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Comunicazione fail-safe grazie a OPC UA Safety

La modularizzazione e l'interoperabilità svolgono un ruolo sempre più importante negli impianti moderni e sono requisiti fondamentali per Industrie 4.0. PROFIBUS & PROFINET International (PI) è stato uno dei primi ad adottare OPC UA come standard aperto e cross-vendor per la comunicazione macchina-macchina. OPC UA consente la connessione tra macchine, indipendentemente dai fieldbus utilizzati all'interno della macchina. Tuttavia, fino ad ora OPC UA non è stato in grado di trasferire i dati di sicurezza come per i bus sul campo con PROFIsafe. Le funzioni di sicurezza che coinvolgevano i controllori di diversi produttori dovevano quindi essere eseguite convenzionalmente con il cablaggio diretto o con un accoppiatore speciale.

 

OPC UA Parte 15:

Safety consente ora la comunicazione diretta sicura tra i controller. Si tratta di una specifica definita congiuntamente da PI e dalla Fondazione OPC. OPC UA è già lo standard più importante per la comunicazione macchina-macchina. Molti anni di esperienza di PI nel campo della comunicazione sicura funzionale e PROFIsafe assicurano che OPC UA Part 15: Safety soddisfi tutti i requisiti dello standard IEC61784-3 (sicurezza funzionale dei bus da campo). I meccanismi di sicurezza e molte caratteristiche sono stati adottati da PROFIsafe. In particolare, OPC UA Safety utilizza anche il collaudato meccanismo "Black Channel" di PROFIsafe. A tale scopo, OPC UA Safety implementa le misure di sicurezza necessarie in uno strato di sicurezza al di sopra del livello di comunicazione. Vengono mantenuti tutti i vantaggi di PROFIsafe: l'indipendenza dai clock sincronizzati, un numero illimitato di terminali di rete e dispositivi di rete, nonché un tasso di comunicazione illimitato.

Tuttavia, OPC UA Safety offre anche funzioni che in precedenza non erano possibili con PROFIsafe. Questi includono i dati utente con qualsiasi struttura e una lunghezza fino a 1500 byte, la creazione di qualsiasi topologia di rete (stella, linea, griglia, ...), ID di sicurezza gerarchici per la gestione semplificata delle macchine e la configurazione dinamica della connessione con partner cambiati regolarmente.

L'ultima caratteristica, in particolare, è completamente nuova e offre una flessibilità prima irraggiungibile. Fino ad ora, è necessario assegnare un nome in codice statico e univoco per ogni possibile connessione. Il nome deve essere noto a entrambe le estremità della connessione al fine di controllare telegrammi in ingresso per verificare che questi provengono dal mittente corretto. Questa procedura diventa complicata, si pensa, ad esempio, ai robot mobili che si spostano indipendentemente da una macchina all'altra. Non appena viene aggiunta una sola nuova stazione, tutte le macchine devono essere riparametrizzate. Questo aumenta la mole di lavoro e riduce la flessibilità.

In particolare, nel contesto Industrie 4.0, dovrebbe essere possibile riconfigurare la funzione di sicurezza senza il consenso umano. In questo contesto, la soluzione OPC UA Safety presenta il vantaggio che il controllo per l'origine dati corretta non è più basato su un nome in codice per ogni connessione, ma che a ogni origine dati viene assegnato direttamente un ID corrispondente. Ciò consente a più sottoscrittori di accedere alternativamente alla stessa origine dati e i sottoscrittori non devono essere noti all'origine. Questo significa che i robot mobili possono essere aggiunti in qualsiasi momento senza dover adattare le macchine.

 

Previsioni

Anche i prossimi passi sono già stati pianificati. Sono attualmente in fase di esame le specifiche di prova in cui sono definite le procedure di test. Inoltre, è stato commissionato lo sviluppo di uno strumento software per il test automatico. È inoltre necessario stabilire una procedura di certificazione e accettazione simile a PROFIsafe. Questo è un prerequisito per la certificazione di sicurezza semplice e veloce dei prodotti che implementano OPC UA Safety. Saranno inoltre creati case studies per dimostrare le nuove caratteristiche di OPC UA Safety. Questi includono la gestione semplificata degli indirizzi sicuri per le macchine serie e la possibilità di comunicare con partner diversi tramite la stessa connessione durante il runtime. Inoltre, viene specificato un mappatore OPC UA per Pub/Sub per poter implementare funzioni di sicurezza con elevate esigenze in termini di tempo di risposta.

 

 

 

Le nostre tecnologie

PROFIBUS è un sistema di comunicazione digitale standardizzato ed aperto, utilizzabile in tutte le aree di applicazione, dal manifatturiero al processo.

PROFINET è l'innovativo standard aperto per l'Industrial Ethernet. E' in grado di soddisfare tutti i requisiti necessari per le applicazioni di automazione industriale.

IO-LINK è la prima tecnologia IO standardizzata a livello mondiale (IEC 61131-9) per comunicare con sensori ed attuatori sotto il livello di comunicazione del bus di campo. Può essere integrata con PROFIBUS e PROFINET.