Leuze: Cinque lettere per una maggiore trasparenza

Lo standard OPC UA facilita una valutazione più efficiente dei dati di macchine e dispositivi. Gli operatori di sistema beneficiano di nuove possibilità con i sensori certificati Leuze OPC UA.

La piramide diventa permeabile
Che si tratti di Industria 4.0, IIoT o comunicazione machine-to-machine, le macchine, i sistemi e i prodotti possono essere collegati in rete solo utilizzando standard adeguati. In questo contesto gli esperti citano spesso la piramide dell'automazione: a seconda della definizione, si va dal livello più basso, quello dei dispositivi, passando per il livello di campo, di controllo e di processo fino alla punta della piramide, il livello di gestione.

Gli standard per lo scambio di dati tra i vari livelli offrono opzioni diverse: mentre le macchine e i dispositivi scambiano dati a livello di campo e di controllo utilizzando i relativi protocolli come IO-Link, PROFINET, Ethernet/IP, EtherCAT o Ethernet TCP/IP, il percorso diretto verso i livelli superiori della piramide dell'automazione rimane bloccato. Questo perché un bus di campo non è scalabile fino al cloud, né protocolli come MQTT sono in grado di comunicare con il livello di campo. Il framework OPC UA (UA = Unified Architecture) colma questa lacuna. I sensori Leuze con certificazione OPC UA consentono agli operatori di sistema di beneficiare di ulteriori opzioni.



Lo standard OPC UA collega i livelli della piramide dell'automazione.

Dal campo al cloud
Finora non esisteva un protocollo universale che permettesse a tutte le macchine, i dispositivi e i server di comunicare tra loro a tutti i livelli. Il motivo: i protocolli devono soddisfare requisiti molto specifici al rispettivo livello. È impossibile replicare tutto in un unico protocollo. Tuttavia, le macchine e i dispositivi generano molti dati preziosi. I livelli che potrebbero valutare questi dati, tuttavia, spesso non hanno la possibilità di accedervi e interpretarli direttamente. È qui che OPC UA crea una connessione. Non si tratta di un protocollo, ma di un framework, un insieme di tecnologie. Il principio alla base: OPC UA utilizza un modello informativo per definire i dati trasmessi.

Lo standard regola le autorizzazioni di accesso a livello di comunicazione e definisce il protocollo per lo scambio di dati. Di conseguenza, i livelli della piramide dell'automazione, finora separati, diventano permeabili e si sviluppano in una struttura di rete aperta. In quanto open source liberamente disponibile, OPC UA funziona indipendentemente dai produttori e dalle piattaforme software.

Installazione più rapida
Per consentire lo scambio di dati a tutti i livelli della piramide dell'automazione, i dati devono essere sistematicamente preparati e resi disponibili. Infatti, anche se sono stati definiti degli standard di comunicazione, vale quanto segue: quando un dispositivo emette una sequenza numerica, il ricevitore ha bisogno di metadati. Solo così questa sequenza numerica può essere interpretata correttamente, ad esempio come unità di misura. Qui entra in gioco il modello informativo della OPC Foundation. Esso descrive i dispositivi collegati come una rete di oggetti diversi.

In primo luogo, vengono regolate le relazioni tra i nodi. A un secondo livello, vengono definiti gli attributi standard: si tratta dei requisiti minimi per consentire il riconoscimento di un dispositivo in una rete. Inoltre, possono essere definiti attributi speciali, come le capacità e le azioni delle macchine. In questo modo si crea una struttura che può essere letta automaticamente. Di conseguenza, i dati possono essere letti e interpretati da altri dispositivi certificati OPC UA.

Praticità: sono disponibili standard industriali che consentono ai produttori di non dover creare specifiche da zero per ogni dispositivo. Queste specifiche di accompagnamento descrivono come vengono definiti, ad esempio, i lettori di codici a barre 1D e quali valori ed eventi rendono disponibili. Sono disponibili per il download dalla OPC Foundation in formato PDF e XML. Ciò significa che le specifiche sono leggibili a macchina e non devono essere trasferite manualmente.

Tipi di informazioni da memorizzare nel modello di dati di un dispositivo:
- Dati per l'identificazione del dispositivo nella rete
- Dati di processo ed eventi (ad esempio risultati di lettura di uno scanner, comando di avvio/arresto)
- Dati sulla qualità (ad esempio, processi di lettura riusciti e falliti di uno scanner).

OPC UA offre quindi notevoli vantaggi per l'installazione. Ad esempio: Quando il lettore di codici a barre Leuze BCL 348i si identifica come lettore di codici a barre 1D nella rete e il livello di controllo comprende questo segnale, le caratteristiche del dispositivo vengono rilevate automaticamente (AutoID). Il risultato è un'integrazione particolarmente rapida nel sistema. Anche la manutenzione del sistema è semplificata, perché gli allarmi e i messaggi di errore e di stato dei singoli dispositivi possono essere registrati a livello centrale e valutati in modo standardizzato.



Al sicuro nella rete
OPC UA contribuisce anche ad aumentare la sicurezza informatica. Un requisito che sta diventando sempre più importante in tempi di IIoT: i dati delle macchine devono essere elaborati per l'Internet of things tramite il cloud. Un vantaggio per gli operatori di sistema è che la crittografia end-to-end è già integrata nello standard OPC UA. I dati aziendali sono efficacemente protetti dagli attacchi esterni. Inoltre, è facile assegnare le autorizzazioni interne. Poiché viene specificato chi può accedere, leggere, valutare o modificare i dati, i rischi come i tempi di inattività dovuti ad attacchi o a un funzionamento non corretto sono ridotti al minimo.

I sistemi sono più facili da monitorare
Uno dei maggiori punti di forza dello standard è la possibilità di aumentare significativamente l'efficienza del sistema attraverso la valutazione dei dati. Le macchine e i sistemi sono facili da monitorare tramite OPC UA e i processi possono essere ottimizzati. Questo può essere illustrato con un esempio pratico: In un magazzino di piccoli pezzi, una linea di trasporto trasporta scatole contenenti merci alle stazioni di prelievo e all'area di spedizione. Le scatole sono dotate di un'etichetta con codice a barre.

I lettori di codici 1D BCL 348i di Leuze sono montati lungo la linea di trasporto e forniscono i dati necessari per il trasporto delle scatole sulla linea di trasporto. A causa dell'uso, l'ottica dello scanner può deteriorarsi nel tempo, con il risultato che le etichette sulle scatole non vengono più rilevate in modo pulito. D'altra parte, le etichette possono anche essere sottoposte a sollecitazioni durante il funzionamento e potrebbero non essere più leggibili a causa di danni o sporcizia. Come fa la società operativa a trovare l'errore?

Accesso rapido ai dati rilevanti
Nel modo tradizionale, cioè senza OPC UA, è possibile accedere ai sensori utilizzando un computer diagnostico. Poiché memorizzano valori come la percentuale di tentativi di lettura falliti, è possibile identificare gli scanner contaminati o altrimenti danneggiati. Lo svantaggio: l'operatore del sistema deve controllare e leggere ogni dispositivo separatamente. Si tratta di un compito estremamente dispendioso in termini di tempo, in particolare quando si tratta di identificare etichette alterate. In questo caso, i dipendenti devono leggere ogni scanner separatamente e contestualizzare manualmente i dati.

Questo può essere fatto in modo molto più efficiente utilizzando OPC UA e una tecnologia di sensori adeguata: i lettori di codici 1D BCL 348i di Leuze sono certificati OPC UA e consentono di trasferire i dati dello scanner al livello di controllo. Con una semplice applicazione, possono essere valutati a livello centrale e visualizzati, ad esempio, in un cruscotto. Questo mostra in tempo reale se uno scanner ha un numero insolitamente alto di tentativi falliti. Un ulteriore vantaggio: poiché viene trasmessa anche la posizione di installazione del sensore, l'assistenza può intervenire direttamente su di esso. Se si determina che tutti gli scanner hanno difficoltà a rilevare un'etichetta specifica, questa può essere sostituita in modo mirato. In sintesi: un notevole guadagno in termini di efficienza della manutenzione e un metodo semplice per aumentare la disponibilità del sistema.



Beneficiare di una tecnologia di sensori certificata
In breve tempo, OPC UA si è affermato come struttura centrale per il trasferimento dei dati dal campo al cloud. I livelli dei sistemi di automazione, che prima erano disposti in una rigida gerarchia, ora diventano permeabili. Ciò contribuisce, tra l'altro, a una valutazione efficiente dei dati delle macchine e dei dispositivi. Tuttavia, i vantaggi dello standard per l'installazione, l'ottimizzazione delle operazioni in corso e l'assistenza possono essere sfruttati solo con una tecnologia di sensori adeguata.

In questo caso è consigliabile affidarsi a esperti di sensori che dispongono di una gamma di prodotti certificati OPC UA e del relativo know-how. I Sensor People di Leuze sono sempre disponibili come interlocutori. Con l'innovativa tecnologia dei sensori Leuze certificata OPC UA, come il lettore di codici 2D DCR 248i e il lettore di codici 1D BCL 348i, gli operatori possono elevare i loro sistemi a un livello di efficienza completamente nuovo.

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