Banner affronta un punto debole persistente nelle reti seriali

Banner Engineering ha presentato l’isolatore galvanico S25GI, un dispositivo compatto installabile in linea, progettato per proteggere le reti di comunicazione RS485 e Modbus RTU dalle interferenze elettriche e dai guasti di messa a terra. Sebbene i protocolli basati su Ethernet continuino a diffondersi nelle fabbriche, l’RS485 è ancora profondamente radicato nelle infrastrutture industriali grazie alla sua semplicità, affidabilità e ai bassi costi di implementazione.

In molti impianti esistenti, tuttavia, le linee di comunicazione seriale operano vicino a convertitori di frequenza, avviatori per motori e apparecchiature ad alta tensione. Questi ambienti generano interferenze elettromagnetiche che possono corrompere i segnali di comunicazione o danneggiare i dispositivi collegati. S25GI di Banner affronta questi problemi senza richiedere spazio aggiuntivo nel quadro elettrico né interventi estesi di ricablaggio.

S25GI offre una protezione in linea per le reti di comunicazione Modbus RTU e RS485 esposte a disturbi elettrici e condizioni di sovratensione.

Perché l’RS485 è ancora importante nell’automazione moderna

Nonostante la rapida diffusione dell’Ethernet industriale, RS485 e Modbus RTU continuano a supportare innumerevoli dispositivi industriali, tra cui sensori, convertitori di frequenza, moduli I/O distribuiti e sistemi PLC legacy. Molti impianti dipendono ancora da queste reti perché sono stabili, economiche e ampiamente supportate da diversi fornitori di automazione.

I produttori che integrano dispositivi di comunicazione seriale con sistemi di controllo moderni spesso li combinano con piattaforme come Allen-Bradley ControlLogix o con architetture distribuite basate su hardware di networking per le comunicazioni industriali. In questi ambienti ibridi, l’integrità del segnale diventa sempre più importante.

Il rumore elettrico crea rischi operativi concreti

La comunicazione RS485 si basa sulla trasmissione differenziale a bassa tensione. Sebbene il protocollo garantisca buone prestazioni su lunghe distanze via cavo, rimane vulnerabile al rumore elettrico generato dai sistemi di alimentazione vicini. Grandi installazioni con convertitori di frequenza, servosistemi e commutazioni dei motori possono introdurre direttamente nelle linee di comunicazione disturbi transitori.

I loop di massa costituiscono un altro comune meccanismo di guasto. Quando più dispositivi utilizzano percorsi di messa a terra differenti, tra i componenti del sistema possono comparire differenze di potenziale. Queste correnti indesiderate introducono instabilità nella comunicazione e possono infine danneggiare l’elettronica sensibile.

S25GI può essere montato direttamente vicino ai dispositivi sul campo, riducendo la complessità dell’installazione durante gli ammodernamenti delle macchine.

Isolamento in linea senza occupare spazio nel quadro elettrico

Gli isolatori galvanici tradizionali richiedono generalmente il montaggio su guida DIN all’interno dei quadri elettrici. Questo approccio aumenta l’affollamento dell’armadio e aggiunge complessità al cablaggio durante gli aggiornamenti. Banner ha invece progettato S25GI come modulo installabile in linea, dotato di robusti connettori con grado di protezione IP67, per l’installazione diretta vicino alle macchine o ai dispositivi sul campo.

L’isolatore supporta le reti Modbus RTU e RS485 e consente il passaggio dell’alimentazione fino a 200 mA per sensori, indicatori o dispositivi I/O remoti collegati. Questo design semplifica l’integrazione sul campo, perché permette agli installatori di proteggere le linee di comunicazione senza aggiungere hardware esterno per la distribuzione dell’alimentazione.

Implementazione flessibile per i progetti di retrofit

L’isolatore compatto può proteggere il collegamento di un singolo sensore oppure isolare un intero segmento di comunicazione vicino al nodo della rete. Questa flessibilità è particolarmente utile durante i progetti di ammodernamento, quando macchinari più datati vengono dotati di nuovi convertitori di frequenza, sensori intelligenti o dispositivi di monitoraggio remoto.

Gli impianti che aggiornano i sistemi di movimentazione con nuove piattaforme di azionamento e controllo del movimento incontrano spesso instabilità di comunicazione dopo gli interventi di retrofit. L’isolamento in linea aiuta gli ingegneri a ridurre i tempi di risoluzione dei problemi, preservando al contempo l’infrastruttura seriale esistente.

Le reti di comunicazione seriale spesso operano accanto ad apparecchiature ad alta potenza all’interno di quadri di controllo industriali affollati.

Tendenza industriale: proteggere l’infrastruttura legacy invece di sostituirla

Uno dei cambiamenti più importanti nell’automazione industriale è il crescente investimento nelle strategie di retrofit anziché nella sostituzione completa dei sistemi. Molte fabbriche non possono giustificare la sostituzione di un’infrastruttura RS485 funzionante semplicemente per ottenere velocità di comunicazione più elevate.

Gli ingegneri si concentrano invece sempre più sul rafforzamento dell’affidabilità della rete e sull’estensione della vita utile delle apparecchiature. Prodotti come S25GI riflettono questa strategia, risolvendo i punti deboli della comunicazione senza imporre modifiche architetturali su larga scala.

Dal punto di vista ingegneristico, questo approccio è sensato sia sul piano pratico sia su quello economico. Una rete Modbus RTU stabile e dotata di un isolamento adeguato può continuare a funzionare in modo affidabile per molti anni, in particolare nelle linee di confezionamento, negli impianti di trattamento delle acque, nei sistemi di movimentazione dei materiali e nelle unità skid di processo.

Opinione dell’autore

L’aspetto più importante di S25GI non è soltanto la sua capacità di isolamento. Il suo vero valore risiede nella semplicità di implementazione. Molti prodotti per la protezione delle comunicazioni presuppongono ancora un ampio spazio nel quadro elettrico e la possibilità di effettuare facilmente nuovi cablaggi sul campo, condizioni che si verificano raramente negli impianti in esercizio.

Banner ha riconosciuto un problema pratico di manutenzione e ha fornito una soluzione orientata al campo, in linea con le esigenze dei moderni interventi di retrofit. Poiché gli impianti industriali continuano a combinare reti seriali legacy con hardware di automazione più recente, è probabile che i dispositivi compatti di isolamento in linea diventino una pratica standard anziché accessori opzionali.

Oliver Grant | Giornalista senior specializzato in sistemi industriali

Oliver Grant vanta 14 anni di esperienza nella trattazione dell’automazione industriale, delle reti per macchine e dell’ammodernamento dei sistemi di controllo. La sua esperienza comprende progetti di integrazione sul campo che hanno coinvolto Rockwell Automation, Siemens, Beckhoff Automation e sistemi di processo Emerson in impianti manifatturieri ed energetici.