Moazzam Shamsi, global solutions architect per la connettività, spiega come le moderne tecnologie di comunicazione e le soluzioni di connettività innovative stiano aiutando a soddisfare la domanda di un maggior numero di dati da più fonti.
Il settore dell'automazione è spinto ad ampliare le proprie opzioni di connettività a causa dell'aumento della domanda di più dati da più fonti. Ciò richiede soluzioni di comunicazione in grado di bilanciare velocità, consumo energetico, latenza, facilità di integrazione e sicurezza, il tutto mantenendo la fedeltà dei dati. La natura dei dati provenienti dal campo e dall'impianto sta cambiando e una solida connettività è essenziale per una gestione efficace dei volumi e dei tipi di dati. In questo modo si realizza il potenziale diagnostico e applicativo dei dispositivi in campo, migliorando la linea visiva degli asset e fornendo un contesto più ampio ai responsabili delle decisioni dell'impianto, che possono trovarsi in qualsiasi punto dell'impianto o dell'azienda. Per rispondere a questa sfida, le tecnologie di comunicazione emergenti e potenziate, come Ethernet-APL™ (Advanced Physical Layer), reti wireless e cellulari, facilitano il trasferimento continuo di dati contestualizzati e ad alta fedeltà da tutte le parti dell'operazione alle persone e ai sistemi che li richiedono, ovunque si trovino. Questo crea le condizioni ideali per le nuove applicazioni e le preziose informazioni operative fornite da potenti software basati su edge e cloud.
Le reti wireless da campo stanno aiutando le organizzazioni a implementare tecnologie di rilevamento pervasive a un costo inferiore rispetto alle installazioni cablate, spesso in applicazioni in precedenza impraticabili con i metodi cablati. I miglioramenti della tecnologia infrastrutturale consentono applicazioni più dense e trasmissioni a più lungo raggio. Ciò include l'aggiunta di ulteriori punti di misurazione del processo tradizionale e l'eliminazione di altri punti ciechi operativi. L'implementazione di nuove applicazioni, come il monitoraggio della corrosione, delle valvole e delle vibrazioni e il rilevamento delle perdite di gas supporta i settori dell'affidabilità, della sicurezza e della sostenibilità.
Le reti cellulari, tradizionalmente utilizzate solo per applicazioni di backhauling, stanno diventando sempre più veloci e robuste e sono ormai adatte a una più ampia gamma di applicazioni industriali. Utilizzando le reti cellulari pubbliche con velocità di trasmissione dati a basso costo, è possibile distribuire sensori economici in applicazioni di monitoraggio remoto e inviare i dati direttamente al cloud per un'analisi centralizzata, consentendo nuovi servizi di "gestione della flotta". Stanno emergendo nuove possibili applicazioni commerciali e di servizio. Ad esempio, i fornitori possono monitorare i livelli di inventario e le condizioni dei liquidi nei serbatoi di stoccaggio remoti e mobili, contribuendo a migliorare l'efficienza della catena di fornitura e i livelli di servizio. In alternativa, una maggiore visibilità sullo stato dell'infrastruttura e degli asset della pipeline può ridurre al minimo le ispezioni manuali e migliorare le prestazioni ambientali e di sicurezza. Le aziende che tengono traccia della loro impronta di carbonio avranno nuove alternative per misurare il consumo di energia su scala globale.
Ethernet-APL mira a portare le comunicazioni Ethernet nella strumentazione da campo, anche in aree pericolose. La distribuzione di Ethernet ad alta velocità in campo crea opportunità per nuovi tipi di sensori che richiedono una maggiore larghezza di banda e accelera le attività di configurazione e manutenzione dei dispositivi. Ethernet-APL è stato progettato per supportare il trasferimento di grandi volumi di dati, quali dati analitici e telecamere utilizzate come sensori. Anche molti dispositivi esistenti ricchi di dati, come i controllori di valvole digitali e i misuratori di portata Coriolis, trarranno vantaggio dalla maggiore velocità. Gli utenti che hanno familiarità con PROFIBUS stanno iniziando a implementare PROFINET su Ethernet-APL, mentre gli utenti HART® e WirelessHART® probabilmente cercheranno di adottare HART-IP grazie alle nuove funzioni di sicurezza e alla loro familiarità con gli strumenti di progettazione HART.
La connettività è fondamentale per le architetture moderne
Per facilitare l'integrazione di queste piattaforme di comunicazione emergenti sono necessarie soluzioni di connettività innovative. Le architetture estensibili e scalabili e l'infrastruttura disponibile devono contribuire a ridurre i costi e la complessità dell'implementazione, a fornire i necessari livelli di sicurezza, a mantenere o migliorare l'affidabilità e le prestazioni e a fornire la flessibilità necessaria per supportare un maggior numero di applicazioni. Le innovative soluzioni di connettività semplificano l'integrazione, riducono i costi d'installazione e facilitano l'aggiunta rapida di nuovi punti di misura. Ad esempio:
I gateway WirelessHART avanzati ampliano il numero di dispositivi collegabili senza il costo di gateway aggiuntivi. Ciò consente di implementare nuove applicazioni sfruttando l'infrastruttura esistente.
Le antenne intelligenti che consentono il montaggio remoto dal gateway, anche in aree pericolose, semplificano l'implementazione di nuove applicazioni come il rilevamento di fughe di gas.
I moduli di caratterizzazione CHAR (CHARM) consentono di terminare il cablaggio in campo in qualsiasi punto, riducendo la complessità del collegamento di nuovi dispositivi e sensori intelligenti.
I CHARM DeltaV™ che supportano le applicazioni Ethernet-APL semplificheranno l'integrazione dei dispositivi e delle reti Ethernet-APL nelle architetture di automazione esistenti, riducendo i costi e la complessità dei progetti.
Il controllore DeltaV PK integra Ethernet-APL attraverso protocolli di comunicazione quali PROFINET, Modbus TCP, OPC UA ed Ethernet/IP, consentendo agli utenti di combinare i tipi di dispositivi in un'unica strategia di controllo. In combinazione con gli switch Ethernet-APL, il controllore PK accelera l'adozione di dispositivi ad alta velocità negli ambienti di processo.
Il software DeltaV IO.Connect consente di conservare gli I/O anche in caso di modernizzazione del sistema di controllo, consentendo aggiornamenti incrementali senza tempi di inattività. Questa flessibilità riduce i programmi fino al 90% e i costi complessivi di capitale fino al 40%, mentre le future modifiche dell'I/O rientrano nelle spese operative.
Sicurezza della rete
La maggiore connettività e la natura aperta della rete necessaria per trasmettere questa ricchezza di dati alle persone e ai sistemi appropriati introducono nuovi requisiti di sicurezza per ridurre i rischi e prevenire le vulnerabilità. La sicurezza informatica è quindi un elemento cruciale della strategia. Per contribuire ad alleviare queste preoccupazioni, le aziende di automazione come Emerson utilizzano i principi dello zero-trust per migliorare la sicurezza. Lo zero-trust (fiducia zero) presuppone che la rete sia stata o sarà compromessa e che non ci si possa fidare implicitamente di alcun utente o asset. Piuttosto che progettare la sicurezza a posteriori, il software e le applicazioni di automazione sono dotati di principi di zero-trust.
Gli utenti finali vorrebbero cogliere immediatamente i vantaggi dei potenti sensori e degli altri dispositivi da campo abilitati dalle nuove comunicazioni ad alta velocità, ma è probabile che l'adozione all'interno di molti impianti esistenti sarà un processo graduale. Un'attenta integrazione delle comunicazioni vecchie e nuove sarà essenziale per assicurare che operino insieme con fiducia. L'esperienza, le tecnologie e i processi collaudati di Emerson possono contribuire a fornire il massimo valore con il minor rischio possibile.
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