RETI/ Quando i sistemi wireless varcano i cancelli della fabbrica

- int. Armando Martin

I benefici sono evidenti: semplicità di installazione, costi di gestione ridotti, scalabilità, completa mobilità all’interno del raggio di copertura. Int. a Armando Martin 

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Controllo wireless di un impianto industriale

Ormai ci sono molti siti industriali dove una strumentazione wireless, cioè un insieme di sensori, misuratori, trasmettitori, è attiva da decine di migliaia di ore; altri impianti si stanno attrezzando per eliminare i cavi e sostituire le tradizionali apparecchiature con altre più moderne, funzionanti senza bisogno dei fili. È uno scenario di crescita di queste tecnologie, che sta emergendo soprattutto nel caso delle industrie di processo, cioè quelle caratterizzate da un flusso di lavorazione continuo e dove i prodotti non sono prevalentemente dei manufatti ma sono l’esito di particolari procedimenti: ci riferiamo ad esempio al settore oli & gas, al petrolchimico, alla chimica e farmaceutica, all’alimentare.

Ne abbiamo parlato con Armando Martin, ingegnere elettronico e consulente industriale, al termine di un interessante workshop su questi temi nell’ambito della manifestazione SAVE Milano 2013, organizzata da Eiom nei giorni scorsi al centro congressi di Assago Milanofiori.

Ci stiamo avviando verso l’eliminazione dei cavi nella gestione dei processi industriali? In quali operazioni in particolare?

Direi di no; piuttosto ci avviamo a una coesistenza tra reti cablate e tecnologie senza fili. Bisogna ricordare che le tecnologie wireless nell’industria sono presenti da alcuni decenni. Ma siamo ancora lontani da una convergenza su piattaforme uniche, specie nella comunicazione tra macchine e nell’automazione di fabbrica. Discorso diverso nell’automazione di processo, ovvero nell’industria petrolchimica, siderurgica, cartaria e nel settore energetico. Qui si prefigurano soluzioni basate su protocolli di comunicazione flessibili e interoperabili come WirelessHart per le attività di allarmistica, monitoraggio dati, diagnostica della strumentazione. Fermo restando che se l’obiettivo è il semplice cable replacement o la trasmissione punto-punto, la soluzione ottimale può essere un semplice accoppiamento wireless con tecnologie Bluetooth, ZigBee o proprietarie.

Quali sono i principali vantaggi?

I benefici delle tecnologie wireless sono evidenti: semplicità di installazione, costi di gestione ridotti, scalabilità, completa mobilità all’interno del raggio di copertura. Bisogna poi considerare che i principali fornitori di automazione sono sempre più attenti a garantire l’integrazione di tecnologie wireless nei loro prodotti. Il wireless integrato è un modo conveniente per aggiungere funzionalità di monitoraggio, migliorare la mobilità del personale, aumentare il livello di sicurezza, ottimizzare l’uso di beni, materie prime ed energia.

Quali sono le principali remore che ancora limitano la diffusione?

I problemi legati ai tempi di ciclo ridotti, alla sicurezza nelle connessioni e alla coesistenza tra reti ostacolano l’adozione di soluzioni adeguate. Ci sono poi barriere di tipo culturale e metodologico.

Gli utilizzatori e i gestori di impianto temono di non poter gestire sistemi multivendor o di non assicurare i requisiti di real-time, fondamentali nei sistemi produttivi. Fortunatamente però assistiamo alla reperibilità di dispositivi radio a basso costo con potenze di calcolo ragguardevoli e alla diffusione di standard riconosciuti. Questi elementi stanno contribuendo a superare quelli che tradizionalmente sono stati considerati gli “inibitori psicologici” all’adozione della comunicazione senza fili.

 

Ci sono nuove soluzioni tecnologiche che possono facilitare la scelta; si parla ad esempio di reti Mesh. Che cosa sono?

Le reti Mesh sono reti adattative e a basso consumo, basate su una topologia di maglia. Sono concepite per fornire accessi wireless a larga banda in aree estese. Le reti Mesh possono essere realizzate con sistemi basati su tecnologia radio, ottica e satellitare. In ambito wireless la tecnologia Mesh si è affermata come un nuovo approccio efficiente alle reti “senza fili”. Si parla di WSN o WSAN (Wireless Sensor (o Actuator) Network) per indicare reti ad hoc a basso costo utilizzate per il rilevamento, l’elaborazione e la trasmissione dati. In sintesi una Mesh Network è una rete di comunicazione che presenta due o più “path” (cammini) per ogni nodo. In questo modo i diversi nodi possono far procedere il traffico dati anche nel caso in cui non sia diretto a loro. Tipici esempi di rete Mesh sono Internet e le reti telefoniche.

 

È una prospettiva che va bene per le grandi industrie o può interessare anche piccoli impianti?

Ovviamente alcune specifiche tecnologie di comunicazione come WirelessHart rappresentano una soluzione ottimale per monitorare grandi impianti e acquisire dati in prossimità di pozzi e piping distribuiti su vaste aree, dove è assente la rete di alimentazione elettrica. Ma l’impiego delle reti wireless è in costante aumento in tantissime situazioni, come nella sostituzione di cablaggi e nell’installazione di micro-sensori usati per monitorare impianti civili e industriali. Nelle realizzazioni indoor e outdoor, WSN e WSAN vengono realizzate per integrare sistemi di termoregolazione, nella sensoristica e nei telecontrolli.

 

L’esempio delle industrie può aprire la strada a una maggior diffusione di reti wireless anche in altri ambiti (civile, domestico, servizi vari …)?

Certamente e a prescindere dal wireless radicato nel mercato consumer (smartphone, GSM/UMTS, 3G, Wi-Fi, bluetooth ecc.). Già ora le reti wireless Mesh non sono usate solo nel controllo di processo oil&gas (settore strategico e in forte ascesa), ma anche nel monitoraggio ambientale e nella fornitura di servizi multimediali. Nel monitoraggio delle infrastrutture e nella home & building automation. Pensiamo anche alle applicazioni RFid-NFC che si avviano a rivoluzionare i metodi di comunicazione sicura per pagamenti elettronici e ticketing.

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