In questo modo, si può già
individuare la strategia da seguire e quali possano essere le
fasi successive da intraprendere. Inoltre, è già possibile identificare quali siano i dispositivi che creano problemi.
L’ispezione visiva è funzionale alle successive misurazioni
strumentali.
Gli strumenti diagnostici
Gli strumenti diagnostici che si hanno a disposizione per effettuare le misure sulle reti Profibus DP sono sostanzialmente
due: oscilloscopio e analizzatore di rete. In particolare, L’analizzatore di rete è un’applicazione PC che estrae i dati dal bus
e li salva in un database. Il tecnico può analizzare i messaggi
e venire a una conclusione circa lo stato dei dispositivi in rete.
Nello specifico, un analizzatore di rete consente di misurare
Tabella II: Lunghezze massime dei segmenti a seconda
della velocità
Velocità
Lunghezza massima segmanto
9.6 kbit/s
1000m
19.2 kbit/s
1000m
45.45 kbit/s
1000m
93.75 kbit/s
1000m
187.5 kbit/s
1000m
500.0 kbit/s
400m
1.5 Mbit/s
200m
3.0 Mbit/s
100m
6.0 Mbit/s
100m
12.0 Mbit/s
100m
singolo dispositivo e agli
eventuali dati diagnostici
Installazione running
resi disponibili dagli slave.
Se alle funzionalità di un
Analizzatore di rete
analizzatore di rete vengono
associate quelle di un maAnalizzatore di rete
ster di Classe 2 è possibile
Oscilloscopio
effettuare anche altre attiOscilloscopio
vità di diagnostica, quali:
Analizzatore di rete + Master II
- scan della rete per ricoAnalizzatore di rete + Master II
struire la rete, la presenza
dei nodi, l’ingresso di nuovi
Oscilloscopio
dispositivi in rete;
Oscilloscopio
- verifica della configuraOscilloscopio
zione per verificare che tutti
i dispositivi siano stati configurati in modo corretto;
- impostazione degli indirizzi di rete, in quanto alcuni dispositivi hanno la possibilità di
gestire da remoto la modifica o l’assegnazione degli indirizzi
di rete, che deve essere univoco sull’intera rete Profibus DP;
- I/O debugging, ovvero ottenere informazioni diagnostiche dai
dispositivi in campo.
Infine, l’altro strumento diagnostico che permette di analizzare
una rete è l’oscilloscopio, grazie al quale è possibile vedere i
segnali fisici sul cavo e la loro qualità. Si possono effettuare
misura relative a: EMC, ampiezza del segnale, rumore, riflessioni.
Tabella III: Possibili guasti e possibili strumenti di misura per la loro identificazione
Guasti su DP
Cavo scollegato
Guasto generale di comunicazione
Non possibile
Doppio indirizzo
Non possibile
Indirizzo errato
Ispezione visiva
Nessuna terminazione
Multimetro
Troppe terminazioni
Multimetro
Dispositivo mancante
Tester
Diagnostica dispositivi
Non possibile
Corto circuito, cavi incrociati
Multimetro
Problemi di EMC
Oscilloscopio
Regola del 1 metro
Non possibile
Guasti di configurazione
Non possibile
Terminazione attiva di rete ProÀbus DP
Segnale ProÀbus corretto
Segnale ProÀbus corrotto per mancanza di una terminazione.
Effetto delle riÁessioni
svariate grandezze quali la lunghezza dei cavi dell’installazione. In questo modo, è possibile verificare che la lunghezza
dei cavi sia congruente con quelle massime fissate (si veda
Tabella II). Vengono inoltre identificati eventuali problemi sui
cavi, che possono causare, per esempio, la corruzione del segnale. Vengono fornite statistiche sul cavo, pertanto è possibile identificare eventuali mal collegamenti o problemi di
interferenza. Nel caso, poi, di guasti sugli schermi è possibile
utilizzare la funzionalità delle statistiche per identificare il problema. Con l’identificazione terminazioni si può verificare se
esistono terminazioni in più o in meno sulla rete sulla base
delle statistiche degli oggetti effettivamente in rete. Infine, la
funzionalità live list permette di verificare quali siano i dispositivi attivi in rete e la loro funzionalità sulla rete stessa, master o slave. Inoltre, è possibile accedere alle informazioni sul
La strategia vincente
Le reti di comunicazione digitale hanno rappresentato una
grande rivoluzione, ma anche un profondo cambiamento per
quanto concerne, in particolare, diagnostica e manutenzione.
Le modalità di guasto di una rete di comunicazione seriale
sono diverse da quelle relative a una rete cablata punto-punto.
E proprio per questo è necessario avere a disposizione gli strumenti giusti per procedere all’analisi dei guasti, ossia analizzatori di rete e oscilloscopi.
Con gli strumenti corretti, una certa conoscenza dei guasti e
personale tecnico opportunamente formato è possibile fare
diagnostica e troubleshooting sulle reti Profibus DP e avere un
impianto sempre efficiente.
(*) Comitato Tecnico AO e F&N
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Fieldbus & Networks News
News
News
a cura della redazione
SUPPORTO PER POWERLINK
Con il gateway EU5C-SWD-Powerlink Eaton (www.eaton.eu) ha ampliato i vantaggi offerti dal sistema
SmartWire-DT, che è ora in grado di supportare non solo i protocolli Profibus DP, Canopen, Modbus
TCP, Ethernet/IP e Profinet, ma anche il protocollo ad alte prestazioni con capacità realtime Ethernet
Powerlink, specifico per applicazioni di automazione. Il gateway trasferisce i dati delle varie stazioni al
controllore attraverso il protocollo Powerlink, con la capacità di scambiare 1.000 byte di dati di ingresso
e uscita con un massimo di 99 partecipanti in modalità di funzionamento ciclico (è comunque possibile
anche la comunicazione aciclica). Oltre all’hub Powerlink a 100 Mbps integrato, è disponibile un’interfaccia USB addizionale per le operazioni diagnostiche. L’utente ha quindi la possibilità di testare indipendentemente ogni stazione sulla rete SmartWire-DT senza la necessità che il sistema
sia collegato a un controllore. Per la pianificazione, configurazione e messa in servizio della rete SmartWire-DT, Eaton offre il software SWD-Assist.
INTERFACCE ANCHE PER CAN FD
Con CAN-IB 500 e CAN-IB 600 HMS Industrial Networks (www.anybus.com) offre due schede d’interfaccia
(passiva/attiva) che supportano non solo il protocollo CAN, ma anche lo standard CAN FD. Entrambe le schede
sono conformi allo standard PCI Express e presentano fino a quattro interfacce CAN, che possono essere utilizzate nei modi CAN o CAN FD. In opzione è possibile avere l’isolamento galvanico dei canali. La scheda CAN-IB
600 attiva ha un microcontrollore incorporato che ne permette l’utilizzo anche in applicazioni con maggiori requisiti di preelaborazione dei dati, come timestamp ad alta precisione o filtraggio attivo dei messaggi da inviare
e ricevere. Le schede sono supportate sia dai pacchetti di driver Windows Ixxat (VCI), sia dai pacchetti di driver
realtime (ECI per Linux, RTX, Intime, QNX). Le API Ixxat per Canopen e SAE J1939 supportano le nuove interfacce
nel modo CAN. Per l’analisi delle reti CAN e CAN FD, infine, HMS offre CanAnalyser di Ixxat (www.ixxat.de).
RADIOMODEM E NON SOLO...
La società ERE (www.ere-online.it) propone due radiomodem muniti di I/O digitali e analogici interamente configurabili e sviluppati intorno ai moduli radio High Quality HPDL169 e HPDL868, rispettivamente operativi con
potenza di 500 mW in banda 169 MHz e 868 MHz. È prevista la scelta tra quattro profili operativi: Radiomodem,
Mirror replicatore di I/O, Modbus RTU, Modbus Multimaster. Tramite una tabella di routing la modalità Modbus
risulta trasparente anche in presenza di percorsi complessi. L’utilizzo del profilo Modbus RTU consente l’acquisizione e
il controllo di quattro ingressi digitali, due uscite digitali, due ingressi e due uscite analogiche 4/20 mA. In questa modalità il radiomodem è visto come un nodo Modbus a cui possono essere collegati, tramite interfaccia RS485, sino a quattro moduli esterni, sensori e/o attuatori.
Particolare cura è stata posta al contenimento dei consumi, con l’implementazione di una modalità di risparmio energetico innovativa, l’utilizzo di relè
bistabili per le uscite digitali, procedure che permettono di attivare l’alimentazione dei sensori esterni per il tempo necessario ecc.
INTERFACCIA PER ETHERCAT
Il cliente Dynosens di HBM (www.hbm.com) doveva sviluppare un banco prova per i motori delle auto elettriche. Il
banco doveva studiare e registrare misure del motore quali tensione, corrente, potenza elettrica, coppia, velocità di
rotazione ecc. Le specifiche imponevano che queste misurazioni fossero trasmesse mediante Ethercat. Dynosens
utilizza da tempo i trasduttori HBM, sia per la loro robustezza, cosa vantaggiosa con i banchi prova per motori
a combustione ove il modo di funzionamento del motore e della trasmissione crea sollecitazioni meccaniche
impegnative, sia perché apprezza la tecnologia innovativa di HBM: applicando gli estensimetri su una flangia
invece che su un albero rotante si riduce la deformazione sull’albero e si ottengono migliori prestazioni di misura. I
torsiometri della gamma T40B, in particolare, offrono elevate prestazioni e hanno la capacità di rilevare sia coppie
sia velocità di rotazione, ma non supportavano Ethercat. HBM ha dunque sviluppato un’interfaccia per questo bus, denominata Tim-Ec, che consente
di selezionare varie velocità di filtraggio e fornisce informazioni diagnostiche sull’intera catena di misura (dal trasduttore all’interfaccia).
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Mostre
Convegno
2014 - 2015
24 giu
giugno 2014
ITE
IT
TE Day
Day – Industrial T
Technology Efficiency Day 2014
IINDUSTRIAL
NDUS
D
TECHNOLOGY A
TECHNO
Y
EEFFICIENCY
FFIC
Dopo il riscontro positiv
positivo registrato da parte delle
aziende espositrici e dei partecipanti, Fiera Milano
Media propone in linea con
c la scorsa edizione una
sessione plenaria realizzata con l’autorevole
contributo di Business International,
le sessioni di
I
presentazione dei prodotti
prodo ad opera delle aziende
la
espositrici e i laboratori
organizzati dalle
collaboraz
Redazioni in collaborazione
con primarie aziende
del settore durante i quali i visitatori potranno
imparare veramente qu
qualcosa sui prodotti, come
utilizzarli, e come realizzare vere e proprie
applicazion sotto la guida di esperti.
applicazioni
11 dicembre
dice
2014
Machine Automation
Mach
L’evento quest’anno si focalizzerà
foc
sul tema del packaging
con particolare attenzione ai settori applicativi
del food&beverage e del llife science: focus principale
saranno la tracciabilità de
dei prodotti e l’identificazione,
con interessanti excursus nel mondo della visione artificiale
migliorare la qualità dei manufatti
quale chiave di volta per m
e ottimizzare i processi in linea e a fine linea. La formula
proposta è teorico-pratica
teorico-pratica: in una sola giornata si potrà
partecipare alla sessione convegnistica ‘tecnologica’,
alla parte espositiva e ai ttanto attesi laboratori.
Una modalità in grado di ffare davvero ‘cultura’.
U
15 ottobre 2014
S&PI – Sensors and Process Instrumentation 2014
S PI
&
SENSORS
& PROCESS
INSTRUMENTATION
Unica mostra convegno dedicata alla sensoristica
e alla strumentazione di processo, S&PI si presenta
quest’anno con una formula rinnovata e ricca.
Due le sessioni importanti: “Tech”, nella quale si parlerà
delle metodologie di rilevazione e misura più promettenti
nell’attuale scenario tecnologico, di comunicazione,
di bus di campo e wireless, e “Industry” in cui ci
si focalizzerà su alcuni tra i più rilevanti settori applicativi
per le soluzioni di automazione e strumentazione
di processo: Oil & Gas, Acqua e Life Science.
24 marzo 2015
MC4-Motion Control for 2015
Data da segnare in agenda! Impossibile mancare
all’edizione 2015 di MC4-Motion Control for
che in questi anni si è sempre confermata essere
l’appuntamento di riferimento per chi vuole
conoscere in modo approfondito tutte le tecnologie
per il controllo del movimento al servizio di macchine
e impianti. Un solo giorno, una vera full immersion.
Per informazioni: Elena Brusadelli Tel. 335 276990
www.mostreconvegno.it@fieramilanomedia.it
elena.brusadelli@fieramilanomedia.it
Fieldbus & Networks News
ATTUATORI ELETTROMECCANICI
ALIMENTATI IN C.A.
Gli attuatori elettrici serie Tritex II di Exlar, distribuiti da Servotecnica (www.servotecnica.it), offrono una potenza
massima di 1.500 W con alimentazione in c.a. combinano un servomotore brushless con attuazione (uscita) rotaria
o lineare, riunendo tutti gli elementi in un singolo contenitore ermetico compatto per ambienti severi. Con i
convertitori meccanici incorporati, eliminano la necessità dei tradizionali meccanismi a vite e sfere o riduttori
a ingranaggi, perché incorporano tutta l’elettronica di controllo della posizione e di potenza nello stesso attuatore. Gli attuatori Tritex II sono alimentati a 100-240 Vc.a. e offrono otto ingressi e quattro uscite
digitali, più un ingresso e un’uscita analogici; le caratteristiche avanzate del software includono
16 indici programmabili, movimenti concatenati e capacità di aggiornamento flash del firmware
attraverso porta Modbus. Le opzioni di comunicazione pianificate includono i protocolli Modbus,
Ethernet/IP, Hart, Modbus TCP/IP, Canopen e CAN J1939.
COMUNICAZIONI FLESSIBILI PER
ETHERCAT E BACNET
NOVITÀ DAL MONDO
SERCOS
L’accoppiatore bus I/O Profinet EK9300 proposto da Beckhoff Automation (www.
beckhoff.it) può collegare in modo semplice reti di controllo diverse. Ciò consente a un
controllo Profinet di scambiare dati con uno o anche con vari sistemi Ethercat, Profinet,
Profibus ed Ethernet/IP. L’accoppiatore converte i telegrammi da Profinet I/O a segnali
di tipo Ethercat ed E-Bus. Supporta inoltre il protocollo Profinet RT, quindi si integra
in reti Profinet I/O. In particolare, EK9300 può essere usato come gateway flessibile
tra controllori: da Profinet a Ethercat (con EL6692-0000), da Profinet a Profinet (con
Alla Fiera di Hannover Sercos International (www.sercos.org) ha rilevato la
presenza di diverse soluzioni per il mondo
Sercos, in particolare il master Sercos
Sercans, lanciato da Bosch Rexroth con lo
slogan ‘One cable instead of three’, per reti
Sercos III ed Ethernet/IP. La comunicazione
parallela Sercos III, Ethernet/IP, TCP/IP con
quella dei dati critici per la sicurezza semplifica l’automazione e consente a progettisti e
system integrator di combinare apparati di
diversi vendor che supportano i tre protocolli
di trasmissione. Questa scheda PC plug-in
semplifica l’automazione fra i singoli moduli di una macchina come della macchina
nel complesso. Per quanto concerne invece
la comunicazione verso AS-i, a un livello
più basso del campo, Bihl+Wiedemann ha
presentato sistemi AS-i perfettamente integrati con sistemi Ethernet industriali per
quanto concerne la trasmissione di dati di
processo e sicurezza.
EL6631-0010), da Profinet a Profibus (con EL6731-0010) e da Profinet a Ethernet/IP
(con EL6652-0010). In questo modo è possibile collegare in rete sistemi di produzione
eterogenei senza grandi sforzi e costi, anche stabilendo una comunicazione in tempo
reale. È così possibile raccogliere informazioni di gestione rilevanti per la produzione o
scambiare dati in tempo reale tra due reti Profinet posizionati in ambienti IP separati.
Il controllore compatto PC embedded CX8091 di Beckhoff, inoltre, dotato di una porta
Ethernet commutata, supporta il protocollo Bacnet per l’automazione degli edifici. Bus
Terminal (K-Bus) e terminali Ethercat (E-Bus), come sistemi I/O modulari, vengono rilevati automaticamente dal PC controllore. Sono disponibili vari terminali I/O concepiti
specialmente per il rilevamento dei dati energetici nell’edificio.
Tramite i Bus Terminal KL6781 e KL6401, ovvero le interfacce M-Bus e LON, è per
esempio possibile integrare i contatori di gas, acqua e calore usati comunemente. Si
possono rilevare le grandezze elettriche in modo semplice attraverso il terminale di
analisi di rete KL3403. Tramite ulteriori terminali I/O si possono integrare anche i tipici
sottosistemi EIB/KNX, Dali, MP-Bus, EnOcean, DMX, SMI e Modbus.
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98
Fieldbus
Fieldbus&&Networks
Networks News
ULTERIORI PROFILI PER CANOPEN
I profili Canopen per encoder (CiA 406) e inclinometri (CiA 410) sono stati aggiornati e resi disponibili come versioni rispettivamente 4.0 e
2.0. Entrambi i profili specificano i dati per sensori critici per la sicurezza e la loro mappatura in Srdo (‘safety-related data objects’) come
richiesto dalla norma Canopen Safety (EN 50325-5). Queste specifiche sono le prima che standardizzano la sicurezza funzionale a livello di
profilo del dispositivo. Il prossimo passo sarà legato ai drive e motion controller (serie CiA 402).
Infine, il gruppo di utenti e fornitori CAN in Automation (CiA - www.can-cia.org) ha sviluppato la specifica database del profilo CiA 306-2,
per insegnare l’uso del tool per il test di conformità Canopen, che verifica i servizi Canopen implementati e i parametri del profilo.
ACCESSO A MODBUS
Il gateway Modbus Aport 212 di Artila, proposta dal distributore tedesco Acceed (www.acceed.com),
consente l’integrazione di componenti di automazione in architetture di rete Modbus. In particolare,
Aport 212, Ethernet based, è un convertitore di protocollo verso Modbus RTU o Ascii (protocollo
seriale) e supporta fino a 16 master e 32 slave. Le modalità operative slave RTU, slave Ascii,
master RTU e master Ascii sono disponibili come gateway Modbus, le modalità server TCP
e client TCP come gateway SE2. Oltre alle funzionalità Modbus, il dispositivo si può anche
utilizzare come un classico gateway seriale Ethernet (RS232/422/485). Il core del dispositivo
compatto è un ARM Cortex M3 32 bit; l’equipaggiamento include interfaccia Ethernet 10/100 e
due interfacce seriali configurabili opzionalmente come interfacce RS232/422/485. Con dimensioni 108x78x25 mm, il prodotto occupa spazi ridotti ed è adatto all’installazione in cabinet o
cavidotti.
STANDARD AGGIORNATO
CON LA VERSIONE 2.4
Si è concluso il processo di sviluppo della release 2.4
dello standard GenlCam da parte di GenICam Standard Group (www.genicam.org): rispetto all’ultima
versione sono stati aggiunti due moduli, mentre gli
altri quattro sono stati aggiornati. Inoltre, il software
standard GenICam supportato da Emva (www.emva.
org) include ora sei moduli: GenApi 2.4, Sfnc (‘Standard Features Naming Convention’) 2.1, GenTL 1.4,
GenTL Sfnc 1.0 (nuovo), GenCP 1.0 (nuovo), CLProtocol 1.1.
PIÙ OPZIONI DI COMUNICAZIONE
Mitsubishi Electric (it3a.mitsubishielectric.com/fa/it) ha ampliato la gamma
di opzioni di comunicazione offerte sui pannelli operatore serie GOT2000; essi
integrano una porta Ethernet, due interfacce seriali (RS232 e RS22/485), uno slot
per SD card, porte USB sul fronte e/o sul retro. Un’interfaccia Wlan opzionale
consente all’operatore di accedere da remoto tramite PC, tablet o smartphone
sfruttando la comunicazione Wi-fi. Proprio come i loro predecessori, i pannelli
GOT2000 sono dotati della funzione ‘transparent mode’, per collegarsi a tutti i
dispositivi Mitsubishi Electric (PLC, inverter o servo) senza aprire il quadro elettrico. I primi modelli introdotti sul mercato sono della gamma GT27 con display
ad alta risoluzione da 8”, 4”, 10,4” e 12,1” con 65.536 colori; i modelli GT23 sono
disponibili in due varianti da 8,4” e 10,4”. La programmazione può essere effettuata utilizzando la versione più recente di GT Works3, l’ambiente di sviluppo
integrato nella piattaforma iQ Works.
UNA APP PER LA SICUREZZA
La app per dispositivi mobili PASmsi – Mobile Safety Inspector di Pilz (www.pilz.it) supporta l’utilizzatore
durante la ‘Valutazione dei Rischi’ direttamente sulla macchina o sull’impianto. La app si divide in sezioni con
numerose funzionalità. Nella sezione ‘Calculator’, per esempio, sono presenti diverse funzioni, come quella
denominata ‘Risk Graph’, che consente di eseguire i calcoli necessari per la determinazione del PLr (Performance Level secondo la norma EN ISO 13849-1) e SIL (Safety Integrated Level secondo la norma EN 62061);
introducendo i valori di gravità, frequenza di esposizione, possibilità di evitare il danno e probabilità di accadimento del danno. Ulteriori
funzionalità permettono di calcolare i parametri caratteristici delle funzioni di sicurezza secondo la norma EN ISO 13849.1. Con la funzione
‘Operations calculator’ è invece possibile ricavare i dati relativi ai componenti elettromeccanici. La app permette anche di valutare se una
macchina sia stata oggetto di modifiche sostanziali, tali per cui si renda necessario effettuare un nuovo processo di Marcatura CE secondo
la Direttiva Macchine 2006/42/CE. Le funzioni possono essere usate singolarmente o essere integrate all’interno di un progetto.
100
Pole-Position?
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15“
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