Modalità di connessione della strumentazione Bluetooth® in IIoT

Nell'automazione industriale, l'accesso alla configurazione dei dispositivi ha sempre richiesto tutta una serie di adattatori e interfacce. Si tratta, generalmente, di adattatori RS-485, interfacce HART, cavi Ethernet o strumenti per la generazione di segnali 4–20 mA. Questa complessità è spesso causa di ritardi e inefficienze.

Tali sfide sono comuni tra i produttori. A seconda del protocollo e del tipo di dispositivo, per recuperare i parametri o eseguire la diagnostica è spesso necessaria un'interfaccia specifica. Sebbene le soluzioni volte a eliminare completamente i dongle siano ancora in fase di sviluppo, le tecnologie wireless permettono già un accesso molto più rapido ai dispositivi.

I protocolli come WirelessHART hanno riscosso un certo successo ma, anche se offrono accesso remoto ai dati diagnostici e di configurazione, la loro adozione rimane limitata rispetto alle tradizionali connessioni 4–20 mA. Questo fa sorgere spontanea una domanda: come si può implementare efficacemente la tecnologia wireless nelle applicazioni su piccola scala?

La risposta sta nei dispositivi dotati di un protocollo aggiuntivo - Bluetooth®. Questa tecnologia consente un accesso rapido e semplice ai dati dei dispositivi mantenendo il segnale standard 4–20 mA per la connettività dei controller.

Sostituire un dispositivo con un modello simile è molto più semplice che passare a uno strumento con un protocollo completamente diverso. La modernizzazione è comunque inevitabile e, in questa fase di transizione, l'accesso ai dati diagnostici e di configurazione rimane fondamentale.

I nuovi dispositivi da campo offrono una doppia capacità di comunicazione. Pur mantenendo il tradizionale segnale 4–20 mA assicurano, nel contempo, l'accesso alla configurazione e alla diagnostica tramite applicazioni mobili su smartphone o tablet. Questa connettività locale richiede che il tecnico sia fisicamente vicino al dispositivo.

Per le applicazioni su piccola scala, c'è anche un'altra sfida da superare: come accedere da remoto ai dati diagnostici raccolti tramite Bluetooth® e integrarli in sistemi più ampi? La soluzione esiste già - i dispositivi Bluetooth® possono trasmettere la diagnostica su cloud utilizzando i servizi IIoT. Le applicazioni remote possono anche integrare nei sistemi esistenti variabili di processo primarie e secondarie.

L'implementazione è semplice e può essere realizzata in tre fasi, consentendo alle aziende di iniziare il loro "percorso IIoT" pensando in grande ma iniziando dal piccolo.

Le aziende che desiderano sfruttare la tecnologia Bluetooth® negli impianti esistenti o nelle nuove applicazioni possono farlo attraverso una semplice procedura in tre fasi che, in assoluta sicurezza, permette di avere a disposizione tutti i dati rilevanti su cloud, pronti a essere integrati e analizzati.

Sono sempre più numerosi i moderni dispositivi da campo che supportano la comunicazione Bluetooth®, semplificando così la connettività e le operazioni di configurazione. Per sostituire un trasmettitore di temperatura, ad esempio, ora si può scegliere un modello che combina la tecnologia Bluetooth® ad altre tecnologie tradizionali, come quella che genera segnali in corrente 4–20 mA. Per le nuove applicazioni che richiedono il monitoraggio remoto, i dispositivi Bluetooth® rappresentano un modo efficiente per raccogliere i dati localmente e trasmetterli in modalità wireless a un dispositivo edge.

Una volta installato un dispositivo abilitato Bluetooth®, i suoi dati possono essere raccolti e inviati a una soluzione cloud tramite un dispositivo edge, come FieldEdge SGC200 di Endress+Hauser. FieldEdge SGC200, alimentato localmente, può connettersi anche a cinque dispositivi Endress+Hauser entro un raggio di 20 metri e trasmettere variabili di processo primarie (PV), variabili di processo secondarie (SV) e informazioni di stato NAMUR NE107. La comunicazione con il cloud avviene tramite 3G o 4G, con una scheda SIM globale integrata e una forma di crittografia che garantisce la massima sicurezza. È importante sottolineare che questa connessione è unidirezionale: il dispositivo edge legge i dati ciclicamente, impedendo qualsiasi controllo a distanza dei dispositivi da campo.

Per completare la configurazione, è necessaria la sottoscrizione di un servizio cloud. Offerte come Netilion mettono a disposizione un ecosistema IIoT completo che include il dispositivo edge, l'infrastruttura cloud e un'interfaccia di programmazione delle applicazioni (API - Application Programming Interface). La piattaforma cloud consolida tutti i dati di campo in un ambiente sicuro. Netilion Connect utilizza una API REST/JSON che consente il consumo diretto dei dati e la loro integrazione in sistemi di controllo, SCADA o in altre applicazioni personalizzate. Questo approccio assicura flessibilità e scalabilità, consentendo alle aziende di sfruttare i dati di campo in modo sicuro ed efficiente.

L'implementazione della tecnologia Bluetooth® nelle applicazioni su piccola scala è un primo e importante passo verso la digitalizzazione. Di seguito, è riportata una serie di esempi applicativi che mettono in evidenza il potenziale di questa tecnologia quando viene utilizzata in combinazione ai servizi cloud IIoT:

Gli asset critici possono essere monitorati a distanza tramite dispositivi Bluetooth®. Questo approccio fornisce informazioni NE107 sullo stato dei dispositivi, consentendo di ridurre i tempi di inattività non programmati e supportando il passaggio dalla manutenzione reattiva a quella predittiva attraverso la diagnostica storica.

Utilizzando i dispositivi Bluetooth® di Endress+Hauser insieme a FieldEdge, il monitoraggio del livello diventa semplice e accessibile da qualsiasi luogo. I dati e la diagnostica possono essere integrati nei sistemi esistenti tramite Netilion Connect. Per la gestione dell'inventario, soluzioni aggiuntive comeNetilion Inventory o SupplyCare offrono tutta una serie di funzionalità avanzate.

Per le installazioni più piccole che prevedono il monitoraggio del livello, della portata o della temperatura, i dispositivi Bluetooth® combinati a FieldEdge SGC200 e all'integrazione delle API rappresentano una soluzione flessibile ed economica. L'infrastruttura necessaria a raccogliere e trasmettere i dati in modo sicuro è minima e l'accessibilità è garantita ovunque sia necessario.

I dispositivi abilitati Bluetooth® offrono un modo semplice ed efficace per trasferire dati critici al cloud. In combinazione con dispositivi edge e soluzioni basate su API, questo approccio garantisce una raccolta dati sicura e offre la flessibilità necessaria a integrare le informazioni in qualsiasi sistema scelto.