Le differenze tra CIP e CIP Safety nella comunicazione industriale

Quali sono le differenze tra CIP e CIP Safety nella comunicazione industriale?

Questa domanda è fondamentale per chi opera nel settore dell’automazione, dove la sicurezza e l’affidabilità delle comunicazioni tra dispositivi rappresentano elementi chiave per il corretto funzionamento degli impianti.

Il Common Industrial Protocol (CIP) ha rivoluzionato la connettività tra dispositivi industriali, permettendo una comunicazione interoperabile su reti come EtherNet/IP, DeviceNet, CompoNet e ControlNet.
Tuttavia, con la crescente necessità di integrare funzionalità di sicurezza, si è sviluppata un’estensione di questo protocollo, nota come CIP Safety.

Ma come si differenziano i due protocolli? E in che modo CIP Safety risulta fondamentale nelle applicazioni che richiedono sicurezza funzionale?

In questo articolo, analizzeremo nel dettaglio entrambi i protocolli, evidenziando le loro peculiarità e i vantaggi della versione Safety per applicazioni industriali critiche.

Il protocollo CIP (Common Industrial Protocol)

Il Common Industrial Protocol (CIP) è stato sviluppato per fornire un modello unificato di comunicazione nelle reti di automazione industriale. Creato da ODVA (Open DeviceNet Vendor Association), questo protocollo si distingue per la sua struttura modulare e indipendente dal livello fisico, consentendo la trasmissione di dati su diverse reti.

Ma quali sono le caratteristiche principali del protocollo CIP?

1. Indipendenza dal mezzo di trasmissione: CIP può essere utilizzato su diverse reti industriali senza dipendere da un particolare supporto fisico.
2. Modello orientato agli oggetti (Object-Oriented Model): il protocollo è basato su un’architettura che organizza dispositivi e funzioni in “oggetti”, semplificando la gestione delle comunicazioni.
3. Standardizzazione: CIP fornisce un set di servizi comuni per il controllo, la sicurezza, la sincronizzazione, il motion control e la configurazione.
4. Scalabilità: essendo altamente modulare, il protocollo si adatta facilmente a diverse applicazioni industriali, da piccoli sistemi embedded fino a grandi reti industriali.

La versatilità di CIP permette la sua adozione diffusa nell’automazione industriale, consentendo ai dispositivi di diversi produttori di comunicare tra loro senza necessità di complesse configurazioni personalizzate.

L’evoluzione del protocollo CIP Safety

Per applicazioni che richiedono sicurezza funzionale, ad es., arresti di emergenza, controllo di sistemi di sicurezza, si è resa necessaria l’implementazione di questa estensione.

Infatti, CIP Safety è stato sviluppato per garantire la trasmissione sicura di dati critici, garantendo che questi rispettino gli attributi tipici della comunicazione sulla sicurezza: tempestività (i dati arrivano nei tempi previsti), autenticità (i dati provengono dal mittente corretto) e integrità (i dati arrivano aggiornati e corretti).

Ma quali sono le caratteristiche principali del protocollo CIP Safety?

1. Principio del “Black Channel”: CIP Safety considera la rete di trasmissione sottostante trasparente, il che significa che non ne modifica il comportamento ma utilizza meccanismi interni per la verifica dell’integrità dei dati.
2. Rilevamento degli errori avanzato: utilizza checksum e timestamp per identificare errori di trasmissione e garantire la consegna sicura dei dati.
3. Compatibilità con diversi supporti di rete: CIP Safety può essere utilizzato su EtherNet/IP, DeviceNet e altre reti basate su CIP, consentendo una transizione graduale tra sistemi esistenti e nuove implementazioni.
4. Conformità agli standard di sicurezza: il protocollo è conforme agli standard IEC 61508 e IEC 62061, garantendo che le comunicazioni di sicurezza siano affidabili fino al livello di integrità della sicurezza (SIL) 3 e fino a PL e secondo la ISO 13849-1.

Grazie a queste funzionalità, CIP Safety rappresenta un’importante evoluzione per le comunicazioni industriali, specialmente in settori dove il margine di errore deve essere ridotto al minimo, come l’automazione di macchinari pesanti e il controllo di impianti ad alto rischio.

Le principali differenze tra CIP e CIP Safety

Le differenze tra CIP e CIP Safety risiedono principalmente nei livelli di sicurezza e affidabilità delle comunicazioni industriali.

Mentre il protocollo CIP si focalizza sulla standardizzazione della connettività tra dispositivi, il protocollo CIP Safety introduce meccanismi avanzati per garantire che i dati trasmessi non vengano corrotti o alterati in maniera volontaria o meno.

L’aggiunta di funzioni di sicurezza è particolarmente rilevante in applicazioni critiche, dove anche un piccolo errore di comunicazione può avere conseguenze significative.

In generale, le differenze tra i due protocolli possono essere riassunte in:

1. Integrità dei dati e rilevamento degli errori
2. Affidabilità nelle applicazioni critiche
3. Flessibilità e compatibilità con reti esistenti

Integrità dei dati e rilevamento degli errori

Uno degli aspetti più significativi che differenzia CIP Safety da CIP è la gestione dell’integrità dei dati all’interno delle comunicazioni industriali.

Il protocollo CIP standard utilizza tecniche consolidate per la trasmissione dei dati, mentre CIP Safety introduce un meccanismo più rigoroso per garantire la correttezza delle informazioni trasmesse, riducendo al minimo i rischi di errori critici.

In particolare:

• Utilizza checksum di sicurezza: ogni messaggio inviato include un codice di controllo che permette al destinatario di verificare la corretta ricezione del dato.
• Applica timestamp e identificatori univoci: CIP Safety utilizza timestamp e ID per prevenire errori di sequenza o ripetizione accidentale di messaggi.
• Riesce a rilevare gli errori di trasmissione: i pacchetti dati sono monitorati per identificare eventuali corruzioni dovute a interferenze o malfunzionamenti della rete.

Grazie a queste caratteristiche, CIP Safety offre un’affidabilità significativamente maggiore rispetto al protocollo CIP standard.

Affidabilità nelle applicazioni critiche

Nel contesto industriale, molte applicazioni richiedono un livello di sicurezza elevato e qui entra in gioco la differenza tra CIP e CIP Safety.

Infatti, il protocollo CIP garantisce comunicazioni affidabili. Ma in ambienti critici, dove un errore di trasmissione può avere conseguenze disastrose, CIP Safety fornisce un livello di protezione aggiuntivo, rendendo l’utilizzo delle macchine più sicuro ed efficiente.

Il protocollo Safety, infatti, garantisce:

• Meccanismi di fail-safe: se un dispositivo non riceve una conferma di comunicazione valida, attiva un’azione di sicurezza predeterminata, come l’arresto di emergenza di una macchina.
• Monitoraggio continuo: il protocollo implementa controlli costanti per verificare che le comunicazioni siano sempre funzionanti e sicure.
• Conformità agli standard di sicurezza industriale: CIP Safety è stato progettato per soddisfare le normative di sicurezza internazionali, garantendo un’implementazione standardizzata e affidabile.

Flessibilità e compatibilità con reti esistenti

Un altro vantaggio chiave di CIP Safety è la sua compatibilità con le infrastrutture esistenti.

Il protocollo CIP è ampiamente utilizzato nelle reti industriali, ma l’implementazione di CIP Safety consente di aggiungere funzioni di sicurezza senza dover riprogettare l’intera architettura di rete, garantendo così una transizione graduale e poco impattante per le aziende.

Questo consente un’integrazione graduale nei sistemi industriali senza la necessità di sostituire interamente le reti preesistenti.

Nello specifico, il protocollo CIP Safety garantisce:

• Implementazione su diverse reti industriali: può essere utilizzato su EtherNet/IP, DeviceNet e ControlNet, permettendo un’ampia gamma di applicazioni.
• Adattabilità a diversi dispositivi: CIP Safety può essere implementato su controllori, interruttori di sicurezza, barriere fotoelettriche e blocchi I/O, migliorando la protezione dell’intero impianto.
• Semplicità di configurazione: l’adozione di CIP Safety non richiede modifiche hardware significative, riducendo i costi e il tempo di implementazione.

La nostra offerta per CIP Safety: MVK Fusion, sicurezza senza compromessi

Al fine di garantire ai nostri clienti la sicurezza funzionale, senza compromettere l’efficienza operativa, abbiamo sviluppato MVK Fusion CIP Safety. Una soluzione all’avanguardia progettata per semplificare l’integrazione di sistemi di sicurezza nelle reti industriali.

Questo modulo combina tre funzioni chiave in un’unica unità compatta:

1. gestione di sensori e attuatori digitali standard
2. connessione di dispositivi di sicurezza
3. supporto alla comunicazione IO-Link.

Il tutto attraverso il protocollo CIP/CIP Safety.

Grazie ad un’architettura intelligente, MVK Fusion CIP Safety riduce il numero di moduli necessari, ottimizzando l’infrastruttura di automazione e semplificando il cablaggio. I suoi ingressi e uscite configurabili offrono una versatilità senza precedenti, permettendo di adattare la configurazione alle specifiche esigenze di ogni applicazione. Inoltre, la sua compatibilità con IO-Link consente una connessione rapida ed efficiente con dispositivi avanzati, migliorando il monitoraggio e la gestione dei segnali di sicurezza.

Affidabilità e robustezza sono al centro della nostra offerta. MVK Fusion CIP Safety è progettato per resistere alle condizioni industriali più impegnative, con un grado di protezione IP67 e un intervallo di temperatura operativa compreso tra -30°C e +60°C.

Certificato CE, UKCA, UL e TÜV, garantisce il massimo livello di sicurezza e conformità agli standard internazionali.

Con questa soluzione, offriamo ai nostri clienti un modulo che non solo innalza i livelli di protezione, ma semplifica l’installazione e la configurazione dei sistemi di sicurezza, riducendo i tempi di messa in servizio e i costi operativi.

Grazie a un’interfaccia di configurazione intuitiva, il setup avviene in pochi clic direttamente nell’engineering tool del sistema di controllo, senza necessità di software aggiuntivi.

Investire in sicurezza significa proteggere persone, processi e produttività. Con MVK Fusion CIP Safety, rendiamo la sicurezza una risorsa strategica, garantendo performance elevate e massima affidabilità nelle applicazioni industriali più complesse.