A SPS Italia lo stand della CC-Link Partner Association (CLPA) ha avuto come protagonista CC-Link IE TSN, una tecnologia per reti Ethernet industriali aperte focalizzata su Industry 4.0 che offre una combinazione eccellente tra la larghezza di banda Gigabit offerta da CC-Link IE e il protocollo Time Sensitive Networking (TSN), assicurando massime prestazioni, connettività aperta e intelligenza di sistema.
John Browett, AD di CLPA Europe, spiega le caratteristiche chiave che fanno di CC-Link IE TSN un elemento essenziale per il futuro delle tecnologie per reti Ethernet industriali aperte. “L’approccio di Industry 4.0 basato sulla connettività sta stimolando notevoli progressi in qualsiasi settore industriale. Sfruttando il potere dei dati di macchina e di processo, i produttori possono ottenere varie informazioni che permettano loro di migliorare complessivamente la propria attività, aumentando: produttività, rendimenti, qualità dei prodotti e ritmi di lavoro”.
Ma come ottenere questi dati? “In pratica, si tratta di aumentare la trasparenza dei processi. Questo è possibile aggiungendo un gran numero di dispositivi connessi e intelligenti che generino, condividano e analizzino i dati pertinenti. Tali dispositivi devono essere connessi ad una rete altrettanto intelligente, aperta ed efficiente, che sia in grado di far sì che i dati raggiungano i server periferici e oltre, per estrarre conoscenze sui processi ed utili approfondimenti. Questo requisito è il principio guida che sottende alla creazione di CC-Link IE TSN, che si basa sulla tecnologia CC-Link IE per reti industriali Ethernet Gigabit di tipo aperto, per espanderla con le funzionalità aggiuntive garantite da Time Sensitive Networking (TSN)”.
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Le prestazioni
TSN è una tecnologia della cui standardizzazione si occupa l’Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). E’ pensata per migliorare il determinismo nelle reti Ethernet. Più nello specifico, CC-Link IE TSN adotta gli standard TSN IEEE 802.1AS – “Timing and Synchronisation for Time-Sensitive Applications” e IEEE 802.1Qbv – “Enhancements for Scheduled Traffic”.
Questo consente alla soluzione di sincronizzare con precisione qualsiasi dispositivo sulla rete, nonché di prioritizzare il traffico ciclico urgente rispetto ai dati transitori meno esigenti in termini di tempistiche, senza alcuna perdita prestazionale. I produttori possono così contare sull’integrazione ad alte prestazioni tra traffico di controllo, di sicurezza e di movimento sulla stessa rete, anche per le applicazioni di motion control più esigenti caratterizzate da tempi di ciclo misurati in μs.
Combinare tutto questo con la larghezza di banda da 1 Gigabit offerta da CC-Link IE TSN consente di gestire la vera e propria “esplosione” di dati generata ultimamente da Industry 4.0.
Tuttavia, anche una velocità di comunicazione ottimale può risultare inutile se i vari dispositivi di rete non sono in grado di operare l’uno con l’altro, ad esempio a causa di standard e protocolli proprietari diversi e non aperti. CC-Link IE TSN risolve questo problema proponendo una piattaforma Ethernet aperta che non è limitata a un sistema specifico di un dato produttore, proprio come gli altri componenti della famiglia CC-Link. Inoltre, questa recentissima tecnologia di CLPA rinforza ulteriormente l’apertura grazia alla conformità con gli standard aperti di TSN.
La capacità di TSN di gestire dati sia ciclici che transitori sulla stessa rete potenzia ancora di più la connettività, colmando il tradizionale divario presente in fabbrica tra l’IT (livello informatico) e l’OT (livello produttivo). Questo consente a CC-Link IE TSN di offrire un flusso di dati continuo e privo di ostacoli a qualsiasi livello aziendale.
Un altro strumento che garantisce la massima connettività è l’ampia varietà di opzioni di sviluppo disponibili per dispositivi Ethernet compatibili con CC-Link IE TSN. Più specificatamente, questa tecnologia di rete è compatibile con TCP/IP, quindi può lavorare senza problemi con altri dispositivi, protocolli e infrastrutture basate su Ethernet. Grazie al supporto offerto a diverse velocità di comunicazione e a diversi dispositivi master/slave sia hardware che software, i produttori possono implementare le soluzioni più vicine alle proprie esigenze, adattandole comunque a qualsiasi piattaforma esistente.
Sistema intelligente
“La rete del futuro sarà caratterizzata da proprietà avanzate, come prestazioni e connettività, ma anche da una propria intelligenza intrinseca che consentirà una maggiore efficienza dei processi. Ecco perché CC-Link IE TSN supporta diverse funzioni Smart”, spiega Browett.
“Innanzitutto, la sincronicità offerta da TSN significa poter ottenere maggiori dettagli sul funzionamento del sistema. Questo significa a sua volta poter individuare eventuali problemi più rapidamente, minimizzando i tempi di fermo. Inoltre, questo consente un approccio ancora più analitico, ad esempio la manutenzione predittiva basata su AI. In secondo luogo, i dispositivi in una rete CC-Link IE TSN possono essere sondati ed esaminati a fini diagnostici tramite il protocollo SNMP (Simple Network Management Protocol), senza necessità di strumenti speciali per raccogliere informazioni sul loro stato. Infine, la tecnologia di rete CC-Link IE TSN si avvale della tecnologia CSP+ (Control & Communication System Profile) di CLPA, che consente di definire con un profilo i singoli dispositivi presenti in rete, minimizzando i tempi tecnici e semplificando la configurazione e la manutenzione. Queste attività diventano così processi quasi automatici. CLPA ha esteso questo concetto anche a ‘CSP+ for Machine, che consente di ottenere processi ancora più trasparenti considerando una macchina come un singolo dispositivo ed estraendo i dati di processo tramite OPC UA”.
Da Mitsubishi Electric in arrivo 102 prodotti TSN
Durante la scorsa Hannover Messe, a inizio aprile, Masaki Sakuyama, Presidente di Mitsubishi Electric, aveva parlato dell’impatto della recentissima tecnologia di CLPA per reti Ethernet industriali aperte, CC-Link IE TSN, sulle fabbriche del futuro.
Una visita che dimostra il forte sostegno di Mitsubishi Electric a CLPA. La Casa nipponica ha infatti recentemente annunciato il lancio di 102 dispositivi compatibili con CC-Link IE TSN, tra cui HMI, PLC, servosistemi, inverter e robot. Si tratta di un’affermazione forte e chiara del punto di vista di Mitsubishi Electric sul ruolo di questa tecnologia Ethernet aperta nel futuro delle comunicazioni per reti industriali.
Al grande sostegno dimostrato da Mitsubishi Electric si aggiungono altre cinquanta aziende che hanno già dichiarato di voler sviluppare prodotti per CC-Link IE TSN. Queste aziende offrono una grande varietà di dispositivi di automazione; per questo CLPA prevede che CC-Link IE TSN possa diventare una soluzione per reti di automazione veramente completa. Tali aziende avranno a disposizione un’ampia gamma di opzioni di sviluppo con molti dei più importanti fornitori di piattaforme per reti di automazione aperte, garantendo un catalogo di prodotti compatibili in continua crescita.
