Dispositivi per la connessione Profibus: come funzionano e con quali vantaggi

I dispositivi per la connessione Profibus hanno rappresentato una vera rivoluzione in campo industriale, aprendo le porte alla velocizzazione dei processi e a un’automazione standardizzata, accessibile e a costi contenuti.

DISPOSITIVI PROFIBUS

I dispositivi Profibus fanno riferimento a un protocollo ideato da Siemens e da altre aziende tedesche alla fine degli anni ‘80. Hanno ispirato un concreto cambio di passo nella gestione delle connessioni tra apparecchiature e macchinari, velocizzando l’evoluzione verso sistemi di automazione.

Ecco i principali vantaggi del Profibus.

• Standardizzazione. Prima dell’arrivo di protocolli standardizzati come il Profibus, il comparto industriale faceva riferimento a sistemi di comunicazione proprietari. La standardizzazione ha permesso l’interoperabilità tra dispositivi di diversi produttori, facilitando l’integrazione e la scalabilità dei sistemi.
• Comunicazione in tempo reale. Profibus è stato progettato per garantire comunicazioni ad alta velocità e in tempo reale. Un dettaglio non di poco conto per l’industria nel suo complesso, e in particolar modo per quella di precisione, dove il più piccolo ritardo può generare ripercussioni significative sulla produttività.
• Riduzione dei cablaggi. Con Profibus, molti segnali possono essere trasmessi attraverso un unico cavo, riducendo notevolmente la complessità e i costi associati al cablaggio.
• Flessibilità. Grazie alla sua capacità di supportare diverse topologie di rete e alla varianti attualmente disponibili, il Profibus può essere applicato a una vasta gamma di struttura, dalle fabbriche alle piattaforme petrolifere.
• Diagnostica avanzata. Il Profibus è dotato di sistemi diagnostici efficienti, i quali aiutano gli operatori a monitorare e risolvere problemi in tempo reale. Ciò riduce i tempi di inattività e preserva le performance degli impianti.
• Sicurezza e Affidabilità. Il Profibus spicca per le garanzie di sicurezza. Il riferimento è in particolare alla varianta PA, pensata per operare in ambienti a rischio esplosione.

TIPOLOGIE DI RETE

• Bus. In questo caso, i dispositivi sono posti lungo una linea. Ciascun dispositivo è collegato direttamente con altri due dispositivi. Questo tipo di rete è detto anche “a linea”.
• Albero. Nella fattispecie, i collegamenti formano strutture complesse, tali da riprodurre delle ramificazioni.
• Stella. In questo caso, i dispositivi sono posti tutto intorno a un elemento centrale. Dunque, ciascuno di essi è collegato con due dispositivi e con l’elemento centrale.

VARIANTI DI PROFIBUS

Esistono due varianti di Profibus, ciascuna delle quali vanta specifiche applicazioni, pro e contro.

Profibus DP (Decentralized Periphery). È la variante più diffusa in assoluto in quanto la sua unica funzione è collegare i dispositivi ai sistemi di controllo, che basta e avanza per la maggior parte dei processi di produzione. Punta dunque alla velocità, e infatti può raggiungere i 12 mbps. Di contro, è compatibile solo con cavi dai 120 metri in giù. Analogamente, impone una disposizione a bus, o a linea che dir si voglia.

Profibus PA (Process Automation). È la variante più adatta ai sistemi di produzione più complessi e delicati, come per esempio la produzione di carburante, la raffinazione del petrolio etc. La sua peculiarità consiste nella capacità di gestione non solo dei dati, ma anche dell’alimentazione. In tal modo, è possibile scongiurare nell’immediato incidenti, specie di quelli di carattere esplosivo.

La velocità è bassa, in quanto non supera i 31,25 kbps. Di converso, è compatibile con tutte le reti (bus, stelle, albero) e con cavi estremamente lunghi, fino ai 1900 metri. Alla luce di ciò, non stupisce che l’applicazione principale dei Profibus PA sia la gestione delle piattaforme petrolifere.

DIAGNOSTICA E MANUTENZIONE

Tra i punti di forza del Profibus spicca la completezza diagnostica. Infatti, vanta molti strumenti in grado di monitorare le connessioni e rilevare gli errori.

Tali strumenti trasmettono dati sulle connessioni, ovvero sulla loro consistenza e sulla loro velocità. Di conseguenza, rappresentano una spia utile – e precoce in caso di malfunzionamento dei dispositivi.

In alcuni casi, riescono a rilevare interferenze elettromagnetiche, giocano un ruolo fondamentale in ottica prevenzione.

Per quanto concerne la manutenzione dei sistemi Profibus, essa spesso consiste:

• Nella mera ispezione visiva, che può fornire informazioni sull’integrità dei cavi e dei connettori;
• Nell’aggiornamento del software, utile a risolvere bug o a migliorare ulteriormente le prestazioni;
• Nell’elaborazione dei backup, fondamentale in caso di collasso del sistema.