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L’integrazione dei dati nel mondo Industriale

Nel mondo industriale ServerNet offre la connettività trasversale e diretta con macchine di controllo industriali: PLC (Siemens, Allen Bradley, Rockwell, Omron, Schneider, ecc.), Terminali Operatore (Esa, ProFace, ecc.) e SCADA (InTouch, Proficy iFix, Citect, etc).
ServerNet è anche in grado di rilevare e integrare anche i dati ambientali e di sorveglianza industriale ad esempio per le aree di processo e produzione.
ServerNet si è specializzata nell'estendere le funzionalità dei sistemi di supervisione e acquisizione dati denominati SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition).
L'uso di terminali moderni quali browser Web e telefoni cellulari è ormai fatto consolidato.
ServerNet ha progettato la propria piattaforma sui concetti dell'IoT (Internet of Things) e del Cloud, traguardando pioneristicamente il naturale sviluppo degli stessi, investendo risorse per essere tra i primi nel generare ed offrire oggi la soluzione matura dell'IIoT - "Internet delle cose industriali"

 

Diversi istituti di ricerca, tra i quali il Gartner Research, indicano come anche il mondo industriale si orienti all'uso dell'Intelligenza Artificiale (IA).
Già nella fase di apprendimento (machine learning) l'IA abbisogna di dati normalizzati, certi, completi, dettagliati, alla frequenza necessaria e di un accesso interoperabile. Le fasi successive al machine learning pretendono periferiche in campo capaci di interpretare gli algoritmi predisposti dai sistemi di IA.
Per sua natura, il solo IoT si interfaccia direttamente con sensori e oggetti predisposti, ma nel contempo è incapace di integrare sistemi obsoleti. Ne risulta compromessa la modernizzazione necessaria al controllo degli impianti industriali in una visione integrata.

 

SCADA e PLC

La figura illustra un esempio di supervisione e controllo di un impianto di depurazione. La soluzione viene eseguita grazie ad un dispositivo a logica programmabile ovvero "programmable logic controller" (PLC). Il PLC è sostanzialmente un computer per l'industria specializzato in gestione e controllo di processi. Esso esegue un programma che leggendo i valori dei segnali digitali ed analogici provenienti dai sensori governa in uscita gli attuatori presenti nell'impianto.

 

SCADA remoto

Quando il supervisore viene allontanato dall'impianto gestito, viene comunemente introdotta una Remote Terminal Unit - Unità Terminale Remota (RTU); un dispositivo elettronico a microprocessore che si fa carico del trasferimento dei dati dell'impianto al supervisore stesso. Spesso è anche indicata come Remote Telemetry Unit - unità telemetrica remota.

 

L'integrazione oggi: Impianti gestiti da SCADA e PLC

Nella maggioranza dei casi, quando si rende necessaria un'integrazione tra sistemi al servizio di diversi impianti, si tende al ricablaggio degli stessi in una logica mono marchio, spesso tecnologicamente sono gestiti come impianti disconnessi e distaccati e difficilmente si tende ad una reale connessione integrata.

In un'alternativa, decisamente più economica e meno rischiosa, si ricorre alla centralizzazione della supervisione SCADA in un unica sala gestita da Personale Qualificato, lasciando intatta la naturale disomogeneità dei sistemi e dunque dei dati, definendo l'assieme impropriamente come sistema integrato.

Anche il caso di un singolo impianto, potenziato in tempi successivi, spesso non sfugge a quanto appena descritto. Espansioni incrementali di impianti a tempi successivi, di fatto si "tendono ad integrare" allo stesso modo.
Nell'era dell'IIoT, che pretende una facile e veloce implementazione, le soluzioni di ammodernamento sopra richiamate risultano inadatte in termini di costi, rischi e disponibilità di accesso per le implementazioni innovative.
Anche la sicurezza ne risente; questa non è naturale nell’IIoT e quindi resta datata e spesso poco adatta in un’architettura complessa e con operatori multipli.

 

IIoT - "Internet of Things" Industriali

Qui di fianco è raffigurato un esempio di IIoT. Il sistema per sua natura è in grado di connettersi ai diversi sensori attraverso reti cablate, seriali e sistemi di trasmissione via radio, utilizzando configurazioni in totale assenza di programmazioni specifiche.
L’IIoT nativamente è capace di connettersi alla rete Internet utilizzando anche il protocollo MQTT, che consente di scaricare valori dai sensori e trasmetterli al servizio standard centralizzato, utilizzando configurazioni spesso in totale assenza di programmazioni specifiche.
MQTT (Message Queue Telemetry Transport) è un protocollo ISO standard di messaggistica, leggero e di tipo publish-subscribe. MQTT è efficiente in ambiente Internet in quanto nel momento dello scambio dati assorbe poche risorse e utilizza una banda limitata.
Un sistema IIoT offre il vantaggio di poter essere installato rapidamente e vi si implementano facilmente letture per valori misurati; di contro non si integra nativamente con i sistemi di supervisione esistenti e manca di una rappresentazione grafica contestuale di dati e processi.

 

ServerNet IIoT

L'implementazione anche dello standard MQTT rende il dispositivo periferico LS24 capace di sfruttare le caratteristiche del protocollo stesso per trasmettere dati ai sistemi Cloud MQTT offerti da terzi. Il dispositivo LS24 di ServerNet, disegnato per l'uso medicale e costruito secondo gli standard industriali, è di per sé un robusto sistema IIoT periferico; offre potenza di calcolo, basso consumo energetico, autonomia funzionale, grazie alla batteria, interna e svariati metodi di comunicazione (da cellulare, WiFi, Access Point).
Il dispositivo LS24 si comporta di norma come nodo periferico IIoT, ma in caso di assenza dei servizi centrali è anche dotato di continuità funzionale autonoma.

 

ServerNet ha voluto estendere l'IIoT attraverso:
• la disponibilità dei suoi driver applicati ad una vasta gamma di Risorse per il controllo industriale come PLC, TO e SCADA;

• la capacità di interagire con i "linguaggi" specifici di ciascuna Risorsa;

• la presentazione in forma grafica su Web dei dati e processi in una modalità analoga a quello di uno SCADA;

• l'integrazione dei sistemi SCADA e dei singoli PLC, anche se isolati;

• la rielaborazione locale con l'invio dei dati risultanti ai PLC, così da estenderne la capacità di processo.
• l’uso di dispositivi mobile come telefoni cellulari, tablet, etc. senza la necessità di installazioni di software aggiuntivo su detti dispositivi


ServerNet, integra il controllo degli accessi risolvendo la mancanza di sicurezza tipica dei sistemi SCADA basati principalmente su modem o PSTN.
La tecnologia alla base di tutti i prodotti ServerNet semplifica la manutenzione della rete, l'installazione del sistema e la messa in servizio dell'unità. Un sistema di autodiagnosi previene la manutenzione straordinaria.

 

Le estensioni IIoT di ServerNet

 

In termini di principio ServerNet, ha fatto suo un concetto spesso richiamato negli ambienti industriali "ciò che funziona non si cambia"

 

I sistemi basati su PLC e SCADA si sono dimostrati validi e stabili nel tempo. Affiancare ad essi un sistema altrettanto valido e stabile di condivisione di dati normalizzati, certi, completi, dettagliati, alla frequenza necessaria e di un accesso interoperabile, è stata la chiave di volta per l'implementazione di sistemi IIoT aperti ad usi futuri quali, tra i primi, l'Intelligenza Artificiale.

Esempi di applicazioni su IIoT ServerNet


Integrazione di GIS e geo-localizazzione di elementi distribuiti (edge computing).

 

Web SCADA 4° Generazione (IIoT)

Controllo e Telemetria

Analisi

 

*Le schermate sopra riprodotte sono estratte da WaterIT, applicazione sulla ServerNet IIoT eseguita in collaborazione con IGP srl