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La diagnostica on-line e da remoto di una rete Ethernet Industriale: come prevenire i guasti e le perdite di dati

- Ruolo della comunicazione: ambienti di applicazione
- I requisiti della comunicazione in I4.0
- Ethernet, punti forza
- Progettare una rete ad hoc
- Esigenze industriali e office
- Pianificazione di una rete industriale
- Come misurare
- PNM
- Gestione degli allarmi

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Atti di convegni o presentazioni contenenti case history
SAVE Milano aprile 2018 Automazione Industriale: comportamenti virtuosi e best practice

Pubblicato
da Alessia De Giosa
SAVE Milano 2018Segui aziendaSegui




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Gli atti dei convegni e pi di 9.000 contenuti su www.verticale.net Milano Copyright GFCC 04 - 2018 GFCC ' I010 ' V2.1.0 Pag. 1 SAVE 2018 (Milano) La diagnostica on-line e da remoto di una rete Ethernet Industriale: come prevenire i guasti e le perdite dati Micaela Caserza Magro
Genoa Fieldbus Competence
Centre srl
Spin Off Universit di Genova
(DITEN)
Copyright GFCC 04 - 2018 GFCC ' I010 ' V2.1.0 Pag. 2 SAVE 2018 (Milano) Ruolo della comunicazione: ambienti di
applicazione
Copyright GFCC 04 - 2018 GFCC ' I010 ' V2.1.0 Pag. 3 SAVE 2018 (Milano) I requisiti della comunicazione in I4.0 '3 Dati Infrastruttura di rete Servizi del sistema di comunicazione Tempistiche per trasferimento dati Dati affidabili Copyright GFCC 04 - 2018 GFCC ' I010 ' V2.1.0 Pag. 4 SAVE 2018 (Milano) ETHERNET: PUNTI DI FORZA Standard nel settore delle applicazioni office e
gestionali. Grande affidabilit. Comunicazione in maniera integrata dal livello aziendale al livello di campo. base delle tecnologie IT come SMTP (e-mail), HTTP (server web) e altre funzionalit informatiche. Grande velocit, 100 e 1000 Mbit, con possibilit di ulteriori sviluppi (10 Gbit e superiori). Copyright GFCC 04 - 2018 GFCC ' I010 ' V2.1.0 Pag. 5 SAVE 2018 (Milano) STRUTTURA DEL MODELLO ISO/OSI Standard utilizzato per la comunicazione di una rete di calcolatori Struttura suddivisa in 7 livelli gerarchici. Ogni Layer utilizzer vari protocolli Application Layer : HTTP/HTTPS, SNMP, DNS, FTP, SSH.... Transport Layer : TCP, UDP Network Layer : IP, ICMP, DHCP, ARP... Network Access Layer : Ethernet, PPP, OSPF... Copyright GFCC 04 - 2018 GFCC ' I010 ' V2.1.0 Pag. 6 SAVE 2018 (Milano) TOPOLOGIA DI UNA RETE Possibilit di utilizzare varie topologie, in base alle necessit Copyright GFCC 04 - 2018 GFCC ' I010 ' V2.1.0 Pag. 7 SAVE 2018 (Milano) PROGETTARE UNA RETE AD HOC Buona progettazione + Diagnostica Accurata = Rete Perfetta! Copyright GFCC 04 - 2018 GFCC ' I010 ' V2.1.0 Pag. 8 SAVE 2018 (Milano) ESIGENZE INDUSTRIALI E OFFICE Esigenze Industriali Esigenze Office Tempo di ciclo di comunicazione deterministico Traffico non deterministico, malgrado la gestione della priorit Monitoraggio ciclico della comunicazione Nessun monitoraggio Ridondanza.
Scambio Automatico La perdita di connessione deve essere ripristinata manualmente Riservazione di ampiezza di banda per certi devices (p.e. PLC) per garantirne l'accesso Mezzo condiviso, accessibile da tutti i device Alimentazione: 18 - 57 VDC, 100 ' 240 VAC, Power-over-Ethernet Alimentazione: 100 VAC ' 240 VAC Involucri metal ici, connessioni e cavi resistenti alle vibrazioni Involucri e connessioni in plastica Involucri, antenne, cavi non contenenti alogeni, devono resistere al fuoco, '
Certificazioni ATEX, Rina, ' Nessuna certificazione specifica Classe di protezione IP 65, -20 C, utilizzabile al 'esterno Uso in uffici e case Copyright GFCC 04 - 2018 GFCC ' I010 ' V2.1.0 Pag. 9 SAVE 2018 (Milano) Determinismo No lunghi tempi di latenza No col isioni Soluzioni HD - Switch Soluzioni HD ' Time Slot Sync RT PIANIFICAZIONE DI UNA RETE INDUSTRIALE Copyright GFCC 04 - 2018 GFCC ' I010 ' V2.1.0 Pag. 10 SAVE 2018 (Milano) PIANIFICAZIONE DI UNA RETE INDUSTRIALE Per una corretta pianificazione della rete esistono dei software appositi che aiutano per il calcolo stimato dei parametri della rete. Copyright GFCC 04 - 2018 GFCC ' I010 ' V2.1.0 Pag. 11 SAVE 2018 (Milano) PIANIFICAZIONE DI UNA RETE INDUSTRIALE Per ottenere una rete performante sempre meglio effettuare una buona pianificazione a priori. Copyright GFCC 04 - 2018 GFCC ' I010 ' V2.1.0 Pag. 12 SAVE 2018 (Milano) PIANIFICAZIONE DI UNA RETE INDUSTRIALE Visualizzazione grafica del carico di rete Copyright GFCC 04 - 2018 GFCC ' I010 ' V2.1.0 Pag. 13 SAVE 2018 (Milano) PIANIFICAZIONE DI UNA RETE INDUSTRIALE Parametri da monitorare per un corretto funzionamento della rete Industriale Jitter Telegram gap Error Telegram Upload Time Line Depth Netload Device Failures '.. Copyright GFCC 04 - 2018 GFCC ' I010 ' V2.1.0 Pag. 14 SAVE 2018 (Milano) PIANIFICAZIONE DI UNA RETE INDUSTRIALE Upload Time & Jitter: intervallo di tempo che il dato ci mette per essere aggiornato tra il controllore e il dispositivo I/O. Tips: Update solo se necessari, non tutti quelli possibili! Copyright GFCC 04 - 2018 GFCC ' I010 ' V2.1.0 Pag. 15 SAVE 2018 (Milano) PIANIFICAZIONE DI UNA RETE INDUSTRIALE Netload: corretta suddivisione del carico di rete Tips: favorire topologie a stella piuttosto che lineari! Copyright GFCC 04 - 2018 GFCC ' I010 ' V2.1.0 Pag. 16 SAVE 2018 (Milano) PIANIFICAZIONE DI UNA RETE INDUSTRIALE Line depth: numero di device che un telegram deve attraversare per raggiungere il controllore. Tips: Meglio non esagerare! Copyright GFCC 04 - 2018 GFCC ' I010 ' V2.1.0 Pag. 17 SAVE 2018 (Milano) PIANIFICAZIONE DI UNA RETE INDUSTRIALE Netload: carico di rete Network access: punto di accesso alla rete Copyright GFCC 04 - 2018 GFCC ' I010 ' V2.1.0 Pag. 18 SAVE 2018 (Milano) PIANIFICAZIONE DI UNA RETE INDUSTRIALE Update time: tempo di aggiornamento Line depth: profondit della rete Copyright GFCC 04 - 2018 GFCC ' I010 ' V2.1.0 Pag. 19 SAVE 2018 (Milano) PIANIFICAZIONE DI UNA RETE INDUSTRIALE Free ports: porte (Ehternet) non utilizzate Payload: carico del singolo dispositivo Copyright GFCC 04 - 2018 GFCC ' I010 ' V2.1.0 Pag. 20 SAVE 2018 (Milano) COME MISURARE: MIRRORING Device 1 Device 2 Device 3 v I telegrammi corrotti non vengono copiati e non
sono quindi visibili Nessun accesso ai telegrammi su uno switch classico!!! Sugli switch managed: possibilit di attivazione della funzione di MIRRORING Copia dei dati scambiati tra 2 porte su una terza porta Copyright GFCC 04 - 2018 GFCC ' I010 ' V2.1.0 Pag. 21 SAVE 2018 (Milano) COME MISURARE : NETWORK TAP Un metodo piu efficace rispetto all' utilizzo di una porta mirror su uno switch per effettuare l'analisi della rete quello di utilizzare dei Tap, Network Tapping System. Questi sono dispositivi dotati di almeno 3 interfacce di rete e si vanno a interporre in un qualsiasi segmento di rete (generalmente viene consigliato vicino al PLC) e sono in grado di duplicare tutto il traffico che gli passa attraverso su una terza porta, sulla quale si possono mettere dei tool di analisi del traffico Copyright GFCC 04 - 2018 GFCC ' I010 ' V2.1.0 Pag. 22 SAVE 2018 (Milano) COME MISURARE : NETWORK TAP Posizionamento di un TAP sulla rete. Copyright GFCC 04 - 2018 GFCC ' I010 ' V2.1.0 Pag. 23 SAVE 2018 (Milano) TOOLS DI ANALISI Wireshark
Registrazione e analisi dei telegrammi ETHERNET
Necessita di un PC
Statistiche base
Ethernet su doppino intrecciato o WiFi Tap Industrial
Device autonomo e portatile
Test dei cavi da CAT-3 a CAT-6
Ampio LCD
Test continuo con un solo tasto Copyright GFCC 04 - 2018 GFCC ' I010 ' V2.1.0 Pag. 24 SAVE 2018 (Milano) REMOTE ACCESS Accesso 24/7 alla rete industriale Connessione delle macchine o dei PLC tramite comunicazione seriale RS-232/485, Ethernet Crea un canale dati criptato verso le apparecchiature remote utilizzando diversi metodi per l'accesso ai propri dispositivi Sviluppo rapido e soluzione scalabile Copyright GFCC 04 - 2018 GFCC ' I010 ' V2.1.0 Pag. 25 SAVE 2018 (Milano) PNM ' PERMANENT NETWORK MONITORING Tieni sotto control o tutta la tua Azienda! Copyright GFCC 04 - 2018 GFCC ' I010 ' V2.1.0 Pag. 26 SAVE 2018 (Milano) PNM ' PERMANENT NETWORK MONITORING Monitoraggio in tempo reale e in continuo del o stato del a rete Notifica istantanea nel verificarsi di un malfunzionamento Gestione degli allarmi Copyright GFCC 04 - 2018 GFCC ' I010 ' V2.1.0 Pag. 27 SAVE 2018 (Milano) GESTIONE DEGLI ALLARMI Una corretta gestione degli al armi permette di ridurre i tempi di interruzione della produzione Copyright GFCC 04 - 2018 GFCC ' I010 ' V2.1.0 Pag. 28 SAVE 2018 (Milano) GESTIONE DEGLI ALLARMI Copyright GFCC 04 - 2018 GFCC ' I010 ' V2.1.0 Pag. 29 SAVE 2018 (Milano) PROFINET Design Guideline and Commissioning Guideline This includes important parameters regarding network planning and structuring (Guideline Guideline) as well as new criteria for acceptance test e.g. topology (line depth), number of discards and netload measurement PROFINET Design Guideline Some important parameters: PROFINET topology Line depth Cyclical realtime netload Planning of access points for network diagnosis PROFINET Commissioning Guideline The PROFINET Commissioning Guideline initially determines important commissioning
criteria to ensure a stable network. Some important criteria: Check of cabling and topology Discards / Error frames PROFINET communication monitoring Netload Jitter Copyright GFCC 04 - 2018 GFCC ' I010 ' V2.1.0 Pag. 30 SAVE 2018 (Milano) Troubleshooting e diagnostica Misure e verifiche in sito Identificazione soluzioni migliorative Audit reti durante la messa in servizio Installazione e cablaggio Verifiche funzionali Verifica progettazione rete Identificazione non conformit Suggerimenti migliorie CONCLUSIONI Copyright GFCC 04 - 2018 GFCC ' I010 ' V2.1.0 Pag. 31 SAVE 2018 (Milano) The End.......... Grazie per l'attenzione Micaela Caserza Magro
Genoa Fieldbus Competence Centre srl
Spin Off Universit di Genova (DITEN)
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