Il passaggio ad Ethernet come bus di campo è ormai una realtà consolidata, ma realizzata in modo ancor molto poliedrico. Particolarmente vantaggioso a questo scopo Profinet IO, un protocollo Real-Time Ethernet definito negli standard IEC61158 e IEC61784, caratterizzato dall’approccio orizzontale al mondo dell’automazione industriale. Profinet IO definisce infatti un unico canale di comunicazione in grado di trasportare le diverse classi di traffico, dalle informazioni real-time fino alle informazioni di supervisione non temporalmente critiche. L’effettiva realizzabilità di questa visione è ottenuta tramite due caratteristiche base: l’assoluta trasparenza della rete Profinet IO a qualunque tipo di traffico non-Profinet e la divisione delle applicazioni in base alle prestazioni richieste. La trasparenza di questa rete ai protocolli diversi da Profinet e in particolare a IP e TCP è resa possibile da meccanismi standard quali le priorità Ethernet per quello che riguarda i dispositivi Conformance Class A e B, dedicati a reti filate e wireless che non richiedono il rispetto delle deadline, ma solo il best effort del sistema, mentre si basa sulla divisione di tempo nel caso della Conformance Class C, classe che impone la sincronizzazione dei dispositivi e viene utilizzata nel motion control. In Conformance Class C, non solo gli utenti non-Profinet collegati all’infrastruttura Profinet non si accorgono della comunicazione ciclica, ma non è neppure richiesta l’installazione di driver né l’utilizzo di gateway. Sono infatti gli stessi dispostivi Profinet che si occupano di instradare il traffico generico nella cosiddetta “fase libera” e di “bufferarlo” durante la fase dedicata al traffico real-time che deve rispettare le deadline. Su una rete Profinet esistono diversi attori: gli IO-Controller sono i dispositivi che sovraintendono la comunicazione e generalmente sono inglobati all’interno dei PLC e dei controllori di sistema; gli IO Device costituiscono la periferia decentrata, ossia i dispositivi da campo. Con Profinet è possibile realizzare topologie arbitrarie (stelle, linee, alberi): solitamente i componenti Profinet sono dotati di due o più porte Ethernet, proprio per permettere diverse configurazioni degli impianti. Con Profinet isocrono è inoltre possibile realizzare sistemi completi e interoperabili grazie alla definizione delle regole e delle strutture dati contenute all’interno del profilo ProfiDrive. Un intervento “Profinet IO Isocrono per centri di lavoro a controllo numerico”, programmato durante lo scorso SPS/IPC/DRIVES Italia ha approfondito, in particolare, specifiche e vantaggi di questo protocollo, illustrando come esso sia stato impiegato da Elettro Engineering per l’evoluzione dei propri sistemi CNC verso l’Ethernet Industriale.
