Cos'è l'Internet delle cose industriale?

L'Industrial Internet of Things (IIoT) si riferisce a sensori, controller e altri dispositivi interconnessi. Con una forte attenzione alla comunicazione machine-to-machine (M2M), ai big data e al machine learning. L'IIoT consente alle industrie e alle imprese di avere una migliore efficienza e affidabilità nelle loro operazioni. L'IIoT comprende applicazioni industriali, tra cui robotica, dispositivi medici e processi di produzione definiti da software.

Qual è la differenza tra IIoT e IoT?

L'Internet delle cose è B2C (business-to-consumer) e l'Industrial Internet of Things è B2B (business-to-business). il suo obiettivo è migliorare una serie di processi industriali, mentre l'IoT si occupa principalmente di aumentare la comodità del consumatore. Osservando da vicino come ciascuno raggiunge il proprio obiettivo, possiamo ottenere maggiori dettagli su come differiscono.

Capacità

Sia l'IIoT che l'IoT impiegano dispositivi connessi, sensori intelligenti e dispositivi wireless e si uniscono a Internet, software e server di cloud computing, ma l'applicazione presenta grandi differenze. L'IoT in genere è semplice attività domestiche quotidiane. Ad esempio, una telecamera di sicurezza invia video alla piattaforma di monitoraggio quando rileva un volto sconosciuto. L'IIoT esegue compiti altamente tecnici con una maggiore enfasi su precisione, interoperabilità e affidabilità. Ad esempio, i sistemi IIoT aiutano le organizzazioni a tenere traccia delle proprie risorse utilizzando i tag RFID come identificatori di risorse. Gli identificatori sono collegati ai dati sull'asset, come il numero di serie, il modello, il costo e l'area di utilizzo, tutti archiviati nel cloud.

Affidabilità

Le reti Internet industriali supportano migliaia di macchine, controller, robot e altre apparecchiature con più endpoint distribuiti su migliaia di chilometri. Pertanto, c'è poca tolleranza nell'IIoT per il fallimento di qualsiasi sistema.

Sicurezza

Per quanto riguarda Internet e il cloud, Ethernet è la tecnologia di rete cablata dominante con capacità di implementazione IoT/IIoT in espansione. I sistemi IoT si occupano principalmente della privacy degli utenti. Molti dispositivi IoT di consumo non dispongono di solide difese preventive di sicurezza, il che li espone a hack e attacchi diffusi tramite botnet. La sicurezza industriale deve essere corazzata per mantenere l'affidabilità. Nessuna persona non autorizzata dovrebbe essere in grado di hackerare i processi industriali. Una rete energetica interrotta tramite un exploit IIoT, ad esempio, può mettere a repentaglio tutto, dalla sicurezza personale all'economia alla sicurezza nazionale. Pertanto, è soggetto a maggiori normative di conformità, visibilità e rischio complessivo.

Dispositivi terminali

Ad esempio, in un sistema IoT di consumo, gli input vanno dai sistemi di sicurezza domestica e dai dispositivi indossabili agli elettrodomestici da cucina intelligenti. Sebbene i dispositivi mobili facciano parte dei sistemi IIoT, i probabili endpoint includono strumenti industriali come misuratori di portata, controllori di pressione e rilevatori ambientali.

L'essenziale dell'Industrial Internet of Things

Ethernet è definito dal Standard IEEE 802.3 e specifica i livelli di collegamento dati e fisici della funzionalità di rete. D'altra parte, TCP / IP è una suite di protocolli utilizzati sopra il livello di collegamento dati Ethernet che consente la comunicazione su Ethernet. Inoltre, TCP è il protocollo di controllo del trasporto, che assicura che i pacchetti di dati vengano consegnati completamente e senza errori. IP è il protocollo Internet che instrada i pacchetti di dati in base al loro indirizzo IP.

Industrial Ethernet

Industrial Ethernet si riferisce a un insieme di protocolli basati sull'hardware Ethernet standard (i livelli di collegamento dati e fisico) e sui protocolli Internet (livelli di rete e di trasporto), insieme a un livello di applicazione proprietario. Il protocollo a livello di applicazione assicura che i dati corretti vengano trasmessi e ricevuti quando e dove sono necessari per un'operazione specifica.

In primo luogo, i protocolli Industrial Ethernet adottano uno dei tre approcci per fornire il determinismo con una struttura basata su Ethernet. La prima di queste architetture, nota come Standard Software/Standard Ethernet, utilizza l'Ethernet standard con il protocollo TCP/IP ma con meccanismi incorporati nel livello superiore (applicazione) per consentire la comunicazione in tempo reale. Ethernet/IP si basa su questa architettura.

Un'altra architettura — Open Software/Standard Ethernet — utilizza livelli Ethernet standard con nuovi protocolli (standard) che gestiscono l'accesso alla rete e sincronizzano i dati inviati da ciascun nodo (dispositivo) per garantire che i dati prioritari vengano inviati per primi. Analogamente, Ethernet POWERLINK utilizza questa architettura.

La terza architettura utilizzata dai protocolli Industrial Ethernet — Open Software/Modified Ethernet — si basa su hardware Ethernet standard ma utilizza nuovi protocolli e hardware aggiuntivo e complementare per garantire il determinismo. EtherCAT, Modbus TCP, SERCOS III e PROFINET IRT utilizzano questa architettura, ma con hardware e meccanismi di trasporto differenti.

Oltre a queste modifiche architetturali, Industrial Ethernet richiede spesso hardware più robusto, come cavi e connettori, rispetto a Ethernet standard utilizzato per resistere alle difficili condizioni ambientali nella maggior parte degli ambienti industriali. Molte applicazioni Industrial Ethernet richiedono anche un'attenta schermatura, messa a terra e filtraggio per gestire le interferenze elettromagnetiche (EMI o rumore) comuni nelle impostazioni di fabbrica.

Tabella 1. Organizzazioni Industrial Ethernet