La crescente adozione dell’Ethernet industriale in ambito produttivo ha posto nuove sfide per garantirne l’affidabilità e la continuità operativa. A differenza dell’Ethernet convenzionale, l’Ethernet industriale deve affrontare condizioni ambientali estreme, che possono compromettere gravemente il funzionamento dei dispositivi di rete.
Progettare e realizzare reti Ethernet industriali ad alta affidabilità richiede pertanto un approccio innovativo, che vada oltre i requisiti standard dell’IT tradizionale. I componenti di rete, in particolar modo gli switch Ethernet industriali, devono essere specificamente concepiti per operare in ambienti ostili, garantendo prestazioni e resilienza adeguate alle esigenze delle applicazioni critiche di automazione e controllo.
Soltanto attraverso un’attenta selezione dei dispositivi, la configurazione avanzata dei parametri di rete e l’integrazione con i sistemi di gestione operativa (OT), è possibile assicurare l’affidabilità e l’efficienza della trasmissione dei dati richiesti negli impianti industriali moderni.
Ethernet industriale: cos’è e quali sono le sfide per una progettazione affidabile
L’Ethernet industriale si riferisce a dispositivi di rete appositamente progettati, solitamente switch, media converter e access point wireless, per essere utilizzati in ambienti difficili, al di fuori delle normali condizioni IT. A differenza dell’Ethernet standard, l’Ethernet industriale utilizza protocolli aggiuntivi per garantire la consegna accurata e tempestiva dei dati, anche in presenza di condizioni ambientali estreme come temperature, umidità, vibrazioni e interferenze elettromagnetiche.
Le applicazioni critiche richiedono una trasmissione dei dati altamente affidabile e precisa, il che ha portato alla creazione dell’Industrial Ethernet (IE). I dispositivi IE sono quindi progettati per sopravvivere a temperature eccessive e ad ambienti difficili, contenenti polvere, umidità, vibrazioni e interferenze elettriche. La progettazione e realizzazione sistemi Networking Industriale deve quindi affrontare molte sfide per garantire affidabilità ed efficienza nelle reti Ethernet industriali.
Reti Ethernet industriali: i requisiti chiave per l’affidabilità
Oltre alla gestione del traffico dati affidata agli switch, altri requisiti chiave per garantire l’affidabilità delle reti Ethernet industriali includono:
- Componentistica robusta e resistente alle condizioni ambientali estreme, come temperature, umidità, vibrazioni e agenti chimici aggressivi. I dispositivi devono essere appositamente progettati e certificati per sopportare tali condizioni.
- I dispositivi industriali devono essere in grado di operare in ambienti con temperature elevate o molto basse, umidità elevata, vibrazioni costanti ed esposizione a sostanze chimiche aggressive, come oli, lubrificanti e solventi. Ciò richiede una progettazione e una costruzione particolarmente robusta, con l’utilizzo di materiali e componenti in grado di resistere a queste condizioni ambientali sfavorevoli. È importante che i dispositivi siano testati e certificati per garantire le prestazioni e l’affidabilità richieste in tali ambienti industriali estremi.
- Supporto di protocolli di automazione e controllo industriale, per consentire l’integrazione con i sistemi di gestione e monitoraggio delle operazioni (OT).
- I dispositivi industriali devono essere in grado di comunicare e integrarsi con i sistemi di automazione e controllo utilizzati negli impianti produttivi. Protocolli come PROFINET e Modbus/TCP sono ampiamente adottati nell’automazione industriale e permettono ai dispositivi di scambiare dati e informazioni con i sistemi di gestione e monitoraggio delle operazioni (OT – Operational Technology). Questa compatibilità e interoperabilità è fondamentale per consentire una facile integrazione dei dispositivi all’interno delle infrastrutture di automazione esistenti.
- Alimentazione in corrente continua (DC), in linea con le fonti di alimentazione comunemente utilizzate negli ambienti industriali.
- Negli ambienti industriali, le fonti di alimentazione principali sono spesso in corrente continua (DC), a differenza delle reti elettriche domestiche e commerciali, che utilizzano la corrente alternata (AC). Ciò semplifica l’installazione e l’integrazione dei dispositivi all’interno delle infrastrutture elettriche industriali esistenti.
- Progettazione e realizzazione di networking.
- I dispositivi industriali devono essere in grado di connettersi e comunicare all’interno di reti di automazione e controllo. Ciò richiede una progettazione attenta dei sistemi di networking, in modo da garantire connettività affidabile, velocità di trasmissione adeguata e capacità di integrare i diversi protocolli industriali. La realizzazione di un’infrastruttura di rete robusta e performante è essenziale per l’integrazione e il funzionamento coordinato di tutti i dispositivi all’interno dell’ambiente industriale.
Switch ethernet industriale: quale ruolo svolgono nella gestione del traffico dati
Gli switch Ethernet industriali svolgono un ruolo cruciale nella gestione del traffico dati nelle reti Ethernet utilizzate in ambito industriale. A differenza degli switch consumer, gli switch industriali sono progettati per operare in condizioni ambientali estreme, garantendo affidabilità e prestazioni ottimali anche in presenza di temperature elevate, vibrazioni, umidità e altri fattori che possono compromettere il corretto funzionamento dei dispositivi di rete.
Gli switch Ethernet industriali managed offrono numerosi vantaggi rispetto agli switch unmanaged in termini di gestione e controllo del traffico dati. Grazie alle funzionalità di configurazione avanzata, questi dispositivi permettono di prioritizzare il traffico in base alle esigenze delle diverse applicazioni, assicurando la corretta erogazione dei servizi critici. La segmentazione del dominio di broadcast attraverso l’utilizzo di VLAN contribuisce a ottimizzare l’utilizzo della larghezza di banda e a migliorare la sicurezza della rete, limitando la propagazione di traffico indesiderato.
Inoltre, gli switch industriali managed consentono il monitoraggio e la diagnostica della rete, fornendo informazioni dettagliate sul funzionamento e sulle prestazioni dei collegamenti. Questa capacità di supervisione e analisi del traffico è fondamentale per l’identificazione e la risoluzione tempestiva di eventuali problemi, garantendo così l’affidabilità e la continuità operativa richieste negli ambienti industriali.
Gli switch Ethernet industriali ricoprono quindi un ruolo essenziale nella gestione del traffico dati, consentendo la configurazione, il controllo e il monitoraggio delle reti Ethernet industriali. Queste caratteristiche sono cruciali per assicurare l’affidabilità e le prestazioni necessarie nelle applicazioni di Ethernet industriale e nella progettazione e realizzazione di reti ad alta affidabilità.
