Cos’è ctrlX AUTOMATION di Bosch Rexroth e perché può essere interessante

Efficienza con la semplicità di uno smartphone

I linguaggi PLC standardizzati, PLCopen e G-Code continuano a essere strumenti efficaci per molte attività di automazione tradizionale.

Le difficoltà possono emergere quando il costruttore di macchine deve aggiungere funzioni che appartengono più al mondo IT: acquisizione e visualizzazione dei dati, interoperabilità con altri sistemi, servizi web, applicazioni IIoT o software sviluppati su misura. In questi casi, costringere ogni nuova funzione dentro la logica di programmazione del PLC non è sempre l’approccio più efficace.

È qui che entra in gioco ctrlX AUTOMATION.

L’architettura della piattaforma permette di combinare controllo industriale e applicazioni software, utilizzando un sistema operativo Linux real-time e una tecnologia basata sulle app SNAP. Bosch Rexroth mette inoltre a disposizione un ambiente di sviluppo, ctrlX WORKS, che consente di sviluppare applicazioni proprie e di integrare ulteriori funzionalità nella piattaforma.

In pratica, alcune funzioni che in un’architettura tradizionale avrebbero richiesto componenti separati possono essere portate all’interno dello stesso ecosistema.

Separare hardware e software

Uno degli elementi più interessanti di ctrlX è proprio la separazione tra hardware e software.

Il cuore della piattaforma, ctrlX CORE, è un sistema di controllo industriale basato su ctrlX OS. La struttura modulare permette di aggiungere applicazioni e funzioni senza dover ripensare ogni volta l’intera architettura della macchina.

Questa impostazione apre possibilità interessanti soprattutto per i costruttori di macchine che devono creare soluzioni personalizzate. Una macchina può avere bisogno di una funzione di diagnostica, di un’applicazione per la raccolta dati, di un’interfaccia web o di una logica proprietaria. Queste esigenze possono essere affrontate come componenti software dell’architettura, invece di aggiungere necessariamente un hardware dedicato per ciascuna funzione.

Per un integratore significa avere più libertà nella progettazione del sistema.

Integrare un proprio software in un sistema di controllo industriale

È probabilmente questo l’aspetto di ctrlX che troviamo più interessante dal punto di vista di chi sviluppa automazione su misura.

I sistemi di controllo tradizionali sono spesso fortemente legati a un ecosistema proprietario. Quando un’applicazione richiede qualcosa che esce dal perimetro del PLC, può diventare necessario affiancare un IPC o un altro dispositivo e gestire le comunicazioni tra i diversi componenti.

ctrlX permette invece a integratori e sviluppatori di creare applicazioni verticali personalizzate e integrarle direttamente nell’ecosistema.

L’approccio è interessante perché consente di utilizzare linguaggi differenti in funzione della necessità. Oltre alla programmazione PLC, ctrlX WORKS supporta linguaggi come C/C#, Python e Java, oltre a strumenti come Node-RED e la programmazione visuale.

Questo non significa che il PLC diventi improvvisamente inutile. Significa che, quando il progetto richiede competenze e funzioni diverse, non è più necessario ricondurre tutto allo stesso linguaggio o allo stesso livello dell’architettura.

Un sistema di controllo che dialoga con il mondo IT

Un altro elemento importante è il ctrlX Data Layer, che mette a disposizione una struttura comune per lo scambio dei dati tra le applicazioni presenti nel sistema.

Questo permette, per esempio, di far dialogare applicazioni di automazione e applicazioni software senza costruire ogni volta un collegamento completamente separato. È un aspetto particolarmente interessante quando la macchina deve scambiare informazioni con altri sistemi oppure quando il progetto prevede funzioni di raccolta dati, monitoraggio o IIoT.

L’apertura dell’ecosistema va nella stessa direzione: collegare più facilmente automazione, IT e applicazioni software all’interno della stessa architettura.

Come si può utilizzare ctrlX CORE?

ctrlX CORE nasce come sistema di controllo industriale, ma può essere impiegato in architetture che richiedono anche funzioni di Edge Computing e IoT; particolarmente interessante nei progetti in cui il sistema deve raccogliere dati dalla macchina, elaborarli localmente e comunicarli a livelli superiori.

Un esempio può essere una macchina che raccoglie dati di processo, li pre-elabora localmente e invia al MES o a una piattaforma cloud soltanto le informazioni necessarie. Per un progetto industriale significa poter avvicinare il livello di controllo e quello di elaborazione dei dati, mantenendo comunque la possibilità di comunicare con sistemi esterni.

ctrlX CORE è una buona scelta anche per applicazioni IoT e gateway, comprese applicazioni di retrofit su macchine e impianti esistenti.

Più funzioni nello stesso sistema

La separazione tra hardware e software ha una conseguenza pratica interessante: alcune funzioni che normalmente richiederebbero componenti distinti possono essere gestite nello stesso sistema di controllo.

Pensiamo, per esempio, a una macchina che deve svolgere contemporaneamente attività di controllo, raccolta dati, diagnostica e comunicazione con sistemi esterni. L’architettura ctrlX permette di affrontare queste esigenze all’interno dello stesso ecosistema, aggiungendo le applicazioni necessarie in base al progetto.

Anche ctrlX WORKS segue questa logica: l’ambiente mette a disposizione strumenti per l’engineering, librerie, applicazioni e possibilità di sviluppare software personalizzato. È inoltre possibile utilizzare un controllore virtuale, ctrlX CORE virtual, per alcune attività di test e pre-commissioning senza hardware fisico.

Dove può essere interessante ctrlX AUTOMATION?

Non esiste un’applicazione unica per cui ctrlX sia necessariamente la scelta giusta.

La sua architettura può risultare interessante soprattutto quando un progetto richiede una combinazione tra controllo industriale e sviluppo software. Per esempio:

• Macchine custom, quando il costruttore deve integrare funzioni specifiche richieste dal cliente e vuole poterle sviluppare e modificare senza costruire ogni volta un’architettura separata.
• IIoT e raccolta dati, quando è necessario acquisire dati dalla macchina, elaborarli localmente e comunicarli a sistemi MES, MOM o Cloud.
• Edge Computing, quando parte dell’elaborazione deve rimanere vicino alla macchina per ragioni di latenza, continuità operativa o gestione dei dati.
• Applicazioni software su misura, quando il progetto richiede funzioni proprietarie che non trovano una corrispondenza immediata nelle applicazioni standard disponibili.

E per un integratore?

Qui entra in gioco un aspetto che spesso viene sottovalutato. Una piattaforma aperta non elimina la necessità di progettare bene l’architettura; al contrario, offre più possibilità e quindi richiede di capire quali sfruttare davvero.

Per un integratore come Eureka System, questo significa poter lavorare sul confine tra automazione e software: partire dalle esigenze della macchina o del processo, scegliere dove eseguire una determinata funzione e progettare le modalità con cui software, controllo e sistemi aziendali devono comunicare. È anche il motivo per cui l’uso di ctrlX può andare oltre la semplice programmazione del PLC.

ctrlX e le applicazioni IIoT

Questa impostazione trova un’applicazione concreta anche nei progetti di raccolta dati.

Nel nostro caso, ad esempio, abbiamo già utilizzato ctrlX CORE come base per gateway IIoT personalizzati, integrabili con PLC, sistemi MES/MOM e piattaforme cloud. In questo tipo di architettura, ctrlX può raccogliere i dati dal campo, elaborarli localmente e renderli disponibili agli altri livelli del sistema.

Il gateway diventa quindi parte dell’architettura OT/IT, non un semplice dispositivo aggiunto a valle della macchina.

Il punto non è scegliere una tecnologia “perché è nuova”

ctrlX AUTOMATION è interessante per la libertà che offre, ma la piattaforma da sola non risolve un problema di automazione. Prima vengono il processo, le funzioni richieste e i sistemi con cui la macchina deve dialogare; poi si definisce l’architettura più adatta.

In alcuni progetti sarà utile sfruttare la componente PLC; in altri avranno un peso maggiore Edge Computing, raccolta dati o software custom; spesso saranno necessarie tutte queste funzioni insieme.

È proprio in questo spazio che il lavoro dell’integratore diventa importante: trasformare le possibilità della piattaforma in un sistema che abbia senso per quella macchina e per quel processo.