Un`automazione dalle possibilità infinite

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
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