Un complesso sistema di automazione industriale ha bisogno di una gerarchia organizzata di sistemi di controllo per funzionare. Il gruppo di lavoro “Network Protocols” di T3LAB ha svolto progetti di ricerca applicata sui protocolli di comunicazione su cavo Ethernet e wireless. Il gruppo studia e padroneggia numerosi protocolli Fieldbus, sia proprietari che non, basati su tecnologia Ethernet ed utilizzati in ambito industriale, in particolare nel mondo automotive ed automation.
In questo ambito, T3LAB ha sviluppato varie competenze per la gestione ed il monitoring di reti industriali basate su rete Ethernet standard; padroneggia specifici protocolli in grado di sincronizzare temporalmente i nodi della rete e di ottenere topologie resistenti ai guasti. Il gruppo di lavoro è quindi in grado di gestire la configurazione, personalizzazione e gestione di sistemi di comunicazione industriale in base alle specifiche esigenze delle imprese clienti.

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Laboratorio
Area di specializzazione
Digitale
Meccatronica e Materiali
Keyword
Comunicazione industriale
Automazione Industriale
Fieldbus Ethernet
Reti di calcolatori
Esempio di rete per automazione industriale Esempio di rete per automazione industriale
Descrizione prodotto

L’automazione industriale si basa sul coordinamento di sensori ed attuatori per sincronizzare macchine e processi in modo rapido, sicuro ed economico. In questo ambito T3LAB padroneggia tecnologie riguardanti:
- sincronizzazione degli orologi interni di dispositivi interconnessi tra loro grazie al protocollo PTP (Precision Time Protocol), con precisione inferiore al millesimo di secondo.
- riconfigurazione dinamica della comunicazione all’interno di una rete in caso di perdita parziale della connettività grazie al protocollo RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol)
- caratterizzazione del traffico dati tramite l’utilizzo delle Virtual LAN
- porting software di stack fieldbus ethernet di vari brand: PROFINET/PROFIBUS®, ETHERNET POWERLINK, EtherCAT®, Ethernet/IP, Open Powerlink, CANopen
- T3LAB padroneggia anche stack e HW di brand quali Texas Instruments, ARM, Freescale, Micrel, Marvell

Aspetti innovativi

- Hardware facilmente reperibile e a costi contenuti
- Possibilità di introdurre forti personalizzazione a seconda degli scopi di utilizzo
- Banda di comunicazione molto elevata
- Forte dinamicità della rete con possibilità di aggiungere o rimuovere nodi senza comprometterne il buon funzionamento
- Applicazioni sia soft real-time sia hard real-time
- Ridotte interruzioni di produzione e conseguente aumento di efficienza
- Possibilità di configurare reti per il controllo remoto
- Facilità di cablaggio

Applicazioni

L’applicazione dello standard Ethernet in ambito industriale consente di connettere un elevato numero di macchinari che interagiscono tra loro per svolgere specifiche funzioni e processi produttivi. Inoltre i fieldbus ethernet sono protocolli avanzati che pur mantenendo i costi contenuti del protocollo Ethernet garantiscono alte prestazioni e trasferimenti di dati in maniera deterministica. Le potenziali applicazioni riguardano pertanto tutti i settori di produzione manifatturiera, comprese applicazioni di automazione, robotica e sistemi safety-crtical, fino a scenari quali l’IoT Industriale.

Schema della piattaforma unica di supporto e struttura a blocchi del dimostratore realizzato Schema della piattaforma unica di supporto e struttura a blocchi del dimostratore realizzato
Esempio di applicazione

Attività di porting e testing di protocolli fieldbus

Descrizione applicazione e risultati

T3LAB ha realizzato un’attività di porting, testing e sviluppo applicativo, su piattaforma hardware custom del cliente, di alcuni dei principali e più diffusi stack: CanOpen, PowerLink ed Ethernet/IP. L’attività è stata sviluppata grazie ad una puntuale conoscenza del singolo protocollo di comunicazione e ad un’attenta analisi d’interazione con la piattaforma hardware target. L’attività ha permesso di risolvere una delle problematiche dell’azienda, ovvero la necessità di gestire più protocolli contemporaneamente su un unico dispositivo embedded
Lo sviluppo continuo di nuovi protocolli per la comunicazione industriale rende sempre più necessaria la progettazione e lo sviluppo di piattaforme embedded multi-bus, ovvero dispositivi in grado di gestire più protocolli contemporaneamente. Tali piattaforme consentono di interconnettere PLC di famiglie differenti (Siemens, Rockwell, B&R ecc).

Partner coinvolti

Selcom Elettronica Spa

Tempi di realizzazione
4 mesi / uomo
Livello di maturità tecnologica
TRL 8 - sistema completo e validato
Valorizzazione applicazione

T3LAB ricerca partner aziendali per analizzare ulteriori applicazioni dei fieldbus Ethernet, mettendo a disposizione:
- conoscenza approfondita dei singoli protocolli
- un’attenta analisi d’interazione con la piattaforma hardware target
- porting su dispositivi embedded individuati dall'azienda o su indicazione del gruppo di lavoro T3LAB

Prototipo composto da un controllore basato su DSP e uno switch ethernet embedded Prototipo composto da un controllore basato su DSP e uno switch ethernet embedded
Data pubblicazione