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MARZO 2020

IL WIRELESSPER APPLICAZIONIINDUSTRIALIDI WIRELESS NELL'INDUSTRIA SI È SEMPRE PARLATO, MA FORSE OGGI SE NE PUÒPARLARE IN MODO DIVERSO, CON MIGLIORI PROSPETTIVE DI ADOZIONE DIFFUSAPER LE PERFORMANCE E LE GARANZIE OFFERTE DALLE NUOVE TECNOLOGIE.

elle diverse analisi sull'abbinamento tra automazio-ne e wireless, una in particolare propone un approcciosenz'altro drastico: "è venuto il momento di tagliare i fi-li". Questo suggerimento lascierebbere intendere che latecnologia ha raggiunto livelli di maturità e sicurezza ta-li da consentirne un ampio dispiegamento, e indubbia-mente in tempi recenti si sono evidenziate e consolidateimportanti novità. Molto ruota attorno all'Industriai Inter-net of Things, tema centrale di un nostro focus di genna-io, in cui si era ipotizzato che i principali driver per appli-cazioni IIoT di successo saranno intelligenza artificiale,edge computing e soprattutto il 5G, tecnologia che ci ri-porta al wireless, contesto per il quale da più parti si evi-denzia il WiFi 6 (IEEE 802.11ax) come "Next-Gen Wire-

less Standard", in quanto combinazione tra high-speedGigabit Ethernet wireless, alta densità di dispositivi edefficienza, flessibilità e scalabilità.

Stato dell'arte del wirelessConsiderando l'ambito industriale, quale lo stato dell'artedel wireless? L'adozione di tecnologie wireless è vero cheè in crescita? Quali le principali motivazioni che portanole aziende a preferire questa soluzione?Particolarmente esaustiva la risposta di Alessandro Mo-rana, Product Manager Automation Infrastructure di Pho-enix Contact, che inizia evidenziando come la tecnologiawireless si sia introdotta velocemente nella classica Fac-tory Automation, nel Material Handling, nel trattamen-

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to acque, nell'Automotive e in altri ambienti industriali, ecome stia diventando sempre più una realtà consolidatagrazie al fatto che gli stessi utenti applicano sempre piùquesta tecnologia traendone ritorno economico e innu-merevoli vantaggi.

Vantaggi dal wireless per i siti estesiLa digitalizzazione e l'aumento delle infrastrutture di retesono degli elementi imprescindibili che hanno portato be-nefici: questo trend tecnologico è "figlio" di un'industria edi un'automazione sempre più orientate all'Industry 4.0,

ai concetti di loT e Cloud, portando a un continuo svilup-po della tecnologia wireless. Anche i fornitori di compo-nenti hanno avuto un ruolo importante in quanto nel cor-so degli anni sono stati realizzati dispositivi wireless sem-pre più economici, affidabili e in grado di gestire i vari pro-tocolli di automazione (compresa la Safety) rendendo i de-vice sempre più facilmente configurabili.

Wireless e Cloud per l'analisi dei Big DataCome nella vita di tutti i giorni anche nell'ambito industriale

è arrivato il momento per passare al wireless, ma tenendoin considerazione, come evidenzia Andrea Brunello, Re-sponsabile Tecnico di Sigmatek, gli aspetti di sicurezza,imprescindibili quando è presente un'iterazione tra uomo

e macchina. "Togliere i fili permette di aumentare la liber-tà di movimento e di ampliare la con-nettività tra le macchine, senza perquesto complicare la rete di impian-to". Molte industrie stanno adottandosempre più soluzioni senza cavi gra-zie anche all'avvento dell'IoT e dell'In-dustria 4.0. "Questo perché compor-ta", secondo Lorenzo Lamberti, Indu-strial PC & Display Product Managerdi Digimax, "la copertura di ampi spa-zi, nell'ordine di km, senza il passag-gio di lunghi cavi nei posti più diffici-

li da raggiungere, e notevoli vantaggiper quanto riguarda l'analisi di Big Da-ta grazie al Cloud Computing".

II wireless per integrarereti IT e OTN iccolò Spinola, Product Manager In-dustrial Networks di Siemens Digital

Industries, ci conferma che nel pano-rama industriale la tendenza all'uso di tecnologie wirelessè in costante aumento da diversi anni per molteplici moti-

vazioni. In primo luogo si ha un aumento continuo del nu-mero e delle velocità delle parti in movimento, in partico-lare dovuto all'automazione sempre più spinta nel setto-re dell'intralogistica. Le soluzioni classiche, quali cavi av-volgibili e contatti striscianti, non sono infatti più adegua-

Sensori persmart lightinge parcking,e moduli peracquisizione

segnaliLorenzo Lamberti,Industrial PC &Display Product

Manager diDigimax.

te alle esigenze di velocità sempre più elevata nonché altrasporto di informazioni sempre più complesse. Poi l'at-tuale digitalizzazione spinge a rendere più flessibili i col-legamenti in fabbrica. "La tendenza a integrare le reti ITe OT per raccogliere i dati di produzione trova infatti nelwireless la risposta più ovvia. Quanti propongono questatecnologia si stanno quindi attrezzando per incontrare ibisogni di questo mondo con soluzioni sempre più ade-guate, quali il 5G e il WiFi6".

Inversione di tendenza, dal wiredal wirelessAntonio Epifani, Product Market Festo - Electrical Auto-mation, ritiene che il settore dell'automazione industria-le sia già da diversi anni interessato dalla tecnologia wi-reless. "Ma le aziende che la utilizzano sono ancora po-che e le applicazioni spesso limitate a funzioni che ga-rantiscano una certa comfort zone. Come tutte le nuovetecnologie che subentrano nei processi industriali, an-che il wireless richiede alle aziende un piano di sviluppoe di cambiamento".Prima dell'avvento delle ultime tecnologie Bluetooth e Wi-FI, ci dice Marco Perona, Account Manager di SIS.AV, Si-stemi Avanzati Elettronici, le reti cablate erano preferibiliper velocità, stabilità della trasmissione e consumi. Negliultimi anni, grazie a tecnologie sempre più veloci e sicu-re, si è verificata un'inversione di tendenza.

Riduzione di costi, flessibilità, mobilitàSecondo Advantech le tecnologie wireless sono al centrodella scena ormai da tre anni e il giro d'affari cresce rapi-damente. Molteplici le ragioni che spingono le aziende ver-so il wireless, in particolare la riduzione dei costi comples-sivi di ingegneria/costruzione, la flessibilità per successi-

ve espansioni e la mobilità. Con l'affer-

marsi di Industria 4.0, Internet of Thin-gs, fabbriche digitali e fenomeni ana-loghi, si è assistito a una proliferazio-ne dei dati generati, che sono prezio-si per ottimizzare i flussi di lavoro, ri-durre i costi e aumentare l'efficienza."Tuttavia", precisa Yuan Lee, ProductSales Manager di Advantech Europe,"le aziende devono capire quali datisono realmente preziosi e quali sono icosti perla raccolta dei dati. La tecno-

logia wireless elimina i costi e i tempimorti associati all'installazione di re-ti cablate nelle fabbriche e consen-te di iniziare con installazioni su pic-cola scala per poi crescere progres-sivamente. La tecnologia wireless puòaccorciare i tempi di adeguamentoall'IoT con investimenti accettabili".

Scalance W eAl, l'approcciopiù efficienteal wireless per

l'industriaNiccolò Spinola,Product Manager

IndustrialNetworks di

Siemens DigitalIndustries.

Più libertàdi movimentodell'operatorecon un pannello

wirelessAndrea Brunello,ResponsabileTecnico diSigmatek,

rappresentata inItalia da Sigma

Motion.

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FOCUS

Soluzioniwireless

complete perl'industria diprocesso

Fabio Camerin,Wireless andSolutions

Sales Managerdi EmersonAutomationSolutions.

Prodotti perle più svariate

esigenzedell'automazione

industrialeAlessandro

Morana, ProductManager

AutomationInfrastrutture diPhoenix Contact.

Il wireless come opzione prioritariaL'evoluzione tecnologica è strettamente collegata alla mo-bilità sempre più spinta e il wireless, come afferma Giulia-no Collodel, Managing Director di Turck Banner Italia, di-venta sempre più un'opzione prioritaria. "Va da sé che letecnologie wireless siano sempre più in uso in ogni aspet-to dell'industria manifatturiera. Le soluzioni wireless si-gnificano maggiore flessibilità, consentono riduzioni de-gli spazi, economicità gestionale e produttiva e miniatu-rizzazioni di molti elementi produttivi. La ricerca e svilup-po rende questa tecnologia ogni giorno più stabile e sicu-ra e dunque ne incentiva l'applicazione in ogni comparto".

Tecnologie e applicazioniSecondo la vostra esperienza quali soluzioni wireless so-no maggiormente utilizzate e in particolare per quali ti-pologie di applicazioni? Inoltre, che dire della sicurezza?Bluetooth , che trasmette sulla banda dei 2,4 Ghz, gratui-ta e senza licenza, è la prima tecnologia su cui si concen-tra Morana (Phoenix Contact), di cui evidenzia i vantaggitecnologici per l'ambito industriale, tra cui la robustezzanei confronti di disturbi esterni.

Bluetooth ideale per impianti limitati"La banda si pone al di sopra dello spettro dei disturbi chegeneralmente popolano gli ambienti industriali. Per que-sto è ideale per applicazioni su macchine o impianti nonmolto estesi dove è necessario gestire anche un elevatonumero di segnali o direttamente protocolli di automazio-ne". Altro vantaggio è la coesistenza con altre tecnologiedi trasmissione wireless come la WLAN.Per ridurre al minimo le interferenze ai disturbi viene im-piegato l'AFH (Adaptive Frequency Hopping) ovvero la di-visione della banda in 79 canali trasmissivi e la possibilitàdi cambiare canale 1600 volte al secondo. In questo mo-do la comunicazione non viene interrotta se un canale ri-sulta essere occupato o disturbato.

WLAN sempre più sicureA maggior ragione per quei dispositivi che hanno un'in-terfaccia Web di configurazione dove si rende necessa-ria una protezione mediante password per garantire gliaccessi sicuri. Inoltre, i dispositivi WLAN hanno diversilivelli di crittografia e di autenticazione Shared key WEP/AES, WPA2-PSK, WPA RADIUS server, ed è possibile li-mitare gli accessi attraverso delle black list indicandoquali MAC address hanno diritti di accesso alla rete. "Separliamo invece di Safety", prosegue Morana, "sia i di-spositivi WLAN che Bluetooth possono essere utilizza-ti per trasmettere segnali di sicurezza tramite opportu-ni protocolli. In quest'ultimo caso è importante, per ga-rantire le condizioni di sicurezza funzionale in caso la re-te wireless dovesse cadere o non dovesse essere stabi-

le, che gli stessi moduli PLC possano rilevare eventuali

anomalie di comunicazione e portare il sistema di auto-mazione in sicurezza. Ovviamente è fondamentale indi-viduare e configurare la rete wireless in maniera più op-portuna in modo da rendere la soluzione di automazio-ne il più stabile possibile".

Vantaggi dal wireless per la roboticaLa principale limitazione che deriva dalla presenza di caviin una macchina industriale è data, per Brunello (Sigma-tek), dall'interfaccia uomo-macchina. In fase di settaggiol'operatore deve essere in grado di muoversi liberamenteall'interno dell'area di lavoro, senza le due principali limi-tazioni con le quali normalmente ci si scontra: la lunghez-za del cavo e le funzioni di sicurezza che devono esserepresenti in ambito industriale."Pensiamo per esempio alla robotica: l'operatore in fasedi settaggio deve continuamente muoversi nell'area percontrollare la posizione dell'end effector, rischiando nonsolo la sua incolumità, ma anche di tranciare il cavo checontinuamente si attorciglia intorno al robot". Nel merca-to attuale, stando a Lamberti (Digimax), si sta assistendoa un utilizzo sempre più consistente dei protocolli LoRa/LPWAN, 3G/4G (LTE) e Narrowband loT (NB-loT), mentreper quanto riguarda l'implementazione della nuova con-nessione 5G si è solo agli inizi, ma consapevoli che le per-formance di questa tecnologia contribuiranno a renderela produzione sempre più flessibile, aumentando il livellodi sicurezza e l'efficienza della fabbrica digitale.

WiFi, giusto compromessotra banda e rangeSecondo Spinola (Siemens), attualmente la tecnologia wi-reless più usata nel campo dell'automazione industrialeè indubbiamente il classico WiFi (IEEE 802.11), nelle suevarie declinazioni. Tale tecnologia dispone infatti del giu-sto compromesso fra la banda, ovvero la quantità di dati

trasportabili, e il range di utilizzo cheben si sposa con le dimensioni dellearee industriali.

L'uso delle attuali tecnologie cellulari,come 3G e 4G, che presentano i notilimiti di latenza e disponibilità, sono in-vece confinate ai casi applicativi di te-lecontrollo e di assistenza remota (te-leassistenza).Passando al tema della security, Spi-nola precisa che le tecnologie wirelessnascono col chiaro svantaggio dovutoall'accessibilità al mezzo fisico (l'aria)da parte di attori terze parti. Tuttaviaanche in questo ambito sono stati fat-ti passi da gigante, gli attuali protocol-li di autenticazione e crittografia per-mettono di poter raggiungere un ra-

Forte sinergiacon aziendeil cui core

business è ilwireless

Antonio Epifani,Product MarketFesto - ElectricalAutomation.

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Controllerwireless perfacilitarel'Industria)Internet ofThings

Giuliano Collodel,Managing Directordi Turck Banner

Italia.

gionevole livello di sicurezza. "In que-sto ambito occorre comunque sotto-lineare che, al di là delle caratteristi-che specifiche della tecnologia, è im-portante adottare delle linee guide edegli standard adatti a proteggersi atutto tondo con un approccio olistico".

Consolidata la raccolta datida sensoristicaBasandosi sull'esperienza più chedecennale di Emerson nella fornitu-ra e installazione di reti wireless, prin-cipalmente legata all'industria di pro-cesso, Camerin identifica tre princi-pali applicazioni legate al mondo del-la radiofrequenza.La prima è la raccolta del dato, prove-niente da sensoristica industriale, do-ve l'adozione di reti di tipo LR-WPAN, basate su architet-ture mesh autorganizzanti (tipicamente WirelessHART),si è ormai consolidata come la scelta ottimale grazie allasua affidabilità, ai bassissimi consumi energetici, alla suaintrinseca resilienza e alla capacità di coesistere in mododel tutto trasparente con le altre tecnologie radio.

Una propostawireless chesi concentrasui datalogger

industrialiMarco Perona,

Account Managerdi SIS.AV,

Sistemi AvanzatiElettronici.

Supporto alla manutenzione predittivaLa terza applicazione, che sta dimostrando il suo valoresoprattutto in questi ultimi anni, è legata al monitoraggiodelle performance e alla manutenzione predittiva, dovel'uso di soluzioni basate sul Cloud permettono la massi-

ma flessibilità, sia in termini operativi che di investimen-ti, e la più estesa fruibilità delle informazioni generate. Inquesto ambito, che si può considerare come quello chemeglio sposa il paradigma IIoT, le tecnologie 4G/5G sonospesso la soluzione vincente per la connessione direttadelle reti LR-WPAN al Cloud.

Linee guida standard per la sicurezza"La sicurezza, infine, è un tema molto importante cheEmerson affronta con estrema serietà. Tutti i prodotti e letecnologie che adottiamo e produciamo includono i mec-canismi necessari a garantire collegamenti sicuri, confi-denziali e autenticati, ma nessuna specifica tecnologiapuò garantire la sicurezza dove la sua implementazionenon venga fatta con le dovute attenzioni.

Determinismo e latenza come criticitàSecondo Epifani (Festo), la tecnologia wireless è ancorapoco conosciuta in alcuni contesti e di conseguenza "an-cora celata da un velo di scetticismo" soprattutto in ter-mini di determinismo, latenza e produttività, aspetti cheovviamente ne determinerebbero completa aderenza al-le necessità ed esigenze: per esempio, uno dei principa-

li fattori da considerare nell'ambito della connessione wi-reless è rispettare la bassa latenza invece garantita dal-la connessione cablata. "Inoltre, non si può definire unasoluzione più adottata rispetto a un'altra, perché la scel-ta dipende dalle richieste dei nostri clienti.Possiamo però dire che vi sono diverse soluzioni, qua-li Bluetooth, Edge, WiFi 6, LTE, 5G, WirelessHART, tuttecon caratteristiche diverse e che potrebbero configurarsi

come soluzione potenziale".

Un portfoliocompleto ditecnologiewireless perapplicazioniindustriali

Yuan Lee, ProductSales Managerdi Advantech

Europe.

Una soluzione per tuttele esigenze non esisteBluetooth Low Energy e WiFi sono, perPerona (SIS.AV), le soluzioni wirelesspiù utilizzate potendo integrarsi conreti esistenti e utilizzare dispositivi mo-bili standard."Il campo di applicazione è moltoampio; per esempio sale server adaccesso limitato, musei o luoghi checontengono materiale sensibile, ma-gazzini di grandi dimensioni, macchi-ne industriali difficilmente raggiungi-bili da componenti cablati".La realtà delle tecnologie e delle solu-zioni wireless in ambito industriale èche non esiste una soluzione per tut-te le esigenze: "Ogni tecnologia wire-

less presenta vantaggi e svantaggi a seconda dei requi-siti principali dell'applicazione e delle priorità dell'utiliz-zatore", sottolinea Lee (Advantech), "e i fattori in gioco

comprendono la struttura di costi, quindi infrastruttura emodelli di licenza wireless, il volume di dati da trasmette-re, la frequenza di trasmissione dei dati, la criticità tem-

porale dei dati, la scala dell'applicazione, la copertura,il consumo energetico e la topologia di rete".

Wireless per monitorarei processi produttiviPer Collodel (Turck Banner), il 5G è la tecnologia wire-less che più ci avvicina a un futuro finora solo immagina-to e renderà il wireless sempre più pervasivo. In merito al-

la sua azienda evidenzia il vasto portfolio di soluzioni wi-

reless per il monitoraggio. "Controllare la produzione, lagestione dello stoccaggio, sono attività core nel proces-so produttivo ed è li dove noi di Turck Banner ci concen-triamo. II tema della sicurezza nei collegamenti wirelessè ovviamente centrale.Sono però molto tranquillo, almeno per quanto attiene al-

la nostra offerta. L'evoluzione tecnologica va di pari pas-so con l'evoluzione della sicurezza intrinseca dei dispo-sitivi. Maggiore è la performance, migliore è il livello disicurezza a bordo. Le comunicazioni e i dati sono sem-pre più blindati". ■

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