Anno VII n°35 - Aprile-Maggio 2017 - Supplemento a www.newsimpresa.it - Diffusione gratuita

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Il portafoglio delle soluzioni Beckhoff si è ampliato con una nuova famiglia di moduli, grazie ai quali è possibile implementare applicazioni di misura direttamente integrate nell’architet-tura di automazione e controllo. Questa tecnologia introduce un nuovo modo di concepire le applicazioni di misura e consente di implementare architetture di controllo ad elevate prestazi-oni già integrate delle necessarie funzionalità di Condition Monitoring.

MODULI ETHERCAT PER LA TECNOLOGIA DI MISURAZIONE: ESTREMAMENTE PRECISI, VELOCI E ROBUSTI

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COVER STORY

B E C K H O F F AU TO M AT I O N

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Oggi la tecnologia di misurazione ad alta preci-sione diventa un importante prerequisito per rimanere competitivi e per questo si richiedo-

no sempre di più macchine e impianti che implementi-no monitoraggio delle condizioni operative e manuten-zione predittiva con tempi ciclo molto brevi. Beckhoff (www.beckhoff.it) ora offre una soluzio-ne efficiente e integrata nel sistema I/O EtherCAT. Il portafoglio attuale di Beckhoff, composto da termina-li analogici standard (12/16 bit), tri-fase e Condition Monitoring, si arricchisce con una nuova serie ad alta velocità e precisione: la serie di moduli ELM3000. Queste caratteristiche aprono un nuovo modo di con-cepire le applicazioni di misura grazie alla sinergia con il resto dell’offerta Beckhoff, dove sviluppatori e utenti possono implementare architetture di controllo ad elevate prestazioni già integrate delle necessarie funzionalità di Condition Monitoring. La serie di moduli ELM3000, grazie alle potenzialità di EtherCAT e alla flessibilità dell’architettura PC-based, consente di portare la tecnologia della misurazione di fascia alta in tutte le applicazioni di automazione e

controllo con la stessa filosofia di scalabilità, modula-rità e performance che contraddistingue tutte le solu-zioni Beckhoff. I nuovi moduli della famiglia ELM3000 sono compatti e sono all’interno di un involucro ro-busto che, oltre a fungere da schermo per i disturbi esterni, agisce da elemento di dissipazione del calore per mantenere un livello di stabilità della misura quan-to più accurato possibile. Liberamente combinabili con gli altri 500 e più terminali EtherCAT attualmente disponibili, i nuovi moduli di misura ELM3000 offrono ampia flessibilità di impiego, disponendo di versioni con connettori di tipo LEMO, BNC e Push In. Al momento la famiglia è costituita di 11 moduli che, grazie al supporto di tutti i più diffusi tipi di sensori e TwinCAT come piattaforma software, consentono di soddisfare un’ampia gamma di necessità: dalle ten-sioni di misura da 20 mV a 30V a correnti di +/-20 mA, ingressi IEPE, dalle termocoppie e RTD (PT100/1000) fino a estensimetri, celle di carico e potenziometri. I canali sono completamente configurabili via software e, oltre a supportare funzionalità di sincronizzazione via clock distribuiti, dispongono del cosiddetto “Exten-

La nuova generazione di I/O Beckhoff ad alta precisione per la tecnologia di misurazione.

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dedRange”, caratteristica che consente di effettuare le misurazioni sul 107% dello specifico intervallo di misura nominale. Beckhoff garantisce un’accuratezza di misura pari a 100 ppm a 23 °C, con una sincroniz-zazione molto spinta (< 1µs) e una frequenza di cam-pionamento che può arrivare fino a 50.000 campioni/s.Dal punto di vista tecnico, i nuovi moduli di misura Beckhoff dischiudono senz’altro opportunità ancora inesplorate in ambito di architetture PC-based in ter-mini di accuratezza e precisione di misura, di tempi ciclo e sincronizzazione, ma anche a livello di costi. Rappresentano infatti una valida alternativa ai dispo-sitivi dedicati che normalmente sono impiegati nelle tradizionali applicazioni di automazione e che ora, in-vece, possono essere direttamente integrati nel siste-ma di controllo, eliminando tutti i gap di piattaforma o tecnologia.La famiglia ELM3000 si compone di una serie di mo-duli con i quali è possibile coprire le varie esigenze in termini di applicazione e precisione della misura: è possibile scegliere dispositivi con profondità dati da 12 a 24 bit e frequenze di campionamento fino a 50 kHz. Utilizzare un canale di ingresso a 24 bit significa disporre di una risoluzione di misura fino a 256 volte migliore di quella offerta dai 16 bit normalmente ado-perati. Tale valore, se per molti sistemi rimane solo un limite teorico a cui tendere, nel sistema Beckhoff è assolutamente reale, grazie alle prestazioni offerte

dal bus di comunicazione EtherCAT. I 100 Mbit/s che lo caratterizzano rendono infatti disponibile una ban-da sufficientemente larga che consente di trasmettere centinaia di canali a 24 bit a frequenze anche superiori a 10.000 campioni/s.Stabilità e certezza della misurazione sono mantenute grazie all’ottima schermatura dalle interferenze otte-nuta mediante l’housing metallico, l’insensibilità della circuiteria alle vibrazioni e l’ulteriore schermatura dei cavi analogici che portano i segnali. L’elevata qualità del sincronismo (< 1µs) consente inoltre di mantenere imprecisioni delle misurazioni su valori estremamente bassi. La famiglia di prodotti di misura è direttamente integrata in TwinCAT. Questa piattaforma universale include strumenti ad alte prestazioni per la rappresen-tazione grafica dei segnali. Oltre alle funzioni conven-zionali come trigger, chart synchronization e cursor, TwinCAT Scope View offre il supporto multi-core per utilizzare al meglio la potenza di calcolo del corrispon-dente sistema per la visualizzazione di segnali ad alta frequenza, inclusi i valori di sovracampionamento.Nello spirito di Industria 4.0 e IoT, i dati acquisiti pos-sono essere archiviati e analizzati centralmente anche appoggiandosi a servizi cloud-based e sfruttando le funzionalità di comunicazione (MQTT, AMQP, OPC UA) che TwinCAT già implementa.

Moduli EtherCAT per la tecnologia di misurazione/ estremamente precisi, veloci e robusti.

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Da sempre fautrice della ‘PC-based philosophy’, Beckhoff Automation propone una serie di novità indirizzate a rafforzare il suo ruolo di leadership in ambito di tecnologie 4.0. Flessibilità, intelligenza, integrazione e comunicazione sono i concetti chiave su cui si basa la PC-based Automation.

PC-BASED PHILOSOPHY DI BECKHOFF: LA RIVOLUZIONE NELL’AUTOMAZIONE INDUSTRIALE IN AMBITO DI TECNOLOGIE 4.0

Lo sviluppo costante di soluzioni e prodotti in-novativi con tecnologia di controllo basata su PC ha gettato le basi per il continuo successo

di Beckhoff (www.beckhoff.it) che dispone di tutte le tecnologie necessarie per implementare soluzioni in linea con i concetti e gli obiettivi relativi a Indu-stria 4.0. Le potenzialità della PC-based Automation consentono di realizzare soluzioni in grado di offrire non solo prestazioni avanzate, ma anche modalità di implementazione sempre più semplici, in quanto ba-sate su standard. A dimostrarlo, le ultime evoluzioni del portfolio d’offerta di Beckhoff. “Uno degli ostacoli che spesso ci si trova a dover superare - afferma Duilio Perna, Sales Manager di Beckhoff Italia - è rappresentato dall’interoperabili-tà tra i vari dispositivi interconnessi, che il più delle volte sono caratterizzati da architetture e protocolli di comunicazione differenti. È quindi chiaro che l’ado-zione di tecnologie quanto più standard e aperte co-stituisce un elemento abilitante per il raggiungimento di risultati concreti ed efficaci in ottica Industria 4.0.” Beckhoff ha ampliato la sua piattaforma di sviluppo TwinCAT 3 con una gamma di soluzioni espressa-mente dedicate al mondo della comunicazione IoT, con particolare riguardo al cloud. Il modulo IoT di TwinCAT supporta tutti i più diffusi protocolli mediante i quali è possibile comunicare con i servizi cloud ed effettuare il push di messag-gi verso dispositivi smart. “In realtà, tutto ciò è reso possibile grazie ai servizi offerti da cinque moduli TwinCAT - spiega Duilio Perna - che consentono di

TwinCAT 3 IoT

gestire la comunicazione MQTT (TF6701), le funzioni IoT (TF6710), l’agente dati IoT (TF6720 ), la comu-nicazione IoT (TF6730) e la comunicazione dedicata agli smart device (TF6735).” TwinCAT 3 IoT è configurabile in modo semplice e ra-pido. Può essere utilizzato indifferentemente con un PC industriale, ad esempio un C6015, o un embed-ded PC, come il CX2072, consentendo al sistema in cui si trova integrato di mantenere una connessione continua con il mondo dell’IoS (Internet of Services) e dei relativi servizi fruibili in modalità cloud. Utilizzato in sinergia con TwinCAT 3 Analytics, TwinCAT 3 IoT è in grado di fungere da base per la creazione di appli-cazioni di manutenzione predittiva, così come di ot-timizzazione delle soluzioni di controllo, per esempio riducendo al minimo i tempi di ciclo o i picchi di assor-bimento energetico.Il nuovo PC industriale C6015 (www.beckhoff.it/C6015/) può es-sere utilizzato universalmente per compiti di automazione, visua-lizzazione, comunicazione e per applicazioni basate su EtherCAT. Compatto e flessibile, apre nuove aree di applicazione per la tecnolo-gia IPC, in particolare in quei casi con pronunciati vincoli di costi e di ingombri. Il C6015, fanless e con un robusto housing in alluminio, è do-tato di processore Intel Atom e CPU da 4 core; è in grado di operare in un range di temperatura estesa fino a 55°C, assicurando un’eleva-ta resistenza a colpi e vibrazioni. Al tempo stesso offre la massima flessibilità in riferimento alle diverse opzioni di installazione: il suo mon-taggio può essere sia a parete sia su guida DIN, sia in posizione oriz-zontale che verticale. “Disporre di

un’infrastruttura hardware aperta e capace di comuni-care avvalendosi dei principali standard per integrare sorgenti, prodotti e servizi provenienti da terze parti - sottolinea Perna - è certamente molto importante. In ottica di configurabilità, ottimizzazione e flessibilità dell’intero sistema non va dimenticato il ruolo chia-ve giocato dal software. È proprio in quest’ottica che Beckhoff ha puntato molto sullo sviluppo di soluzioni dedicate al mondo dell’IoT, tra cui per esempio quelle per il cloud”. I nuovi dispositivi della famiglia CX2000 (www.beckhoff.it/CX2000) sfruttano processori Intel Xeon D con CPU da 4, 8 e 12 core, consentendo controlli dall’elevata potenza di calcolo in un design molto com-patto. Il supporto multi core è ottimizzato dal software di automazione TwinCAT 3 che consente la distribu-zione di task di controllo attraverso i rispettivi core del-la CPU, gestendo nel modo più opportuno il carico di elaborazione, al fine di trarre le massime prestazioni del processore. La separazione della RAM della GPU dalla RAM della CPU assicura il mantenimento delle performance anche in quelle applicazioni che sono ca-ratterizzate da un elevato contenuto di grafica. “L’at-tenzione per i dettagli che Beckhoff pone per i suoi prodotti - conclude Perna - è evidente anche in queste novità che ampliano la famiglia dei controllori CX.”

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Con il nuovo PC integrato CX20100, su guida DIN è disponibile la potenza di calcolo Many-Core

L’IPC ultracompatto C6015/ il più piccolo

IPC da quadro elettrico