Giugno 2015 233 Giugno 2015 www.automazioneindustriale.com n. 233 anno 26 Automazione Industriale COMPONENTI, SISTEMI E SOFTWARE PER L’AUTOMAZIONE ISSN 2421- 3071 New Business Media Srl - Via Eritrea, 21 - 20157 Milano - Rivista mensile una copia € 5,00 Automazione Industriale SPECIALE Sistemi di visione Many-core control: le infinite possibilità dell‘Automazione In copertina Beckhoff, automazione al massimo con il server C6670 e TwinCat 3.1 Hot Topic System Integration Automazione Applicata Trattamento rifiuti Prima fila In copertina Un’automazione dalle possibilità infinite Con il server industriale C6670, Beckhoff introduce sul mercato un controllore la cui potenza di calcolo diventa utilizzabile sfruttando ogni singolo core al massimo tramite la piattaforma di automazione TwinCat 3.1. Il concetto ‘many-core control’ si traduce così in realtà di Livio Giumelli A Il server industriale C6670, previsto per l’installazione in quadri elettrici, è dotato di due processori Intel Xeon con 6, 12 o 18 core a testa su una scheda madre 008 Automazione Industriale - Giugno 2015 L e funzioni di automazione hanno un ruolo sempre più centrale nel futuro del controllo macchina e nei progetti di Industry 4.0. Con il concetto ‘many-core control’, Beckhoff persegue in modo coerente la filosofia del controllo centralizzato che integra l’automazione. Ciò significa che tutte le funzionalità di controllo della macchina - oltre a plc, motion, robotica e cnc, anche la tecnologia di misurazione e visione – sono integrate in un software, TwinCat, ed eseguite su una potente cpu. Nello specifico, TwinCat 3.1 consente di sfruttare in modo ottimale tutti i core, facendo sì che i singoli compiti di controllo siano distribuiti sui nuclei disponibili. Grazie allo sviluppo del C6670, Beckhoff rende disponibile la tecnologia many-core per l’industria meccanica: mediante controlli macchina veloci e potenti, non esistono quasi limiti alle idee degli utenti per quanto riguarda le loro applicazioni. Macchine e attrezzature che 10 anni fa erano potenti semplicemente con un Pentium 3, sono ora alimentate da processori Core i7. Ciò dimostra che è richiesto un grado sempre maggiore di automazione, con visualizzazioni sempre più elaborate e una domanda più In copertina Prima fila elevata di potenza di calcolo. Le macchine moderne richiedono però anche altri requisiti, come il controllo macchina via Condition Monitoring e algoritmi di controllo sempre più veloci e complessi per ottenere un’adeguata qualità di processo e, quindi, di prodotto. Secondo la legge di Moore, le prestazioni della cpu raddoppiano ogni due anni e questa tendenza continuerà ad applicarsi nel prossimo futuro. Anche se la velocità del processore non aumenterà in modo significativo, continuerà ad aumentare il numero di core per processore. Il passo successivo è quindi una cpu multi-core. I computer many-core si distinguono dai ‘normali’ PC industriali grazie alla loro architettura. Sono dotati di vari processori, i cosiddetti package, costituiti a loro volta di più core che si differenziano anche per le architetture di memoria. Una tecnica, nota come Numa (Non-Uniform Memory Access), fornisce a ogni processore la propria memoria dedicata. Beckhoff ha implementato questo design con il server industriale C6670: con due processori Intel Xeon, ciascuno dotato di 6, 12 o 18 core, e una memoria espandibile da 64 a 2048 GByte. Questa potenza di calcolo del C6670 può essere utilizzata efficacemente sfruttando ogni core del processore con il software TwinCat 3.1, che consente di mappare in modo ottimale i cicli macchina e i flussi di processo ed è adatto per la distribuzione di task diversi come moduli funzionali. Facile modularizzazione e diagnostica user-friendly Con TwinCat gli utenti possono implementare singole task di automazione in forma di moduli. I task, in seguito, sono semplicemente distribuiti ai core in real-time. Ai singoli task possono essere assegnate poi priorità per definire la sequenza dei cicli. Per sfruttare l’intero potenziale è inoltre determinante la funzionalità di diagnostica di TwinCat 3.1, che consente di analizzare il carico sui singoli core. I core possono essere assegnati anche esclusivamente al processo TwinCat run-time: in tal caso sono chiamati nuclei ‘isolati’, perché non eseguono alcun sistema operativo Microsoft in concomitanza ai processi realtime di TwinCat. In questo modo i processi Windows sono separabili senza grandi sforzi dai processi in tempo reale. TwinCat 3.1, progettato per processori fino a un massimo di 256 core, fornisce una soluzione a prova di futuro: secondo la quantità di potenza di calcolo necessaria, il progettista del sistema può configurare il numero appropriato di core per le rispettive applicazioni in tempo reale. Oltre alla possibilità di eseguire uno o più plc in Iec 6-1131 con estensioni object-oriented, è integrato anche il controllo del movimento assi punto a punto (NC Ptp) o interpolati (NC I). Così, anche un cnc o un robot possono essere avviati abbastanza facilmente. Con la tecnologia eXtreme Fast Control (Xfc) di Beckhoff, inoltre, si possono ottenere miglioramenti delle prestazioni della macchina. Va da sé che, in questo caso, è richiesta maggiore potenza di elaborazione, di visualizzazione e anche di monitoraggio delle condizioni; il che richiede una grande area di memoria e una varietà di algoritmi complessi, esigenze che il server industriale many-core può comunque soddisfare. A Il server industriale C6670 con il software di automazione TwinCat 3.1 offre la piattaforma ideale per integrare nella tecnologia di controllo, con la massima potenza di calcolo, oltre a plc, motion, robotica e cnc, anche il Condition Monitoring o la gestione delle risorse. Esso soddisfa quindi anche i requisiti della Smart Factory Giugno 2015 - Automazione Industriale 009