Automazione industriale: risparmiati i problemi di rete!
A practical guide to segmenting, documenting, and testing industrial Ethernet networks so plant teams can isolate faults quickly, control change, and expand without creating fragile dependencies.
Una sfida che gli ingegneri devono affrontare fin dagli albori dei sistemi di controllo è questa: pianificare il futuro. Se siete fermamente intenzionati a fare le cose per bene, potreste aver installato un piccolo sistema Ethernet in un impianto di produzione e stare ancora lavorando nello stesso sistema a livello di stabilimento 10 anni dopo. Oppure potreste trovarvi all’estremo opposto dello spettro. Non vorrei arrivare in uno stabilimento con una rete mal progettata, in cui sia necessario correggere 10 anni di errori.
Come pianificheremo il futuro dei nostri stabilimenti? Quali passi possiamo compiere per assicurarci di porre le basi per il successo? Questo non è un elenco esaustivo, ma posso condividere alcune considerazioni basate sulle difficoltà che ho incontrato e che sono stato costretto a risolvere.
Formazione e conoscenze
Leggendo questo articolo, avete già iniziato, ma non fermatevi assolutamente qui. Questo argomento è il primo della mia lista per un motivo: è la cosa più importante. Utilizzo principalmente prodotti Allen Bradley, quindi per me sarebbe molto vantaggioso trovare un corso AB Network Fundamentals (CCP184-EL). Potreste utilizzare PLC Siemens o magari una delle famiglie di PLC di Automation Direct. Se possibile, cercate una formazione specifica per voi e per le vostre apparecchiature. La familiarità con l’hardware che acquisirete vi sarà di grande aiuto.
Figura 1. Una formazione personalizzata sulla vostra rete specifica può essere preziosa. Immagine utilizzata per gentile concessione di Rockwell Automation
Esistono moltissimi corsi tra cui scegliere, ma non tutti vi formeranno sulle applicazioni industriali. Trovare un distributore di automazione che organizzi un corso può essere molto utile, perché comprende il funzionamento degli stabilimenti automatizzati. Se ricevete indicazioni e progettate il vostro stabilimento come un centro IT dotato esclusivamente di hardware IT, potreste trovarvi in difficoltà in futuro. Cercate di acquisire le vostre conoscenze da persone che operano nel vostro settore. Non progettate un centro telecomunicazioni come una segheria e, allo stesso modo, non progettate una segheria come un centro telecomunicazioni.
Segmentazione della rete
La segmentazione della rete si riferisce al modo in cui una rete può essere organizzata e isolata dalle altre sue sezioni. Pensate a una scuola. Una scuola con un’unica aula (un’unica rete per tutto) funziona bene quando ci sono solo 12 studenti. Quando gli studenti diventano 400, vi renderete rapidamente conto della necessità di segmentarli in aule diverse, perché tutti parlerebbero contemporaneamente e ci vorrebbe troppo tempo prima che ognuno possa intervenire, condividere idee e rispondere alle richieste.
Realizzare questa segmentazione richiederà tempo e punti di vista diversi. Ecco un esempio. Lavoro nelle segherie, dove il legname passa da una macchina di lavorazione all’altra. Ogni centro macchina dispone di un singolo PLC master che lo controlla. Talvolta in un unico centro macchina sono presenti più PLC, ma esiste un solo PLC master. Nelle nostre segherie ha senso segmentare le reti assegnando una porzione della rete (una sottorete) a ciascun centro macchina.
Figura 2. La segmentazione della rete può includere sottoreti per suddividere funzioni, aree fisiche o centri macchina. Immagine utilizzata per gentile concessione di Control.com
Un’altra applicazione potrebbe essere uno stabilimento che utilizza molte linee di assemblaggio brevi per realizzare un prodotto dall’inizio alla fine. In questo caso potrebbe avere senso segmentare la rete assegnando una sottorete a ciascuna linea. Prendetevi il tempo necessario e fate collaborare più persone competenti, così da garantire che il piano sia valido anche nel lungo periodo.
Instradamento e infrastruttura dorsale
Se disponete di una rete ben segmentata, i dispositivi di una sottorete non possono passare alle altre sottoreti e intasarle con il traffico. Nel mio esempio della segheria, ho descritto un segmento per la macchina a monte, che consentiva di isolare il relativo traffico da quello della macchina a valle. Ma cosa succederebbe se quella macchina a monte avesse un’informazione molto importante da inviare a valle ogni volta che una tavola passa da una macchina all’altra? Avrebbe bisogno di un instradamento!
L’instradamento di una rete va di pari passo con la segmentazione di cui abbiamo parlato in precedenza. L’instradamento di una rete è essenzialmente una mappa. È una tabella, o un insieme di tabelle, memorizzata negli switch gestiti, che indica loro dove inviare il traffico quando deve uscire dalla sottorete. Questi switch gestiti faranno generalmente parte dell’infrastruttura di rete dorsale. Possono essere i dispositivi che creano una propria dorsale OT (Operational Technology), come illustrato di seguito, oppure possono collegarsi a una dorsale IT tradizionale.
Figura 3. Switch gestiti che collegano ciascuna sottorete a una dorsale di rete. Immagine utilizzata per gentile concessione di Control.com
Collegarsi a una dorsale IT o crearne una propria dipende da voi e dal vostro reparto IT. È comune che le aziende con un’infrastruttura più ampia dispongano già di una rete gestita dal team IT.
Operare come un unico team con un obiettivo comune
È importante collaborare con il team IT per assicurarvi di seguire i passaggi necessari a mantenere la rete sicura e conforme alle politiche aziendali applicabili. Lavorare con l’IT in qualità di professionisti OT può anche consentirvi di iniziare a mostrare loro le differenze tra le reti IT e OT.
Un buon rapporto basato sul rispetto reciproco può aprire la strada a un gruppo IT di grande aiuto per voi! Potrebbe persino essere in grado di introdurre nuove regole e procedure operative standard che aiutino il vostro reparto produttivo a operare in modo più efficiente.