Laboratorio di Scienze e Tecnologie Applicate all’Industria 4.0

Obiettivi del Laboratorio

Il laboratorio “Fondamenti del gateway IIoT: dal sensore al cloud” si propone di introdurre e approfondire il funzionamento dei gateway industriali IIoT , con particolare riferimento all’interconnessione tra sistemi di automazione industriale e infrastrutture IT. L’obiettivo centrale è creare un ponte tra sensori fisici e cloud , utilizzando tecnologie e protocolli standard del settore (PROFINET, MQTT, OPC UA, Node -RED). Gli studenti avranno la possibilità di:

• Progettare e configurare un’ architettura IIoT funzionante, che colleghi il livello di campo (sensori e PLC) con il livello informatico superiore (cloud, sistemi di visualizzazione, server MQTT).
• Utilizzare Node -RED come strumento visuale per la gestione dei flussi dati e l’elaborazione delle informazioni.
• Integrare il gateway all’interno di una rete PROFINET simulata, raccogliendo e visualizzando dati reali da dispositivi di campo.
• Acquisire competenze sulle tecnologie HTTP, SSL, MQTT, OPC UA , e sulla sicurezza della comunicazione in rete.

Finalità Didattiche

Il laboratorio risponde all’esigenza crescente di formare figure professionali capaci di gestire la digitalizzazione dell’industria , con particolare attenzione alla convergenza tra OT (Operational Technology) e IT (Information Technology) . 1. Competenze tecnologiche

• Conoscenza dell’ecosistema IIoT , delle sue architetture a strati e delle tecnologie di comunicazione M2M.
• Padronanza nell’uso dei protocolli industriali e IoT (PROFINET, MQTT, OPC UA).
• Capacità di configurare e utilizzare un gateway come nodo intermedio tra reti chiuse e Internet.
• Comprensione dei concetti di indirizzamento IP, porte di comunicazione, sicurezza informatica in ambiente industriale. 2. Esperienza pratica completa
• Utilizzo del PLC S7 -1516 Advanced , sensori analogici, e un touch panel TP700 per simulare reali condizioni di fabbrica.
• Messa in servizio e programmazione attraverso il TIA Portal e WinCC Advanced .
• Applicazione di esercizi progressivi su Node -RED, dalla gestione dei nodi alla visualizzazione e analisi grafica dei dati provenienti dalla rete. 3. Sviluppo del pensiero sistemico
• Progettazione di una catena completa di automazione , dal sensore fisico al cloud , con identificazione dei punti di accesso dati e ottimizzazione dei flussi informativi.
• Integrazione di diversi linguaggi e tecnologie: logica di controllo (PLC), flussi dati (Node -RED), formati dati (JSON), protocolli di rete.

Conclusione

Il laboratorio rappresenta una palestra formativa avanzata per preparare gli studenti alle sfide della transizione digitale in ambito industriale , con particolare attenzione all’ Industria 4.0 e all’Internet of Things . Attraverso l’uso di hardware reale, gateway professionali, e ambienti di sviluppo visivi, il laboratorio permette di:

• Comprendere in profondità l’interazione tra dispositivi di campo e sistemi informatici;
• Sviluppare soluzioni IIoT scalabili e sicure ;
• Sperimentare l’elaborazione e la trasmissione dei dati in tempo reale , fino all’integrazione cloud. Questa esperienza didattica forma studenti tecnologicamente competenti, versatili e orientati al futuro , pronti a operare in ambienti industriali connessi e intelligenti.