Router industriale: Applicazioni

Il router industriale è ampiamente utilizzato negli ambienti industriali esterni, nel commercio aziendale, nel trasporto mobile e così via, ottimizzando il funzionamento e la gestione dell'industria moderna e dell'Internet delle cose, migliorando al contempo la sicurezza e l'affidabilità del sistema.

Rispetto ai router utilizzati nelle case e negli uffici ordinari, i router industriali offrono generalmente un design hardware e software più robusto e supportano protocolli di rete e metodi di trasmissione dei dati più complessi, in grado di garantire un'elevata qualità ed efficienza della comunicazione di rete.

Secondo Maximize Market Research, il mercato globale dei router industriali dovrebbe raggiungere i 5,77 miliardi di dollari entro il 2029, dai 3,07 miliardi di dollari del 2022, con un CAGR del 9,4% nel periodo di previsione.

Il router industriale può essere utilizzato in ambienti industriali e commerciali. Offre stabilità, affidabilità e capacità anti-interferenza di livello industriale e può funzionare in modo stabile in ambienti di lavoro difficili. Di conseguenza, il router industriale è ampiamente utilizzato nell'automazione industriale, nel controllo dei robot, nell'acquisizione dei dati, nel monitoraggio remoto, nella logistica intelligente, nella gestione dei veicoli e in altri settori.

Inoltre, il router industriale offre anche una varietà di metodi di connessione alla rete, come 4G/5G, WIFI, via cavo, ecc. per soddisfare le esigenze di connessione alla rete di diverse applicazioni.

Ecco le principali applicazioni specifiche del router industriale:

• Sistema di controllo dell'automazione industriale: il router industriale può collegare diversi sensori, attuatori, PLC e altri dispositivi alla stessa rete per consentire il monitoraggio e il controllo a distanza.

• IoT industriale: il router industriale può collegare diversi dispositivi IoT alla stessa rete per l'acquisizione, l'analisi e il controllo dei dati.

• Monitoraggio della linea di produzione industriale: il router industriale può collegare alla stessa rete diverse apparecchiature di monitoraggio, come sensori e telecamere di sorveglianza, per il monitoraggio e la gestione a distanza delle linee di produzione.

• Sistema di monitoraggio dell'energia: il router industriale può collegare alla stessa rete diversi contatori dell'elettricità, dell'acqua, del gas e altri dispositivi per monitorare e gestire la rete energetica a distanza.

• Sistema di trasporto intelligente: con i router industriali, gli operatori del trasporto pubblico possono sfruttare una flotta connessa per raccogliere informazioni e dati al fine di migliorare l'efficienza operativa e i servizi. Ciò include l'accesso ai tempi di arrivo effettivi dei veicoli o la pianificazione di percorsi alternativi. Inoltre, offre altri servizi come la biglietteria mobile, i pagamenti senza contanti o le opzioni di intrattenimento.

• Agricoltura intelligente: Il router industriale può collegare vari sensori, controllori e altri dispositivi alla stessa rete per fornire il monitoraggio e il controllo a distanza dell'ambiente agricolo, come temperatura, umidità, illuminazione, ecc.

• La catena del freddo: il router industriale può fungere da centro di trasmissione dati per garantire l'acquisizione, l'elaborazione e la trasmissione stabile dei dati collegando vari sensori e aggregando diversi canali di trasmissione.

Allo stesso tempo, può anche lavorare con tecnologie come il posizionamento GPS e l'Internet of Things per consentire la tracciabilità delle merci in tempo reale, il monitoraggio della temperatura e gli avvisi di rischio.

• Smart office: il router industriale può essere utilizzato come strumento importante per lo smart office, per garantire la trasmissione e la gestione dei dati remoti senza soluzione di continuità. Collegandosi a una LAN locale, a una VPN o a una piattaforma cloud, i dipendenti possono accedere da remoto a file, dati e applicazioni interne.

Inoltre, il router industriale offre diversi scenari applicativi, come lo streaming live, le videoconferenze, la gestione simultanea dell'ufficio in più regioni e l'accesso alla rete per le apparecchiature dell'ufficio intelligente.

Che ruolo svolge il router industriale?

Il ruolo principale del router industriale è quello di svolgere funzioni importanti come la trasmissione dei dati, la gestione remota e la sicurezza della rete nel contesto dell'IIoT. In particolare, il router industriale può svolgere i seguenti ruoli:

1- Garantire la comunicazione dei dati tra i dispositivi

Il router industriale può raccogliere, trasmettere e controllare centralmente i dati provenienti da diversi dispositivi, punti di raccolta, sensori, ecc. e trasmetterli al dispositivo di destinazione o al nodo di livello superiore.

2- Migliorare la sicurezza della rete

Il router industriale, come il Moxa EDR-G9010, utilizza un firewall integrato, una VPN, la crittografia dei dati, il controllo del traffico e altri meccanismi di sicurezza per garantire la sicurezza del sistema IIoT, prevenendo efficacemente gli attacchi dannosi, le fughe di dati e altri rischi.

3- Supporto per diversi protocolli di rete

Il router industriale supporta generalmente una serie di protocolli di rete, come ad esempio 

Modbus, Profibus, Profinet, CAN, DNP3 ecc. per garantire una connessione e una trasmissione dei dati senza soluzione di continuità tra i diversi dispositivi.

4- Gestione remota

Il router industriale supporta la configurazione, la gestione e la manutenzione da remoto e può controllare e monitorare i dispositivi tramite il cloud per migliorare la manutenibilità e l'affidabilità del sistema.

Quali sono i vantaggi di un router industriale?

La tabella seguente fornisce una panoramica dei vantaggi offerti dai router industriali:

Come configurare e ottimizzare il router industriale?

Per garantire la stabilità e la sicurezza del vostro router industriale, ecco alcune impostazioni e ottimizzazioni consigliate:

1. Rafforzare la sicurezza della rete

La sicurezza di rete del vostro router industriale è essenziale. Miglioratela impostando password forti, attivando firewall, limitando l'accesso, ecc. In questo modo si eviteranno accessi e attacchi non autorizzati.

2. Ottimizzare la copertura del segnale

Negli ambienti industriali le interferenze di segnale sono frequenti. Per ottimizzare la copertura del segnale, scegliere antenne e amplificatori adatti a questo ambiente. Ciò migliorerà la stabilità e la portata del segnale.

3. Gestione e monitoraggio a distanza

La maggior parte dei router industriali dispone di funzioni di gestione e monitoraggio remoto. Utilizzando un software dedicato, è possibile configurare e monitorare il router. In questo modo è possibile individuare e risolvere rapidamente i problemi di rete e migliorare l'affidabilità e la stabilità della rete.

4. Manutenzione e aggiornamenti regolari

La manutenzione e l'aggiornamento regolari del firmware e del software del router industriale sono essenziali per mantenerne il funzionamento regolare. Installate rapidamente le ultime patch di sicurezza e gli aggiornamenti del firmware per migliorare le prestazioni e la sicurezza del router.

Quali sono le caratteristiche di un router industriale?

A differenza dei router tradizionali, i router industriali presentano una serie di caratteristiche specifiche che li rendono adatti agli ambienti più difficili.

Resistenza agli ambienti difficili

Mentre i router domestici rimangono al caldo in casa, i router industriali affrontano quotidianamente condizioni estreme. Per questo motivo hanno bisogno di componenti più robusti per funzionare al meglio. Ad esempio, sono progettati per resistere a temperature molto alte, molto basse o molto variabili, senza alcuna perdita di prestazioni.

Alcuni router industriali sono anche in grado di gestire fonti di alimentazione instabili e dispongono di sistemi di protezione contro le sovratensioni che potrebbero danneggiare le apparecchiature consumer. Inoltre, possono essere dotati di sistemi antiurto e antivibrazione, nonché di protezione contro le interferenze elettromagnetiche e radio.

Protezione da umidità e polvere

I router industriali sono dotati di un robusto involucro che li protegge dall'umidità e dalla polvere tipiche degli ambienti industriali. Questo involucro è spesso completamente impermeabile per proteggere i componenti sensibili del router dalla corrosione e dai liquidi. Alcuni modelli possono persino resistere all'immersione in acqua fino a 1,5 metri per 30 minuti, in conformità allo standard IP68.

Connessione affidabile e sicura

A differenza dei router tradizionali che utilizzano cavi o fibre ottiche, i router industriali sfruttano le reti mobili. Ciò significa che possono connettersi rapidamente a Internet e offrire una gestione remota, essenziale in aree prive di accesso a Internet via cavo o per applicazioni che richiedono un controllo remoto, come la gestione del parco macchine.

Questi router dispongono anche di funzioni di sicurezza di rete specifiche per le applicazioni industriali, come VPN e firewall robusti. Inoltre, il Wi-Fi supporta tecniche di crittografia come WEP e WPA per garantire una connessione sicura ai dispositivi collegati.

Staffa di montaggio inclusa

La staffa fornisce stabilità, ventilazione e deterrenza contro i furti. Inoltre, evita di dover costruire un proprio involucro protettivo. I router Wi-Fi industriali offrono una varietà di opzioni di montaggio per diverse applicazioni. Adatti sia all'interno che all'esterno, la maggior parte di essi dispone di kit di montaggio a parete e su palo opzionali. All'interno, spesso è incluso un kit di montaggio DIN, mentre all'esterno vengono forniti un involucro impermeabile e un kit da parete o da palo.

Accesso Wi-Fi per una connettività continua

I router industriali consentono a più dispositivi di rete di accedere facilmente a Internet quando sono collegati al router. I dispositivi wireless possono connettersi via Wi-Fi allo stesso modo di un router tradizionale, facilitando la comunicazione all'interno della rete e su Internet. Questi router offrono inoltre una buona copertura per una connessione senza problemi, anche in presenza di ostacoli come metallo e cemento.

Come scegliere il router industriale giusto?

La scelta del router industriale giusto per la vostra applicazione può essere complessa. Per scegliere un router industriale che fornisca una connettività affidabile e sicura ai vostri sistemi industriali, considerate attentamente i seguenti fattori:

1- Il Brand

A differenza dei prodotti di consumo, che esistono da un decennio, l'Industrial Internet of Things (IIoT) è un settore giovane e tecnico. Scegliere un marchio riconosciuto e affidabile garantisce la qualità e la stabilità del prodotto per tutto il suo ciclo di vita.

Sphinx ha selezionato marchi di router industriali rinomati per la loro sicurezza (aggiornamenti regolari tramite la gestione remota del router), robustezza e conformità agli standard specifici del settore:

• Sierra Wireless 
• Moxa
• Advantech
• InHand-Networks
• Netmodule

2- Condizioni ambientali

I router industriali sono spesso installati in ambienti difficili e ostili. Devono essere particolarmente robusti, compatti e progettati per l'uso industriale.

• Temperatura: generalmente funzionano senza riscaldamento o condizionamento, resistendo a temperature estreme da -40°C a +85°C e a forti variazioni di temperatura.

• Protezione contro le intrusioni: optate per un grado di protezione IP minimo di IP20/IP30 per proteggere il router da polvere e corpi estranei. Per un'impermeabilità totale, puntare su un grado di protezione da IP54 a IP69k.

• Compatibilità elettromagnetica (EMC): i requisiti variano a seconda del dispositivo e del settore. Per i valori limite applicabili, consultare le norme EN 50155, IEC 61850-3 e IEEE 1613.

• Vibrazioni: Preferire connettori M12 per Ethernet e SMA, TNC o N per antenne WiFi, 4G LTE e 5G.

3- Fattore di forma, custodia e montaggio

I router industriali si trovano spesso in armadi di controllo con spazio limitato e richiedono un design molto compatto. Per proteggere il router dalle interferenze elettromagnetiche e dagli urti esterni, l'involucro deve essere realizzato in metallo robusto. L'alluminio è preferito per la sua resistenza alla corrosione.

Per molte applicazioni, il montaggio su guida DIN standard in un armadio di controllo è l'ideale. Tuttavia, in ambienti ad alta vibrazione, come veicoli o macchinari, il montaggio a parete con viti è la soluzione più affidabile.

Ad esempio, il router WiFi LTE industriale AirLink LX40, con il suo alloggiamento compatto e il montaggio su guida DIN, si adatta facilmente agli armadi di controllo con spazio limitato.

4- Conformità al settore

I requisiti di conformità dei router industriali variano a seconda del settore. Ad esempio, i settori ferroviario, petrolifero e del gas e automobilistico hanno standard specifici:

• Ferroviario: EN 50155 e EN 50121-3-2
• Sottostazioni elettriche: IEC 61850-3 e IEEE 1613
• Settore automobilistico: ECE R10

Inoltre, si applicano requisiti rigorosi in termini di resistenza alle vibrazioni, alle variazioni di temperatura, alla protezione IP, ecc. È fondamentale che i router industriali siano progettati fin dall'inizio per essere conformi a questi standard, poiché la successiva certificazione è spesso impossibile.

5- Alimentazione

I router industriali richiedono generalmente un'alimentazione in corrente continua per l'uso in armadi di controllo, sottostazioni e veicoli. La tensione di alimentazione richiesta varia a seconda dell'applicazione, da 12 V CC a 48 V CC. Per garantire la massima flessibilità, alcuni router dispongono di un ingresso compatibile con un'ampia gamma di tensioni, da 12 a 48 V CC.

6- Tecnologie wireless

Sebbene le tecnologie wireless siano in rapida evoluzione, la versione più recente non è il fattore determinante per i router industriali. Altri fattori, come la disponibilità e la latenza, giocano un ruolo più importante. 

Vengono comunemente utilizzati 3 tipi di tecnologia wireless:

• Router industriali con Wi-Fi (2,4 GHz e 5 GHz): adatti per la connessione a una rete Wi-Fi locale, in particolare nei grandi siti produttivi. Sfruttano l'infrastruttura esistente e utilizzano la tecnologia più affidabile in un ambiente industriale.

• Router industriali 4G LTE: consigliati per trasferimenti di dati di medie dimensioni, con diverse categorie che offrono velocità crescenti (LTE Cat. M1/M2, 1, 3/4 e 6).

• Router industriali 5G: la soluzione del futuro per le applicazioni che richiedono un trasferimento massiccio di dati e una bassa latenza.

7- Throughput

Nelle applicazioni commerciali, il throughput del router è generalmente molto importante. In molte applicazioni industriali, i router non hanno bisogno di un throughput elevato, ma sono più importanti l'affidabilità e la disponibilità della connessione. In genere, è necessario inviare dati di sensori o comandi da e verso il dispositivo collegato al router. Questo non richiede una grande larghezza di banda, ma una connessione affidabile e sempre attiva.

8- Supporto per i protocolli di comunicazione

In molte applicazioni industriali, i router non si limitano a collegare i dispositivi Ethernet ad altre reti o a Internet. Ci sono ancora molte applicazioni che richiedono interfacce seriali come RS-232, RS-422 o RS-485. Queste interfacce seriali devono consentire la trasmissione trasparente di dati seriali su IP.

Inoltre, spesso è necessario convertire un protocollo seriale, come Modbus RTU, nella sua versione IP, Modbus TCP. Altri esempi sono la conversione da IEC 60870-5-101 (seriale) a IEC 60870-5-104 (IP), o la conversione tra diversi protocolli.

(IP), o la conversione tra diversi protocolli industriali, che è più complessa. Infine, l'integrazione nel cloud richiede la conversione dei protocolli seriali in MQTT o AMQP.

9- Integrazione del cloud

L'integrazione del cloud svolge un ruolo cruciale nella trasformazione digitale, in particolare per le applicazioni IIoT. I router industriali devono ora fornire non solo una connessione a Internet, ma anche una perfetta integrazione con gli ambienti cloud. I principali attori del cloud industriale includono Azure (Microsoft) e AWS (Amazon).

MQTT e AMQP: gli standard per l'integrazione del cloud

Un mezzo standardizzato per l'integrazione nel cloud è il supporto dei protocolli MQTT e AMQP. In particolare, MQTT consente l'integrazione con Azure IoT Hub. Recentemente sono state rese possibili integrazioni più profonde con i cloud Azure e AWS grazie a runtime dedicati.

Runtime per la distribuzione di applicazioni cloud all'edge

Questi runtime funzionano come un livello aggiuntivo di un router industriale. Il loro vantaggio è che consentono di distribuire applicazioni e funzioni aggiuntive del sistema cloud direttamente sul bordo della rete.

Router industriali: trovate il modello perfetto per la vostra applicazione

La scelta del router industriale più adatto alla vostra applicazione può essere una sfida, poiché sul mercato esistono numerosi modelli con caratteristiche e prezzi diversi.

Questo confronto definitivo vi aiuterà a confrontare i migliori router industriali di diversi marchi popolari, tra cui Sierra Wireless, InHand Networks, Moxa e Netmodule.

Qual è la differenza tra un router industriale e un modem industriale?

Un router industriale e un modem industriale sono entrambi dispositivi di comunicazione utilizzati nell'industria, ma con ruoli diversi:

Il router industriale assicura la connessione alla rete mobile e il flusso di dati. È un hub che gestisce il traffico tra i diversi dispositivi industriali e Internet. È versatile e offre funzioni complete come la sicurezza della rete e il supporto di diversi protocolli.

Il modem industriale, invece, si concentra sul trasferimento di dati da macchina a macchina e sul controllo remoto. È un traduttore specializzato che consente alle macchine industriali di comunicare in modo efficiente con piattaforme cloud o server. È compatto, a basso consumo e spesso dotato di funzioni di crittografia dei dati.

Insomma, il router industriale gestisce la "circolazione" dei dati, mentre il modem industriale mette a fuoco il loro "trasporto" diretto. Scegliete quello che soddisfa le vostre esigenze di connettività e comunicazione industriale.