Node-RED e l’ascesa dell’automazione industriale low-code
Node-RED sta trasformando l’automazione industriale introducendo lo sviluppo low-code nell’edge computing, nell’IIoT e nella connettività delle macchine. Dai...
Perché Node-RED sta attirando l’attenzione nell’automazione industriale
Per decenni, l’automazione industriale si è affidata principalmente a linguaggi di programmazione specializzati e ad ambienti di progettazione proprietari. Oggi, tuttavia, i produttori sono sotto pressione per implementare più rapidamente sistemi connessi, riducendo al contempo il carico di lavoro ingegneristico. Questo cambiamento ha accresciuto l’interesse per le piattaforme di sviluppo low-code come Node-RED.
Sviluppato originariamente come strumento di programmazione basato sugli eventi e su Node.js, Node-RED si è evoluto fino a diventare una piattaforma industriale completa per le applicazioni edge. Oggi gli ingegneri lo utilizzano per collegare la tecnologia operativa (OT) e la tecnologia dell’informazione (IT), soprattutto nelle implementazioni IIoT e nelle fabbriche intelligenti.
A differenza dello sviluppo software tradizionale, Node-RED consente agli ingegneri di assemblare visivamente le applicazioni utilizzando nodi trascinabili. Il risultato è un’implementazione più rapida, un’integrazione semplificata e una minore dipendenza da competenze avanzate di programmazione.
Figura 1. Node-RED è diventata una piattaforma low-code ampiamente riconosciuta per le applicazioni IIoT e di edge computing industriale.
Lo sviluppo low-code trova spazio in fabbrica
Dalla logica ladder ai flussi di lavoro visivi
L’automazione industriale utilizza da anni la programmazione grafica. La logica ladder dei PLC, i diagrammi a blocchi funzionali e le interfacce per l’insegnamento dei robot hanno ridotto la complessità della programmazione molto prima che il termine “low-code” diventasse popolare.
Node-RED estende questa filosofia all’automazione moderna incentrata sui dati. Invece di concentrarsi solo sulla sequenza delle operazioni delle macchine, oggi gli ingegneri possono creare flussi di lavoro che trasferiscono dati tra PLC, HMI, database, piattaforme cloud e sistemi aziendali.
Questa capacità è diventata particolarmente importante con la modernizzazione dei sistemi di controllo obsoleti da parte dei produttori. Gli stabilimenti che utilizzano infrastrutture PLC meno recenti spesso combinano Node-RED con piattaforme di Allen-Bradley o Mitsubishi Electric per semplificare la raccolta dei dati e la connettività cloud senza sostituire le apparecchiature esistenti.
Un approccio diverso al software industriale
Lo sviluppo tradizionale di software industriale può richiedere settimane di programmazione, test e debug. Node-RED cambia radicalmente questo processo. Gli ingegneri possono implementare applicazioni funzionanti in poche ore utilizzando nodi di comunicazione e dashboard predefiniti.
La sua interfaccia basata sul browser riduce inoltre gli ostacoli all’implementazione. Una volta installato su un IPC o un server edge, l’ambiente di progettazione diventa accessibile tramite un normale browser web, senza bisogno di software dedicato sulla workstation.
Figura 2. Le piattaforme di sviluppo low-code riducono la complessità del software e accelerano l’implementazione delle applicazioni industriali.
I vantaggi tecnici alla base della crescita di Node-RED
Progettato per il trasferimento e la connettività dei dati
In sostanza, Node-RED elabora e instrada i dati tra dispositivi e livelli software. I payload possono includere valori numerici, strutture JSON, stati booleani o eventi dei macchinari generati dai controller industriali.
La piattaforma supporta protocolli comunemente presenti negli ambienti industriali, tra cui OPC UA, MQTT, Modbus TCP, HTTP e la comunicazione WebSocket. Questo ampio supporto dei protocolli consente a Node-RED di funzionare come livello middleware leggero tra gli asset di fabbrica e i sistemi di analisi cloud.
Poiché la piattaforma funziona su Node.js, può operare su piattaforme hardware compatte, dai dispositivi Raspberry Pi agli IPC industriali e ai server virtuali.
Edge computing senza infrastrutture complesse
Le architetture IIoT moderne si affidano sempre più all’edge computing per ridurre la latenza e minimizzare il traffico verso il cloud. Node-RED si integra naturalmente in questa strategia perché può elaborare localmente i dati dei macchinari prima di inoltrare a monte solo le informazioni critiche.
Un’implementazione tipica colloca il server edge all’interno dell’armadio di controllo. Il dispositivo si connette simultaneamente alla rete dei macchinari e alla rete aziendale, fungendo da livello di traduzione sicuro tra i sistemi OT e IT.
Per gli impianti che stanno aggiornando infrastrutture di automazione obsolete, questo approccio offre un percorso di modernizzazione conveniente. Gli ingegneri possono integrare PLC legacy, sistemi I/O distribuiti e piattaforme SCADA senza riprogettare completamente i sistemi di controllo.
Figura 3. I computer industriali compatti vengono sempre più utilizzati come gateway edge per le applicazioni Node-RED nelle fabbriche connesse.
I dispositivi edge industriali ne favoriscono l’adozione
Perché l’hardware Raspberry Pi è importante
Uno dei motivi principali della popolarità di Node-RED è l’accessibilità dell’hardware. I dispositivi Raspberry Pi hanno reso economica la sperimentazione industriale, consentendo agli ingegneri di prototipare applicazioni IIoT senza i costi di infrastrutture su scala aziendale.
In seguito, i fornitori industriali hanno ampliato il concetto introducendo IPC compatibili con il montaggio su guida DIN, dotati di involucri rinforzati, intervalli di temperatura operativa più ampi e supporto per l’alimentazione industriale.
Una volta implementato, Node-RED può interagire direttamente con interfacce GPIO, sensori, relè e moduli di comunicazione industriale. Gli ingegneri possono creare rapidamente dashboard per macchinari, sistemi di monitoraggio ambientale o applicazioni di supervisione leggere.
Oltre la prototipazione
Quello che è nato come strumento per le comunità di maker ora compare all’interno di piattaforme di automazione commerciali. I fornitori industriali integrano sempre più Node-RED negli ecosistemi di controllo nativi, riconoscendo la domanda di flussi di lavoro flessibili e low-code.
Alcuni produttori ora combinano Node-RED con prodotti per la comunicazione industriale e gateway edge per semplificare la traduzione dei protocolli. Nei progetti di automazione distribuita, l’infrastruttura di comunicazione offerta da piattaforme come i sistemi di networking industriale svolge un ruolo importante nel mantenere un flusso di dati OT-IT affidabile.
Figura 4. I dashboard Node-RED possono combinare la visualizzazione dei processi, i comandi per gli operatori e l’analisi edge all’interno di un’unica interfaccia basata su browser.
All’interno dell’ambiente di flusso di lavoro di Node-RED
Flussi, nodi ed elaborazione degli eventi
Le applicazioni Node-RED sono costituite da flussi creati con nodi interconnessi. Ogni nodo svolge un’attività specifica, come filtrare i dati, modificare i payload, ritardare le azioni o comunicare con dispositivi esterni.
I dati fluiscono da sinistra a destra attraverso l’applicazione. Gli ingegneri possono seguire visivamente la logica del processo senza leggere codice sorgente esteso, migliorando la risoluzione dei problemi e la collaborazione tra ingegneri dei sistemi di controllo e team IT.
La piattaforma supporta anche nodi funzione JavaScript per una personalizzazione avanzata. Questo approccio ibrido consente agli ingegneri di combinare la semplicità del low-code con la piena flessibilità della programmazione quando necessario.
Un enorme ecosistema aperto
Un altro vantaggio importante è l’ecosistema aperto della community. Sono disponibili migliaia di nodi realizzati dalla community per protocolli industriali, API cloud, database e piattaforme di analisi.
A differenza di molte suite software industriali proprietarie, Node-RED non prevede costose licenze d’uso. Questa flessibilità lo rende interessante per progetti pilota, sistemi di monitoraggio remoto e costruttori di macchine che sviluppano architetture scalabili.
Figura 5. I dashboard browser creati con Node-RED possono fornire agli operatori funzionalità HMI essenziali e dati in tempo reale sulle macchine.
Il ruolo di Node-RED nel futuro dell’automazione
Node-RED non sostituirà gli ambienti di programmazione dei PLC per il controllo deterministico delle macchine. I sistemi di movimentazione in tempo reale, le applicazioni di sicurezza e il controllo dei processi ad alta velocità richiedono ancora i tradizionali controllori industriali.
Tuttavia, Node-RED colma una lacuna crescente tra l’hardware per l’automazione e il software aziendale. Poiché le fabbriche richiedono maggiore connettività, analisi predittive e integrazione con il cloud, le piattaforme edge low-code stanno acquisendo un’importanza strategica.
Nel prossimo decennio, è probabile che i produttori di maggior successo combinino hardware di controllo collaudato con livelli software flessibili, in grado di adattarsi rapidamente alle esigenze operative. Node-RED si adatta bene a questa direzione perché riduce gli ostacoli allo sviluppo, preservando al contempo la flessibilità d’integrazione.
Il suo vero valore non consiste nel sostituire gli ingegneri. Al contrario, aumenta la produttività dell’ingegneria consentendo ai team di automazione di concentrarsi sulle funzionalità del sistema invece che sulle attività ripetitive di infrastruttura software.
Oliver Grant — Giornalista senior sui sistemi industriali
Oliver Grant ha più di 14 anni di esperienza nella trattazione dell’automazione industriale, delle infrastrutture IIoT e delle tecnologie di edge computing. Il suo percorso professionale include progetti di integrazione dell’automazione che hanno coinvolto i sistemi di controllo dei processi di Siemens, Rockwell Automation, Beckhoff Automation ed Emerson presso impianti manifatturieri ed energetici.
