POWERLINK: il bus per le utility

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Star burst green on black backgroundUno degli aspetti che rende POWERLINK lo standard ideale per la gestione delle utility è rappresentato dalla sua elevata affidabilità e sicurezza nella gestione delle informazioni e dei pacchetti dati trasferiti. Ogni rete POWERKINK costituisce un dominio visibile e identificabile all’esterno tramite un unico indirizzo IP. In questo contesto, i gateway operano come veri e propri firewall, consentendo il trasferimento delle informazioni ai nodi del dominio attraverso un sistema di Network Address Translation (NAT). Filtri e misure di sicurezza aggiuntive possono, inoltre, essere implementati sul gateway in base alle specifiche esigenze, consentendo quindi di implementare il livello di sicurezza richiesto per la particolare applicazione.

Ridondanza

Lo standard POWERLINK supporta diversi metodi di ridondanza: includendo sia quella del dispositivo master sia quella del mezzo trasmissivo. È dunque possibile realizzare differenti categorie di ridondanza, ad esempio quella “ad anello” o la ridondanza “completa”. La ridondanza ad anello consiste in un cablaggio che collega un dispositivo all’altro in modo tale da formare un vero e proprio anello: questo tipo di architettura di rete si distingue dalla daisy chain in quanto l’ultimo dispositivo della catena è collegato anch’esso al master, equipaggiato con due interfacce per supportare le diverse modalità di funzionamento. Il master è in grado di registrare un’eventuale interruzione in qualunque punto della rete, gestendo l’invio dei dati verso entrambi i lati in modo da raggiungere sempre e comunque tutti i nodi alla sua destra e alla sua sinistra. In caso di ri-chiusura dell’anello, il master riprende a inviare nuovamente i dati soltanto da un lato dell’anello. Questa tipologia di ridondanza è generalmente utilizzata per sistemi che sono sottoposti a una quantità considerevole di stress meccanico. Nel caso della ridondanza completa, invece, le informazioni fluiscono contemporaneamente su due reti con connessioni fisiche differenti; ogni nodo è collegato a entrambe. In caso di guasto, il passaggio da una rete all’altra è automatico senza la necessità di riconfigurazioni. Ciò consente, tra l’altro, di convogliare le linee su percorsi separati, un requisito incluso abbastanza di frequente nelle specifiche per la tecnologia di processo. La ridondanza di tipo master basa il proprio funzionamento su due o più unità di gestione dei nodi in cima alla piramide gerarchica, una delle quali funziona da nodo di gestione vero e proprio, mentre gli altri sono in una condizione di hot standby, con il ruolo di nodi controllati. Il nodo di gestione in standby effettua un monitoraggio costante della rete in modo tale da assumere, in caso di necessità, il controllo dell’intera rete senza dover effettuare reboot.

Prestazioni

POWERLINK garantisce prestazioni elevate, in termini di velocità di trasmissione e di quantità delle informazioni gestite al crescere dei nodi, accompagnate da una perdita minima d’informazioni, oltre al controllo dei dati ricevuti attraverso il CRC Ethernet, standard che consente la verifica del pacchetto dei dati e la corrispondenza con quanto inviato. POWERLINK è in grado di garantire tempi di ciclo fino a 100 μs e tempi di sincronizzazione dei nodi con jitter inferiore a 100 ns; la capacità di questo protocollo di comunicazione nel gestire un numero significativo di nodi e di informazioni ne fa lo strumento ideale per sistemi complessi che richiedono un throughput elevato. Le peculiarità di POWERLINK sono principalmente legate alla capacità di trasportare qualsiasi protocollo che risiede su Ethernet, spaziando da FTP al WEB SERVER, al VIDEO STREAMING, al TCP fino all’UDP. Nella fase asincrona del ciclo POWERLINK, infatti, sono trasferiti i dati necessari alla configurazione dei dispositivi e alla diagnostica. Un valido esempio possono essere le applicazioni di visione e i webserver di configurazione e diagnostica dei dispositivi installati.

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