COMUNICAZIONE ORIENTATA AL FUTURO - Configurare le reti tra le macchine è un gioco da ragazzi
Industrial Internet of Things
Lo scambio continuo di dati basato su Ethernet sia sul campo, sia a livello di applicazioni per ufficio è una delle sfide centrali che Industry 4.0 presenta alle future reti di macchine. In qualità di specialista della comunicazione, Phoenix Contact offre quindi soluzioni adeguate che non solo sono complete, ma anche facili da gestire, sicure e pronte per il futuro (lead). Che si tratti di un uomo o di una macchina, una cosa è certa: senza comunicazione, nulla funziona. Tuttavia, nella pratica, capita spesso che i partecipanti non si capiscono, perlomeno non correttamente. Le ragioni possono includere molti partecipanti che parlano contemporaneamente, magari in lingue diverse o con modi complessi di esprimersi. È un fatto che le incomprensioni possono facilmente causare errori con conseguenze imprevedibili. Pertanto, un linguaggio uniforme e una comunicazione regolamentata sono prerequisiti fondamentali per uno scambio di informazioni senza problemi tra tutti i partecipanti. Ciò vale anche per lo scambio di dati in macchine e sistemi. In passato, la quantità di componenti compatibili con Ethernet era ancora relativamente limitata, ma grazie alla universalità di Ethernet, il numero è in continuo aumento. Di conseguenza, aumenta anche il rischio di un traffico di dati indesiderato sulla rete. Dispositivi non autorizzati collegati o loop stabiliti accidentalmente possono interferire con il processo di produzione. Se l'utente necessita di protocolli speciali, come PROFINET o EtherNet/IP™, i dispositivi utilizzati devono soddisfare requisiti speciali per garantire uno scambio di dati affidabile. Anche le tendenze tecnologiche come le soluzioni basate su cloud, la sicurezza informatica, l'uso di dispositivi intelligenti o la possibilità di manutenzione remota sicura influenzano la comunicazione di rete. Per i costruttori di macchine, ciò significa che devono costantemente pianificare e manutenere reti più grandi che possono essere integrate con nuove tecnologie. E il tutto deve rimanere gestibile sia per i propri dipendenti che per quelli dei clienti.
Filosofia operativa uniforme
Figura 1: L’ampio portfolio di prodotti Phoenix Contact supporta tutte le necessità per configurare una rete di macchine.
Per soddisfare queste esigenze, nelle reti di macchine vengono utilizzati nuovi tipi di dispositivi, oltre agli switch che collegano i componenti e controllano la trasmissione dei dati. Ad esempio, per collegare terminali mobili o sistemi di trasporto alla rete di automazione, vengono utilizzati moduli wireless. I componenti di sicurezza sono sempre più utilizzati per garantire un'integrazione sicura delle macchine nella rete di produzione. Consentono inoltre l'accesso remoto alle macchine in modo criptato e quindi sicuro. Nella costruzione di macchine, la pressione concorrenziale internazionale è elevata. Per soddisfare la richiesta dei clienti di dispositivi facili da gestire, è opportuno procurarsi tutti i componenti di rete necessari da un unico produttore. Ciò consente una filosofia operativa uniforme e crea un margine di negoziazione dei prezzi. Con le famiglie di prodotti FL Switch 2000, FL WLAN 1100, FL mGuard e TC Cloud Client, lo specialista della comunicazione Phoenix Contact offre quindi la soluzione ottimale per le particolari esigenze delle moderne reti di macchine (Fig. 1).
Reti ad alta disponibilità diagnostica
In passato, gli switch non gestiti fungevano solitamente da interfaccia tra i partecipanti alla rete nella costruzione di macchine. Le ragioni sono state il prezzo basso e la facilità di avviamento. Tuttavia, questi dispositivi non sono in grado di soddisfare le richieste derivanti dalle crescenti esigenze di comunicazione con un numero sempre crescente di partecipanti alla rete. Ad esempio, gli switch non gestiti non hanno meccanismi per la diagnostica di rete o per ridurre il carico di dati. Pertanto possono essere utilizzati solo in misura limitata nelle moderne reti di macchine. D'altra parte, gli interruttori intelligenti hanno proprio queste funzioni. Grazie alla funzionalità ottimizzata, combinano i vantaggi dei dispositivi non gestiti di facile utilizzo con le potenti capacità degli switch gestiti. La nuova famiglia di prodotti FL Switch 2000 di Phoenix Contact supporta inoltre i meccanismi di ridondanza per la soppressione dei loop e le funzioni essenziali degli standard di trasmissione PROFINET ed EtherNet/IP™. L'innovativa modalità Unmanaged assicura una gestione facile da usare. Consente di utilizzare il dispositivo come uno switch non gestito, mentre le funzioni di gestione per la stabilizzazione della rete sono attive in background. Con i modelli FL Switch 2100 è anche possibile configurare reti di macchine per la comunicazione Gigabit.
Tecnologia wireless affidabile
Figura 2: Il modulo access point/wireless FL WLAN 1100 compatto può essere utilizzato per integrare dispositivi mobili nella rete.
La tendenza ad integrare dispositivi mobili e sistemi di trasporto senza conducente nella rete delle macchine rende essenziale la comunicazione dati wireless, ad esempio tramite WLAN. Per garantire che i dati siano trasmessi in modo affidabile al destinatario, è necessario installare un punto di accesso che trasmetta un segnale WLAN sulle rispettive macchine. Di solito l'access point è installato nell'armadio di controllo e almeno due antenne sono montate sulla macchina.
Con la famiglia di prodotti FL WLAN 1100, Phoenix Contact ha creato una soluzione semplice per la ricezione WLAN completa su macchine e sistemi (Fig. 2). Il modulo wireless non solo combina access point e antenne in un unico dispositivo, ma può anche essere collegato direttamente alla macchina e all'armadio elettrico o a un veicolo mobile con poco sforzo grazie al montaggio a foro singolo - anche come retrofit. Le due antenne integrate nell'access point supportano tutti i consueti standard WLAN (IEC 802.11a/b/g/n) e le frequenze (2,4 e 5 GHz), nonché la tecnologia delle antenne MIMO (Multiple Input Multiple Output). Ciò garantisce una trasmissione dati rapida e affidabile.
Accesso remoto sicuro
Il collegamento della macchina alla rete di produzione, l'integrazione in una soluzione basata su cloud o la manutenzione remota da parte del costruttore della macchina: indipendentemente dall'applicazione, una comunicazione sicura e quindi criptata è fondamentale. I moduli di manutenzione remota delle famiglie di prodotti TC Cloud Client e FL mGuard assicurano che il personale di assistenza possa connettersi alle macchine e ai sistemi a distanza via Internet. A seconda delle necessità, questa connessione può essere stabilita sia attraverso le reti degli operatori, sia attraverso la rete mobile globale 4G LTE (Fig. 3).
Figura 3: mGuard Secure Cloud permette connessioni sicure
mGuard Secure Cloud consente di configurare un'infrastruttura VPN scalabile con crittografia tramite il protocollo di sicurezza IPsec. Questo salvaguarda la riservatezza, l'autenticità e l'integrità di tutti i dati scambiati. Per connessioni sicure tra la macchina e la rete di produzione, i dispositivi di sicurezza FL mGuard offrono inoltre funzioni estese di firewall che proteggono la rete della macchina da accessi non autorizzati (Fig. 4).
Figura 4: Manutenzione remota delle reti di macchine attraverso smart device: 1-Manutenzione remota sicura; 2-Utilizzo di sistemi di trasporto senza conducente; 3-Connessione sicura alla rete di produzione; 4-Utilizzo di smart device; 5-Aumento dell’utilizzo di Industrial Ethernet
Configurazione semplice
Molti costruttori di macchine preferiscono utilizzare nelle loro reti dispositivi che possono essere configurati nel modo più semplice possibile. Per evitare i tempi e i costi aggiuntivi necessari per la configurazione di componenti più complessi, i costruttori di macchine spesso decidono consapevolmente di perdere i vantaggi di una rete robusta e diagnosticabile. Come accennato in precedenza, gli switch non gestiti con funzionalità plug-and-play sono spesso utilizzati. Questi devono semplicemente essere collegati a un alimentatore e alla rete. Non è necessario configurare alcuna impostazione. Per ridurre al minimo lo sforzo di configurazione anche per i componenti con funzioni di gestione, senza perdere i loro numerosi vantaggi, i nuovi dispositivi Phoenix Contact sono stati ottimizzati per applicazioni di costruzione macchine e sono facili da configurare. Oltre alle opzioni di configurazione solitamente offerte, come la gestione basata sul web in un browser e SNMP (Simple Network Management Protocol), gli switch della famiglia di prodotti 2000 e il TC Cloud Client sono dotati di una scheda SD. Con la scheda, le configurazioni create possono essere replicate ogni volta che è necessario. E se l'utente deve sostituire un componente difettoso, non è necessario ripetere il lungo lavoro di configurazione iniziale per la sostituzione del dispositivo. I moduli wireless delle famiglie di prodotti FL WLAN 1100 e FL Switch 2000 offrono inoltre la possibilità di configurazione tramite interfaccia a riga di comando (CLI).
Gestione trasparente della rete
Reti di automazione sempre più estese - questa tendenza sta sovraccaricando la capacità di gestire le reti di un numero crescente di costruttori di macchine. Inoltre, questi si lamentano dell'elevato tempo necessario e dei costi che ne derivano. Pertanto molte aziende sono alla ricerca di una soluzione per semplificare la gestione della rete. Con FL Network Manager, Phoenix Contact offre un nuovo strumento software che comprende tutte le funzioni importanti per la gestione degli switch e dei componenti WLAN e di sicurezza - dalla configurazione iniziale del dispositivo e le funzioni di monitoraggio durante il funzionamento in tempo reale, fino alla configurazione user-friendly e alla gestione del firmware. In passato era necessario eseguire aggiornamenti del firmware su ogni singolo dispositivo. Con FL Network Manager è ora possibile aggiornare tutti i componenti contemporaneamente. La configurazione dei dispositivi in rete è altrettanto semplice. Tutti i file di configurazione possono essere salvati localmente in un unico passaggio e, se necessario, caricati su un dispositivo (sostitutivo). Le funzioni integrate di BootP/DHCP e TFTP server eliminano la necessità di utilizzare diversi strumenti per configurare i parametri del dispositivo. FL Network Manager riunisce in un unico strumento trasparente tutte le importanti funzioni di gestione di una rete di automazione.
