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Liberi di scegliere con Fieldbus Foundation

Il protocollo di comunicazione è ormai uno standard ‘de facto’, soprattutto nel controllo di processo. I responsabili continuano ad investire per garantire la perfetta compatibilità di tutti i componenti certificati

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Massimiliano Cassinelli

‘Libertà di scelta’. È questo il principio cui si ispira la tecnologia Fieldbus Foundation, che si propone nelle vesti di un’infrastruttura di comunicazione per l’automazione che guarda al futuro. Sin dalla sua introduzione, nel 1994, Fieldbus Foundation è stato un protocollo aperto, capace di crescere sino a trasformarsi in uno standard industriale ‘de facto’ per l’automazione di processo. È infatti conforme alle norme internazionali dei Fieldbus, incluse le Isa S50, Iec 61158 e le Cenelec En 50170.
Caratteristiche che hanno consentito di creare un sistema di comunicazione multivendor bidirezionale, in grado di collegare le apparecchiature di campo in una singola rete di controllo di processo, con un’architettura a due livelli: H1 Fieldbus, per il controllo continuo, e High Speed Ethernet (Hse), per un avanzato controllo di processo ibrido o semicontinuo e per l’automazione discreta.
Fieldbus Foundation permette così di ricevere direttamente le informazioni importanti dai dispositivi di campo, agevolando gli interventi degli operatori,
attraverso sistemi di automazione con controllo distribuito, mantenendo la completa trasparenza e l’interoperabilità con i sottosistemi e i dispositivi di campo senza la necessità di usare una programmazione proprietaria.
I dati di produzione, di processo e di impianto possono poi essere integrati direttamente nei sistemi gestionali, accedendo a tutti i dispositivi, gli host, i sottosistemi di controllo, i server di dati e gli altri dati generati nell’impianto, rimuovendo i vincoli di interoperabilità per gli strumenti, i regolatori e i sottosistemi del campo.

Veloci ed economici
L’affermazione di un simile protocollo in ambienti tipicamente complessi non può certo prescindere dalla semplicità di cablaggio, ulteriormente valorizzata dall’impiego di strumentazione intelligente, che consente di contenere anche i costi di progettazione e start-up. Diversamente da altre tecnologie, inoltre, Fieldbus Foundation mette on-line, a disposizione del sistema di manutenzione, l’autodiagnosi dei dispositivi in campo. Proprio i sistemi diagnostici rappresentano uno dei punti di forza di tale tecnologia, consentendo un significativo risparmio anche delle spese di gestione.
Grazie all’integrazione con i software di asset management è infatti possibile evitare parte della manutenzione preventiva, tipicamente basata su interventi periodici predeterminati, sostituendola con interventi mirati sulle apparecchiature che necessitano di un effettivo intervento di riparazione o assistenza. Simili peculiarità risultano vincenti nell’ambito dell’automazione industriale e, in particolare, nel controllo di processo, alla continua ricerca di standard condivisi a livello mondiale, in grado di garantire la correttezza delle comunicazioni e la rapidità di installazione. Proprio i dati di crescita confermano come il protocollo sia oggi un punto di riferimento nel panorama industriale e, in particolare, nell’industria di processo. Nel 2002, infatti, nel mondo erano stati installati solo 1.900 sistemi basati su questo protocollo, mentre alla fine dello scorso anno sono stati censiti ben 8mila sistemi, che corrispondono ad oltre 900mila device in grado di dialogare attraverso Fieldbus Foundation. Un’affermazione particolarmente significativa anche a livello Emea, dove il protocollo è cresciuto dal 28 al 44% nel mercato totale dell’installato, con oltre 3.500 impianti attualmente controllati.
numeri sono confermati anche in Italia, dove si è passati, in soli sei anni, da 10 a 90 sistemi basati su questa tecnologia, con uno share di mercato salito al 40% delle installazioni. Si tratta di numeri significativi soprattutto se consideriamo che, tipicamente, un simile standard viene adottato negli impianti di processo e negli ambiti energetici. Installazioni che, in alcuni casi, arrivano a contare anche 40mila strumenti in un unico impianto. A una simile crescita ha contribuito in maniera significativa la capacità di operare in diversi settori, come ha spiegato Massimo Guidi, presidente di Fieldbus Foundation Italia, nel corso dell’Annual Emea Marketing Conference del Consorzio, alla fine dello scorso settembre a Milano. Nei primi anni del 2000, infatti, il 75% delle installazioni di Fieldbus Foundation era destinato al mercato chimico, del refining o dell’oil&gas. Attualmente, tale quota è di poco superiore alla metà degli impianti industriali, lasciando un crescente spazio al settore energetico e a quello della lavorazione di materie prime, con particolare attenzione
all’ambito alimentare.

La forza della selezione
L’affermazione di Fieldbus Foundation è favorita anche dalla rigorosità del programma di certificazione, che impone il collaudo degli elementi fondamentali della tecnologia. Un’imposizione che, oltre ai componenti del livello fisico come alimentatori e accoppiatori di dispositivi, è stata estesa anche alle apparecchiature di campo e ai sistemi host basati sul bus di campo Foundation. Nello specifico, gli host in questione possono essere strumenti di configurazione, dispositivi di registrazione, pannelli di visualizzazione degli allarmi, interfacce uomo-macchina o sistemi con una combinazione di funzionalità.
Il programma di certificazione degli host di Fieldbus Foundation, che si basa su specifici kit di collaudo, si propone come un’iniziativa chiave a beneficio dell’industria dell’automazione e prevede il soddisfacimento di tutti i requisiti di collaudo per potersi fregiare del simbolo ufficiale di certificazione. Una rigorosità che offre vantaggi sia ai fornitori sia agli utenti finali dell’automazione, che possono sfruttare un elevato livello di omogeneità negli ambienti pluricostruttore basati sul bus di campo Foundation, con la garanzia di interoperabilità tra tutti i dispositivi certificati. Inoltre, i fornitori di automazione implementano oggi applicazioni che ricorrono al linguaggio di descrizione dei dispositivi elettronici Eddl (Electronic Device Description Language). Si tratta di un’interfaccia universale, ‘de facto standard’, che garantisce informazioni diagnostiche, in tempo reale e di gestione delle attività contenute in milioni di strumenti di campo realizzati dai più importanti costruttori al mondo di soluzioni per l’automazione. L’Eddl esteso consente agli utenti d’interagire con i loro dispositivi in modi nuovi, sfruttando funzioni specifiche di visualizzazione dei dati come forme d’onda e profili delle valvole. A questo si aggiungono un metodo standardizzato di accesso a dati storici, quali misure o informazioni di dispositivi, e strumenti più sofisticati per l’uso e la visualizzazione nei sistemi di controllo di informazioni di alto livello, come le relazioni algoritmiche per i parametri di dispositivo complessi.

Compatibilità certificata
Proprio per garantire la conformità di tutti i prodotti aderenti allo standard, Fieldbus Foundation ha presentato un proprio modulo di collaudo di applicazioni Dd (Descrizione dei Dispositivi) per kit di collaudo degli host Htk (Host Test Kit). Questo prodotto, promosso dal comitato consultivo degli utenti finali della fondazione, comprende l’hardware e il software necessari per la verifica della funzionalità di un host Fieldbus e della sua conformità alle specifiche di profilo del test di supporto dell’interoperabilità degli host (Hist) Foundation. Il kit è stato studiato per l’omologazione di applicazioni host che fanno uso di servizi Dd, file per la memorizzazione persistente di dati dei parametri funzionali e griglie per la visualizzazione e la manipolazione dei dati vettoriali. Secondo il nuovo programma di certificazione, solo gli host che soddisfano i requisiti di collaudo sono autorizzati a fregiarsi del simbolo ufficiale di certificazione. È stato compiuto un ulteriore passo avanti rispetto al precedente test di supporto dell’interoperabilità degli host (Hist), definito dalla stessa Foundation, che proponeva un protocollo di collaudo, ma lasciava che il fornitore dell’host ne scegliesse l’implementazione. Da allora il programma si è progressivamente trasformato in una procedura completa di certificazione dei profili host, nella quale la fondazione si fa carico del collaudo funzionale con un dispositivo dedicato, file Dd e capacità (Cf) specializzati, verificando che il profilo host collaudato supporti una serie ben definita di funzionalità.
Rich Timoney, presidente e amministratore delegato di Fieldbus Foundation, ha sottolineato come le prime certificazioni di host, rilasciate al sistema di controllo su rete Stardom e al sistema di controllo integrato della produzione Centum di Yokogawa, oltre che a System 800xA di Abb, rappresentino un ‘importante traguardo’ nella crescita e nell’implementazione del bus di campo Foundation: “La certificazione degli host offre un’ulteriore garanzia che i sistemi basati sul bus di campo integrino la robusta funzionalità della tecnologia e siano in grado di funzionare all’interno di un sistema di controllo aperto e interoperabile. La procedura di certificazione dei profili host è un altro esempio dell’impegno di Fieldbus Foundation in favore della completa interoperabilità e della perfetta integrazione in un ambiente basato sul bus di campo”.
L’interoperabilità è resa possibile dal fatto che i dispositivi e il software devono risultare conformi alle specifiche dettate dallo standard e i prodotti possono fregiarsi del simbolo di certificazione solo dopo aver superato una serie di test. Una caratteristica che consente agli utilizzatori di selezionare il miglior apparecchio per ogni compito di misura o controllo specifico, indipendentemente dal fabbricante.

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Eddl, un linguaggio indipendente
Foundation Electronic Device Description Language (Eddl) è un linguaggio testuale che descrive le caratteristiche di comunicazione digitale dei dispositivi intelligenti e dei parametri dell’apparecchiatura a prescindere dal sistema operativo e dall’interfaccia uomo-macchina utilizzati. Eddl permette a un sistema host di operare come una stazione di ingegneria, senza la necessità di driver software specifici per ogni tipo di dispositivo. Fieldbus Foundation ha siglato recentemente un accordo con Hart Communication Foundation, Profibus User Organization  e Opc Foundation per sviluppare ulteriormente il linguaggio Eddl. La cooperazione consentirà la protezione degli investimenti nel linguaggio Eddl, favorendo un ulteriore sviluppo dello standard Iec 61804.

Liberi di scegliere con Fieldbus Foundation - Ultima modifica: 2009-11-20T10:16:26+01:00 da Lucia Favara