Una caratteristica essenziale nelle modern soluzioni industria 4.0 è il collegamento in rete di macchine e impianti.
Quando è garantito un flusso di dati continuo tra tutti I livelli di produzione, ,i dati dei dispositivi di campo intelligenti possono fornire informazioni affidabili sullo stato dell’impianto.
Questo consente di evitare interruzioni non previste, ridurre I fermo macchina e abbassare i costi per la manutenzione. Ma come funziona, idealmente, tutto questo?
Garantire un flusso continuo di dati digitali
Idealmente, I dati di asset, diagnostica, e processo dei dispositivi di campo vengono archiviati in real-time e trasferiti direttamente dal campo al tablet. Il personale di manutenzione ha una panoramica chiara delle informazioni aggregate in ogni momento, consentendo di prendere decisioni che velocizzano le attività di troubleshooting. Per realizzare ciò:
- I dati dei dispositivi di campo devono essere integrati in modo trasparente in livelli superiori per ulteriori elaborazioni, analisi e visualizzazioni
- Devono essere applicati standard di comunicazione aperti per assicurare interoperabilità tra vari dispositivi
Tecnologie di integrazione per la comunicazione digitale
Oggi gli utenti possono scegliere tra diverse tecnologie di integrazione, ognuna con un approccio diverso:
Queste tecnologie sono basate sulla piramide di automazione
tradizionale e non sono trasparenti a tutti i livelli. I dati sono raccolti da dispositivi di campo via Fieldbus o HART e convertiti al livello SCADA per l’utilizzo da parte delle applicazioni.
Queste tecnologie si basano su prodotti software che
devono essere installati sulle apparecchiature terminali per stabilire una
connessione, senza prevedere un’ulteriore elaborazione dei dati da parte della macchina.
Estensione dell'automazione tradizionale con l'architettura aperta Namur
La piramide di automazione convenzionale si è dimostrata affidabile per molti anni, ma manca della flessibilità necessaria per le soluzioni di Industria 4.0.
Namur (“User Association of Automation Technology in Process Industries”) ha esteso la struttura esistente con il concetto di Namur Open Architecture (NOA), incorporando un’interfaccia OPC UA aperta.
NOA descrive come esportare i dati verso il sistema tramite un’interfaccia OPC UA aperta dal mondo dell’automazione esistente per il monitoraggio e l’ottimizzazione, lasciando sostanzialmente inalterate le attività di automazione principali.
In alternativa, un secondo canale di comunicazione può accedere direttamente alle informazioni dei dispositivi di campo esistenti.
Protocollo HART IP
In questo contesto, HART-IP come interfaccia aperta sta guadagnando attenzione da parte degli utenti e dei fornitori di sistemi.
Il protocollo HART-IP fa parte delle specifiche di gestione della rete HCF del FieldComm Group dal giugno 2012.
Queste specifiche definiscono il livello di rete e i requisiti di gestione della rete per le reti compatibili con HART, consentendo soluzioni a livello di impianto e su larga scala con un’elevata interoperabilità tra dispositivi e applicazioni.
Il protocollo funziona su reti basate su IP come Ethernet e Wi-Fi e opera su UDP e TCP con IPv4 o IPv6. Il livello applicativo HART IP si basa sugli stessi comandi del protocollo HART 4-20 mA.
Implementare Namur Open Architecture
Nell’implementazione del concetto NOA, i dispositivi forniscono l’interfaccia aperta NOA basata su OPC UA a vari livelli della struttura di automazione.
Utilizzando un server OPC UA incorporato, il modello informativo NOA può essere implementato da un sistema I/O remoto, da un gateway o direttamente dai dispositivi di campo con una connessione Ethernet.
Il diodo NOA garantisce un accesso sicuro ai dati in sola lettura.
Plant Asset Management per reti PROFIBUS DP
Con smartLink HW-DP, Softing offre un gateway conforme a NOA che raccoglie dati da dispositivi HART tramite gli I/O remoti PROFIBUS e lo rende disponibile tramite OPC UA in conformità alla specifica di accompagnamento.
In connessione con Secure Integration Server, che trasmette i dati unilateralmente al mondo esterno, Softing offre già la funzionalità di un diodo NOA.
Il server HART IP integrato nello smartLink HW-DP consente un accesso semplice e trasparente ai dispositivi di campo HART tramite Ethernet.
Ciò consente di utilizzare i comuni client HART IP, come AMS Device Manager di Emerson, ABB FIM o E+H FieldCare.
Utilizzando queste applicazioni affidabili, i dispositivi di campo HART possono essere facilmente parametrizzati, configurati, monitorati e valutati.
