Hardware e software per l automazione distribuita Gennaio 2009 www.ilb2b.it Supplemento a Automazione Oggi n 320 Gennaio 2009 - Poste Italiane SpA - Spedizione in abbonamento postale D.L. 353/2003 (Convertito in legge 27/02/2004 n. 46 - art.1, Comma 1, DCB Milano) - In caso di mancato recapito inviare al CMP/CPO di Roserio - Milano per la restituzione al mittente previo pagamento resi - ISSN: 0392-8829 DOSSIER Comunicazione wireless nell industria PRIMO PIANO Schede fieldbus per PC e PLC
Fieldbus & Networks Innovazione e servizio localizzato Nuovi moduli Ethercat e IPC potenziano l offerta di Beckhoff, che punta non solo su tecnologie innovative, ma anche su un servizio localizzato ai clienti nel 2008: consuntivo di un anno difficile per l economia internazionale. Come ha retto l azienda in questo periodo di crisi e grazie a quali risorse/capacità? In Italia, la nostra azienda ha retto e sta reggendo molto bene alla congiuntura economica negativa, confermando anche per il 2008 gli indici di crescita degli anni precedenti afferma Vincenzo Tampellini, branch manager packaging in Italia e responsabile della filiale di Bologna. D altra parte, in Italia ci è più facile rafforzare la nostra posizione, perché l ingresso sul mercato nazionale è ancora relativamente recente. E il potenziale è notevole, perché esiste un bacino di clienti da acquisire enorme rispetto a quelli già acquisiti. In più, almeno nella nostra zona, i clienti non danno segni di crisi ma, al contrario, hanno quasi tutti espresso un indice di crescita relativamente costante nell anno in corso. sta quindi aumentando la sua presenza in Italia, grazie anche a un maggiore numero di macchine che adottano la tecnologia Beckhoff on board. Il motivo di questa scelta risiede principalmente nell innovazione tecnologica che caratterizza l offerta Beckhoff. Il mercato, da sempre competitivo, ora lo è più che mai e per vincere la propria battaglia ha bisogno di partner che supportino e favoriscano lo sviluppo tecnologico delle sue macchine sottolinea Tampellini. In questi ultimi due anni, il contributo principale alla crescita di Beckhoff è venuto dalla piattaforma bus Ethercat, particolarmente apprezzata per le potenzialità offerte (sincronizzazione, integrazione, risposta in tempo reale, flessibilità nella scelta della topologia ecc.). Nel 2008, poi, ai risultati positivi portati da Ethercat si sono aggiunti gli sviluppi legati al mercato della building automation afferma Pierluigi Olivari, managing director di. L attenzione e l impegno nel mondo del packaging sono per noi una costante da molti anni. Questo settore, ora, assume un ruolo ancora più centrale; a esso si affianca l impegno nel mondo della building automation, che progressivamente assume proporzioni interessanti, soprattutto nel campo delle infrastrutture di una certa entità. Per le caratteristiche della nostra offerta è ovvio che le prime sperimentazioni siano su installazioni di una certa importanza, ma stiamo riscontrando un notevole interesse anche fra i piccoli installatori aggiunge Tampellini. I nuovi prodotti Quali sono i principali prodotti introdotti nel 2008? Fra le novità del 2008, che sarà un elemento importante per Beckhoff anche nel 2009, mi piace ricordare la linea di azionamenti AX5000 risponde Tampellini. Si tratta di una piattaforma portata sul mercato nel 2007, arricchita nel 2008 e che vedrà un ulteriore potenziamento nel 2009. Una famiglia di prodotti significativa per noi e per le aziende del packaging, perché è la prima linea di azionamenti costruita da Beckhoff, frutto di esperienze già fatte con azionamenti di generazioni precedenti, che sono ancora a catalogo. Abbiamo raccolto, quindi, un patrimonio tecnologico di rispetto, ben accolto e apprezzato dal mercato, che nel 2009 porterà Beckhoff a diventare un partner ancora più completo nella fornitura dell automazione. L azionamento, che si può paragonare a un muscolo, è pienamente integrato nel sistema d automazione, che ne ha il pieno controllo e governo in fase di azione. Elemento ancora più importante nell automazione moderna, poi, è quello del monitoraggio e della verifica. Così l integrazione di AX5000 permette di ottenere un sistema che ha il pieno controllo del muscolo e dei suoi dispositivi collegati, per farne una parte integrale del sistema stesso senza dovere avere n intelligenze dislocate in macchina e, quindi, per l utilizzatore, tante suite di programmazione. L azionamento AX5000 è programmato direttamente dal sistema di controllo tramite il software d automazione Twincat. Molto performante, non mostra la sua giovane età se non nel fatto che la gamma continua a essere arricchita: attualmente sono disponibili azionamenti a un canale, da 1,5 A a 25 A, e a Iniziativa realizzata in collaborazione con la direzione marketing 18 Fieldbus & Networks - Gennaio 2009
Cover story due canali RMS (molto importanti soprattutto nel campo del packaging) fino a 6 A per canale. Mi piace sottolineare anche la modernità con cui gli azionamenti sono stati realizzati, pensando sia all utilizzo singolo (ancora molto presente nel mercato), piuttosto che all utilizzo in batteria con accessori molto ben congegnati per un risparmio consistente in termini di cablaggio, pur mantenendo la capacità di avere pochi ricambi per la gestione del pacchetto completo riferisce Tampellini. È chiaro che AX5000 non nasce per competere sul mercato degli azionamenti a sé stanti: esso è infatti un elemento del sistema, quindi è nel confronto fra sistemi, non fra azionamenti, che AX5000 si distingue al meglio egli aggiunge. In questo senso, l azionamento si colloca molto bene perché è assolutamente integrato, assolutamente trasparente (con trasferibilità dei dati al 100 per cento), molto aperto come tutto il resto del sistema e in grado già oggi di controllare motori rotativi, lineari, torque e sincroni, di produzione di Beckhoff e non solo. I nostri azionamenti sono aperti a moltissime tipologie di feedback che il mercato offre in questo momento. Questo risponde alle esigenze dell utenza, che tante volte ha bisogno di motorizzazioni un po particolari e personalizzate. In più, aspetto non meno importante, vi è la possibilità di integrare già oggi tecnologie di safety, sia di tipo cablato, sia (a breve) di tipo software (su bus Ethercat). Infatti, a breve, i nostri azionamenti offriranno Safety over Ethercat, che segnerà una svolta in tema di sicurezza delle macchina: le macchine multiasse non dovranno più cablare un singolo filo conclude Tampellini. L offerta che caratterizza il marchio Beckhoff, sistemi di controllo PC-based e aperti, nasce per l industria e in un secondo tempo entra nel mondo della building automation. Apertura e scalabilità del sistema, unitamente a compatibilità con le diverse famiglie di I/O, ci hanno permesso di rafforzare, con pochi sforzi, la nostra presenza in un settore inizialmente lontano dal nostro target. Indipendenti dal protocollo di comunicazione (EIB, LON, Dali, MPbus ed EnOcean), i nostri pro- TERMINALE ETHERCAT PER SENSORI POWER OVER ETHERCAT Il sistema di terminali Ethercat di Beckhoff si è arricchito: durante l ultimo SPS/IPC/Drives di Norimberga è stato presentato il terminale EK1132, che supporta Power over Ethercat, secondo lo standard Ieee 802.3af. Per il segnale del fieldbus e l alimentazione viene utilizzato un cavo Ethercat/ Ethernet standard. Il terminale EK1132 è particolarmente adatto per sensori, come encoder per alberi rotanti o dispositivi di misura della lunghezza, che possono essere collegati tramite un singolo cavo. La tensione di alimentazione dei sensori di 48 V è generata nel terminale dalla tensione di 24 V utilizzata come standard industriale. L ingresso massimo di corrente dei dispositivi collegati al terminale è di 350 ma. Il trasferimento dei segnali e dell energia avviene sullo stesso cavo, pertanto è possibile utilizzare cavi a quattro fili. I sensori Power over Ethercat sono collegati tramite un connettore a 4 pin, per esempio del tipo M12. La lunghezza massima del cavo è di 100 m. Un sistema intelligente di distribuzione Con il terminale Power over Ethercat è necessario un solo cavo per l alimentazione e il segnale Ethercat della potenza rileva la classe alla quale appartengono i vari consumatori e di - stribuisce di conseguenza la potenza totale disponibile (15,4 W) ai dispositivi collegati. Analogamente al terminale a due porte EK1122, anche EK1132 permette la configurazione di topologie Ethercat a stella. Attraverso la suite per l automazione Twincat di Beckhoff e altri master Ethercat adatti, EK1132 supporta anche l accoppiamento e il disaccoppiamento di dispositivi Ethercat durante il funzionamento ( hot connect ). Fieldbus & Networks - Gennaio 2009 19
dotti rivolti al civile permettono la gestione dell impianto d illuminazione, riscaldamento, condizionamento, delle esigenze di comfort ecc. aggiunge Olivari. Ultima, ma non meno importante, è la suite di programmazione su Twincat con librerie specifiche per il settore, al fine di agevolare i clienti nell approccio a un tipo d automazione che per l installatore potrebbe essere un po nuovo, anche se molto accattivante, sia nei costi, sia nelle potenzialità. La tecnologia Ethercat La comunicazione industriale secondo Beckhoff: parliamo un po di più di Ethercat e dei suoi punti di forza rispetto ad altri competitor Ethernet-based. Gran parte della crescita tecnica di si appoggia alla tecnologia Ethercat afferma Tampellini. Tra le novità più recenti si possono citare, ad esempio, i moduli di I/O veloci XFC. Si tratta di un elemento che caratterizza l offerta Beckhoff e la rende unica rispetto ai suoi numerosi competitor proprio perché, attraverso una tecnologia che è alla portata di tutti, è possibile raggiungere livelli di prestazione decisamente importanti. Sfruttando la combinazione tra alta velocità e alta capacità di Ethercat, Beckhoff ha introdotto la tecnologia XFC (extreme Fast Control technology), grazie alla quale è possibile spingere la velocità oltre a quella del bus, per prestazioni, in termini assoluti, paragonabili a quelle della strumentazione da laboratorio più che a quelle classiche PC EMBEDDED CON PROCESSORE ATOM Il nuovo CX5000 è il PC embedded x86 più compatto di Beckhoff. Installabile dinamicamente su guida DIN, fanless, presenta una dissipazione massima di potenza di soli 8 W. Questo nuovo concetto d automazione è stato reso possibile dall ultima generazione di processori Intel, gli Atom. Il PC embedded CX5000 offre altresì un elevato potenziale di ottimizzazione dei costi. Grazie al processore Atom, infatti, è circa il 30 per cento meno costoso di altri dispositivi con prestazioni paragonabili. In particolare, il modello CX5010 è do - tato di processore Atom da 1,1 GHz, mentre la serie CX5020 è dotata di un processore da 1,6 GHz. La nuova famiglia CX si posiziona a metà della gamma di PC embedded, che attualmente include cinque classi di CPU. In termini di prestazioni, la serie CX5000 si posiziona fra il modello CX1010 e il CX1020, ormai ben consolidati. Con dimensioni di soli 85x100x91 mm, inclusi alimentatore e interfaccia I/O, il PC embedded CX5000 è eccezionalmente compatto. Oltre a essere installabile su guida DIN e a essere privo di ventola, offre un collegamento diretto ai terminali Beckhoff standard o Ethercat. A differenza delle altre famiglie di PC embedded CX, la serie CX5000 ha un numero fisso di interfacce di sistema. I terminali Ethercat offrono un ampia gamma di opzioni d espansione, inclusa l integrazione di master o slave fieldbus, ad esempio per Profibus, Profinet, Devicenet, Canopen ecc. Su CX5000 sono disponibili due porte Gigabit Ethernet indipendenti e quattro interfacce USB 2.0. All interfaccia DVI- D è possibile collegare un Control Panel Beckhoff o un monitor DVI standard. Come supporto di boot e memorizzazione si utilizza una scheda compact flash intercambiabile. Il sistema operativo può essere Windows CE o Windows XP embedded. Il software d automazione Twincat Beckhoff trasforma il sistema CX5000 in un potente strumento PLC e di motion control utilizzabile con o senza visualizzazione. La nuova serie di PC embedded CX5000 con processore Intel Atom 20 Fieldbus & Networks - Gennaio 2009
Cover story dell automazione. Con la tecnologia XFC si ottiene infatti un tempo di risposta degli I/O inferiore a 100 μs. Ethercat presenta numerosi vantaggi, come si può evincere dai dati comparativi liberamente accessibili. In primo luogo, è da sottolineare il fatto che Ethercat è una tecnologia open source, promossa e aggiornata dal consorzio ETG (Ethercat Group - www.ethercat.org), che conta oltre 850 iscritti. Forse la cosa non è nota a tutti, comunque chiunque si può iscrivere al consorzio e accedere a questa tecnologia rimarca Tampellini. Nella sola provincia di Bologna abbiamo quattro clienti che stanno sviluppando autonomamente su tecnologia Ethercat e sono già numerose le aziende d automazione che hanno annunciato l intenzione di integrare Ethercat fra i loro bus. Inoltre, la tecnologia Ethercat è abbastanza semplice e non richiede hardware dedicato, ma solo una porta Ethernet generica, disponibile su qualsiasi PC industriale e no. A ciò si aggiunge il grande vantaggio di Ethercat in termini di velocità, grazie all utilizzo ottimale della banda passante messa a disposizione da Ethernet. Questo, a sua volta, consente il trasferimento di un enorme quantitativo di dati, che trasformano Ethercat in un vettore anche per quasi tutti gli altri bus di campo, notoriamente più lenti ma molto utilizzati nell automazione. Dobbiamo infatti ricordarci che un punto di forza di Beckhoff è l integrabilità rispetto allo stato dell arte, seguendo una filosofia d innovazione, ma non di stravolgimento: grande tecnologia, quindi, ma anche grande C6915: PC ESTREMAMENTE COMPATTO CON PROCESSORE ATOM INTEL I processori Atom Intel aumentano ulteriormente la scalabilità della tecnologia di controllo basata su PC. La parte centrale del modello C6915, il nuovo PC per armadio di controllo, è costituita dalla CPU, la più piccola attualmente offerta da Intel. È l IPC Beckhoff più compatto, misurando solo 47x157x116 mm. A causa della bassa dissipazione di potenza del processore, i controllori basati su Atom possono essere molto compatti e avere un prezzo moderato. Con housing in alluminio estremamente compatto, il PC C6915 è dotato di una scheda madre da 3,5 per processori Atom da 1,1 GHz o 1,6 GHz. Il raffreddamento è ottenuto tramite la superficie in alluminio, permettendo il funzionamento fino a temperature di 55 C. La configurazione di base di C6915, privo di parti mobili e ventola, prevede una compact flash. Su richiesta è possibile integrare un hard disk o una seconda compact flash. Il modello C6915 presenta uno slot mini PCI libero per una fieldbus card mini PCI Beckhoff o una scheda Ethernet addizionale. Ciò richiede una scheda compact flash come supporto di memorizzazione. Se il dispositivo è dotato di due schede compact flash o di un hard disk, lo slot mini PCI può essere utilizzato solo per schede Novram. Il prodotto, infine, estende la serie di IPC C69, disponibile in differenti classi di prestazioni, da Intel Celeron M ULV a 1,0 GHz (C6925) a Core2 Duo a 2,16 GHz (C6920). I PC industriali di questa serie, associati a un control panel Beckhoff con connessioni DVI e USB o con connessioni Ethernet, mettono a disposizione una piattaforma di controllo a elevate prestazioni per costruttori di macchine e impianti, soprattutto se usata insieme al software d automazione Twincat. Grazie alle due interfacce Ethernet indipendenti, il modello C6915 è particolarmente adatto come unità di elaborazione centrale compatta per un sistema di controllo Ethercat. Tra le altre specifiche, da segnalare l adat tatore grafico su scheda Intel GMA500, il sistema operativo Windows CE e la classe di protezione IP20. Estremamente compatto, l IPC C6915 di Beckhoff monta processore Atom Intel Fieldbus & Networks - Gennaio 2009 21
rispetto per ciò che è la situazione attuale afferma Tampellini. Proprio per questo, Ethercat permette anche di fare da bridge fra tecnologie attuali e consolidate (come i vari bus di campo) con le prestazioni e le tecnologie che Ethercat può portare come rinnovamento su una macchina. In aggiunta è possibile gestire un clock sincronizzato all interno del bus di campo; il sincronismo è sul bus e non imposto dal master e questo rende le prestazioni del bus indipendenti dalla qualità del master della rete. Il cliente non è costretto a fare delle scelte predittive sul master, proprio perché la qualità delle prestazioni è data dalla tecnologia del bus. La gamma di prodotti che Beckhoff sta sviluppando cresce, sia lungo la linea tradizionale (tecnologie bus coupler e moduli di I/O, generando un enorme quantità di moduli basati su Ethercat), sia lungo le linee IP20/IP67 a completamento della gamma Ethercat. La filiale di Bologna ha recentemente potenziato la filiale di Bologna. A Bologna era già operativo un gruppo di persone, raddoppiato nel corso dell ultimo anno, che ora è stato organizzato nella nuova sede afferma Tampellini. La filiale si colloca in un contesto molto interessante, che è quello della cosiddetta packaging valley : essere vicino ai propri clienti è un importante punto di forza. A maggior ragione, essere vicini alla pack - aging valley significa potere rispondere tempestivamente a tutte le richieste e ai problemi tecnici dei clienti di quell area, eliminando i tempi di trasferimento dalla sede di Nova Milanese. C65, NUOVA SERIE DI PC INDUSTRIALI DI BECKHOFF Beckhoff ha potenziato la propria gamma di PC industriali con una nuova generazione di IPC da incasso: con l obiettivo della massima flessibilità, la serie C65 è stata progettata per l installazione in quadri elettrici o nella parte posteriore di un pannello/pulpito di controllo. Integrando questo IPC in un contenitore esistente, risulta una soluzione estremamente compatta, che permette anche configurazioni e opzioni di estensione push-button altamente flessibili sulla parte frontale del contenitore della console. I PC industriali della serie C65 sono caratterizzati da un dissipatore termico per il raffreddamento montato all esterno, tramite un opportuno ritaglio nel pannello dell armadio di controllo. Guarnizioni integrate assicurano protezione in IP67 (tenuta rispetto ad acqua e polvere). La nuova serie C65 offre agli utenti la massima flessibilità in termini di configurazione del control panel. Infatti, il prodotto può essere scelto indipendentemente dal numero e dal tipo di tasti o switch di controllo sulla parte frontale dell armadio di controllo. Il contenitore compatto e sottile della serie C65, con connessioni integrate dell IPC sulla parte posteriore, permette un numero flessibile di pulsanti sul pannello frontale dell armadio, in base all applicazione. In combinazione con il software d automazione Twincat, la serie C65 offre un potente sistema PLC e motion control. Dotata di scheda madre Beckhoff da 3,5, la serie di PC industriali C65 è disponibile con quattro tipi di processori: Intel Celeron M da 1,5 GHz o Pentium M a 1,8 GHz per C65xx-0000 e Intel Core Duo a 2,0 GHz o Core2 Duo a 2,16 GHz per C65xx-0010. Infine, la serie è disponibile con due tipi di memorizzazione: il modello C6515-0010 è un PC senza parti mobili che può accettare fino a due schede compact flash; il modello base C6525-0010 ha invece un hard disk, su richiesta se ne può aggiungere un secondo, per un sistema Raid. Il sistema operativo è Windows XP embedded. La serie di IPC C65 è stata progettata per l installazione in quadri elettrici o nella parte posteriore di un pannello/pulpito di controllo 22 Fieldbus & Networks - Gennaio 2009
Cover story La filiale consta attualmente di personale tecnico con una competenza specifica nel mondo del packaging, in grado di assistere il cliente e di supportarlo, sia nella fase di progettazione, sia in quella di analisi di nuove linee. In presenza di progetti di una certa entità, dove l impegno a livello progettuale è particolarmente consistente, resta la possibilità di essere affiancati dagli specialisti della sede di Nova Milanese o anche della casa madre. La filiale di Bologna infatti fa da trait d union tra la casa madre a Verl e le realtà del centro-sud Italia. Essere presenti sul territorio significa essere vicini ai clienti e parlare la stessa lingua in termini sia geografici che applicativi sottolinea Tampellini. Questo migliora la comprensione dei nostri interlocutori e delle loro problematiche. Il supporto tecnico è sempre stato uno dei motivi di apprezzamento di chi sceglie Beckhoff, come partner. Crediamo infatti nella tecnologia, nell innovazione e nella ricerca di nuove soluzioni per i mercati in cui siamo inseriti (Beckhoff era, è e rimarrà un a - zienda tecnologica), ma anche nella forza del supporto che siamo in grado di offrire e nella nostra capacità di trasferire le nuove tecnologie alla clientela. Non ci basta essere ideatori di nuovi prodotti, per noi è importante trasferire il know-how alla clientela e un semplice catalogo non è sufficiente; occorre aiutare il cliente a compiere scelte consapevoli all interno di un of - ferta che diventa quotidianamente sempre più ampia. Valerio Alessandroni readerservice.it n. 01 TWINSAFE: FUNZIONE SAFETY INTEGRATA NEGLI AZIONAMENTI Le macchine in movimento possono generare situazioni di pericolo per operatori e personale addetto alla manutenzione. È una priorità che chiunque entri in contatto con la macchina sia protetto da eventuali lesioni, in ogni momento e durante l intero ciclo di attività. Controllo integrato e tecnologia safety sono prerequisiti per un automazione sicura ed economicamente interessante. Beckhoff, lavorando su integrazione delle funzioni safety e motion control, ha creato il sistema TwinSafe, in risposta alle esigenze di safety. Con questa soluzione si può realizzare un automazione sicura e integrata, che va dagli I/O digitali abbinati a CPU di sicurezza decentrate, fino agli azionamenti. Semplicità di gestione, funzioni di diagnostica e supporto, agevolano l utente nell implementazione, rapida e sicura, delle applicazioni necessarie. Inoltre, Safety over Ethercat, il protocollo sviluppato in conformità con IEC 61508, può essere trasferito utilizzando Ethercat o altri gateway. Oltre a Ethercat si possono sfruttare bus di campo tradizionali come Profibus, Canopen, Sercos o Ethernet. Utilizzando la gamma TwinSafe, la tecnologia safety può essere implementata anche in macchine e impianti privi di un sofisticato controllo safety centrale. Con la soluzione TwinSafe di Beckhoff la funzione safety è integrata negli azionamenti Fieldbus & Networks - Gennaio 2009 23