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Colmare il divario tra i dispositivi HART e IIoT, l'Internet of Things industriale

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Di Tina Todd, direttore dell'ingegneria presso Moore Industries Worldwide

Negli ultimi decenni, l'introduzione delle reti Ethernet e wireless industriali negli impianti di produzione di processo e nelle strutture di automazione ha fatto sì che lo scambio di dati all'interno di una struttura e persino attraverso le reti aziendali globali stia diventando un luogo comune.

Questo libero flusso di informazioni ha introdotto nuove possibilità per l'utilizzo delle copius quantità di dati nei dispositivi di campo esistenti in un IIoT (Internet industriale delle cose), contesto per abilitare Smart Factory, Cloud Automation e Industry 4.0.

Il flusso di dati di processo e di diagnostica dagli strumenti di campo digitali HART intelligenti può ora essere condiviso con sistemi di controllo, gestione delle risorse e informazioni di livello medio e superiore senza dover aggiornare costose apparecchiature di interfaccia di controllo di processo.

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Modello ISA 95 che mostra i livelli di controllo e informazione

Plant of the Future

Il tipico modello di controllo di processo che prevede il processo decisionale per il processo a livello locale o centralizzato da parte di PLC (Programmable Logic Controller) o BPCS (Basic Process Control System) sta rapidamente cambiando. Questi sistemi non sono mai stati concepiti per gestire o addirittura realizzare la quantità di dati a cui avrebbero accesso nel prossimo futuro.

Esistono ERP, MES e sistemi di gestione patrimoniale più recenti che raccolgono alcuni di questi dati ora, ma la sfida più critica che le strutture di produzione locali devono affrontare è la forza lavoro. Poiché la razionalizzazione dei costi e delle spese generali ha lasciato molte strutture produttive con personale sufficiente per far funzionare l'impianto, le strutture non hanno più il tempo, il personale e le risorse extra necessari per analizzare i dati.

Per questo motivo stiamo assistendo a società che offrono contratti di leasing o annuali che prevedono la raccolta, l'archiviazione e l'analisi di tutti i tipi di dati di processo. Questi dati fanno parte di una più ampia strategia di analisi predittiva che non solo può avvertire gli operatori di problemi imminenti che verranno, ma viene anche utilizzata per ottimizzare il processo stesso.

Questo tipo di automazione del cloud sembra raccogliere il maggior numero possibile di dati per ridurre le spese operative e le spese in conto capitale future per futuri impianti. Quindi la sfida rimane: in che modo le strutture produttive esistenti e nuove trovano un modo conveniente per ottenere dati critici sul pavimento dell'impianto fino a sistemi di informazione di livello superiore? La risposta è sfruttare i dati digitali HART che hai già installato ma non sapevi che erano lì o non potevano permettersi gli aggiornamenti delle apparecchiature per accedervi.

Protocollo HART

Con oltre 40 milioni di dispositivi HART installati in tutto il mondo, HART continua a ricevere revisioni aggiornate che migliorano continuamente la capacità di scambio di dati, la velocità, il numero di dispositivi su una rete, il supporto su Ethernet e la funzionalità wireless. Consente agli utenti finali di avere accesso illimitato ai dati di processo e diagnostici che possono essere condivisi con tutte le aree della nuova Smart Factory che supporta le attività IIoT.

In molti casi, gli strumenti HART sono stati installati semplicemente perché potevano essere configurati e diagnosticati facilmente con un comunicatore portatile HART (HHC). Tuttavia, il segnale digitale HART spesso contiene misure di processo aggiuntive e altre variabili che possono includere lo stato dello strumento, i dati diagnostici, gli allarmi, i valori di calibrazione e i messaggi di avviso.

Una soluzione semplice ed economica per la raccolta di informazioni HART consiste nell'utilizzare un dispositivo di interfaccia HART. Questi dispositivi di interfaccia HART rendono l'acquisizione dei dati HART una proposta abbastanza semplice. Questi dati HART possono quindi essere resi disponibili al sistema di controllo, asset manager o backbone Ethernet dell'impianto dove possono essere condivisi con sistemi di livello superiore o WAN aziendali (Wide Area Network).

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I gateway da HART a Ethernet offrono un modo rapido ed economico per condividere dati HART critici con sistemi di livello superiore.

Opzioni di interfaccia HART

Esistono diversi modi per interfacciarsi con dispositivi di campo intelligenti HART al fine di acquisire informazioni di processo e diagnostiche digitali. Variano da schede di input 4-20mA abilitate HART, sistemi multiplexer HART (Mux), schede gateway PLC slide-in, interfacce software codificate personalizzate per la gestione delle risorse e sistemi MES / ERP e gateway standalone che in genere convertono i dati HART in altri proprietari o formato di settore aperto.

I multiplexer HART sono comuni e in genere la loro interfaccia è una connessione seriale RS-422, RS-485 o RS-232 personalizzata ed è configurata su misura per l'interfaccia hardware, il sistema di gestione delle risorse o il sistema di controllo di un particolare fornitore. Ognuna di queste opzioni è piuttosto costosa e spesso evitata. L'interfaccia HART più costosa ma anche più specifica da avere è quella scritta da un programmatore che può quindi essere personalizzata in base alle specifiche utente e hardware.

I gateway HART autonomi, come il sistema HES HART to Ethernet Gateway di Moore Industries, spesso forniscono il percorso più economico per estrarre i dati HART dai dispositivi di campo, rendendoli prontamente disponibili per i sistemi di livello superiore. Questi prodotti offrono generalmente da uno a quattro canali o porte che consentono il multi-drop di più dispositivi HART per la massima concentrazione dei dati.

Per maggiori informazioni su Moore Industries, visita www.miinet.com

Moore Industries-Europe, Inc

Processi di interfaccia con sistemi basati su computer, apparecchiature di lettura e altri strumenti

Firma: iscrizione Gold

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