Una rete domestica collega computer, smartphone e televisori per scambiare dati e accedere a Internet. In uno stabilimento produttivo, invece, la stessa infrastruttura di comunicazione può servire a coordinare sensori, controllori e macchinari.
In entrambi i casi si può utilizzare Ethernet, ma per scopi diversi: una comunicazione in ritardo, che a casa provoca un caricamento più lento, in fabbrica può interferire con il funzionamento di un processo automatizzato. Per comprendere queste differenze bisogna osservare come funzionano i protocolli Ethernet industriali e il modo in cui permettono alle apparecchiature di scambiarsi informazioni.
Ethernet ed EtherNet/IP
Ethernet è una famiglia di tecnologie standardizzate principalmente attraverso IEEE 802.3, utilizzata per realizzare reti locali. Definisce, tra le altre cose, le modalità con cui i dispositivi trasmettono i dati attraverso il collegamento di rete. EtherNet/IP, invece, è un protocollo destinato all’automazione industriale. Il nome può generare confusione: la sigla IP, in questo caso, significa Industrial Protocol.
EtherNet/IP utilizza le tecnologie Ethernet e IP, aggiungendo il Common Industrial Protocol (CIP), che definisce come le apparecchiature industriali possono scambiare informazioni e comandi. La differenza tra le due consiste nel fatto per cui collegare due dispositivi alla stessa rete Ethernet non garantisce che siano in grado di comunicare utilizzando lo stesso protocollo applicativo.
Il tempo di risposta
Quando si apre una pagina web, una variazione di qualche istante nei tempi di caricamento può determinare l’abbandono dell’utente che si rivolgerà altrove.
In un sistema di automazione, invece, le informazioni devono arrivare entro intervalli compatibili con il processo controllato. Se questo non accade, l’infrastruttura produttiva inizia a collassare, a bloccarsi e a decrementare il flusso di produzione.
Non esiste un unico protocollo Ethernet industriale
EtherNet/IP non è l’unica soluzione utilizzata negli impianti automatizzati. Tra i protocolli diffusi figurano anche PROFINET e Modbus TCP, che sfruttano infrastrutture Ethernet ma adottano modalità differenti per lo scambio delle informazioni.
La scelta tra queste opzioni dipende dalle apparecchiature presenti, dalle funzionalità richieste e dalla compatibilità con i sistemi di controllo. In alcune applicazioni industriali, inoltre, può essere necessario integrare la rete con dispositivi progettati per sopportare temperature, vibrazioni o interferenze elettromagnetiche non tipiche di un ufficio.
Collegare le macchine per proteggere la rete
La crescente integrazione tra sistemi industriali e informatici permette di raccogliere dati di produzione, effettuare diagnosi e gestire alcune attività da postazioni centralizzate.
Questa connettività produce una grande mole di dati che, negli anni, sono diventati oggetto di rischio per le aziende, dunque un problema di sicurezza da gestire. Segmentazione, controllo degli accessi e gestione degli aggiornamenti sono solo alcuni degli aspetti su cui le aziende produttive devono investire per garantire che la rete industriale sia al sicuro da access indesiderati.
La differenza tra una rete domestica e una industriale, in sostanza, non risiede necessariamente nei cavi utilizzati, ma nelle funzioni che la rete deve garantire e nelle conseguenze di un’interruzione.
Per questo, progettare una rete industriale significa considerare velocità di trasmissione, ma anche affidabilità, continuità operativa e compatibilità tra dispositivi. La scelta dei protocolli e delle apparecchiature deve quindi partire dalle esigenze concrete dell’impianto, tenendo conto dei processi produttivi e delle condizioni in cui la rete dovrà funzionare.
