Principy technologie Ethernet-APL

Ethernet-APL je zkratka pro Advanced Physical Layer, což je technologie navržená pro podporu více průmyslových komunikačních protokolů, včetně PROFINET, EtherNet/IP, OPC-UA a HART-IP.

Vývoj technologie Ethernet-APL začal v roce 2018 v rámci iniciativy známé jako projekt APL, která spojila široké konsorcium organizací za účelem vylepšení stávajících standardů IEEE a IEC. Tento přístup využil zavedené standardy k zajištění silného přijetí na trhu a interoperability.

Tato technologie využívá stíněný dvouvodičový kabel, který umožňuje komunikaci napájenou po smyčce se spolehlivou a přímočarou síťovou strukturou a topologií. Ethernet-APL pracuje v plně duplexním režimu, podporuje délku kabelů až 1 000 metrů a přenáší data rychlostí 10 Mbit/s.

Ethernet-APL nabízí pro průmyslové komunikační systémy významné výhody:

• Flexibilita protokolu: Podporuje široce používané a standardizované ethernetové protokoly.
• Zjednodušená konfigurace sítě: Snižuje složitost nastavení a údržby.
• Sjednocené nástroje pro IT a OT: Umožňují konzistentní řešení problémů napříč doménami.
• Minimální náročnost instalace: Snižuje čas a náklady na nasazení.
• Dvouvodičový kabel: Kombinuje přenos dat a energie v jednom kabelu.
• Dosah s delší vzdáleností: Spolehlivě funguje na vzdálenost až 1 000 metrů.
• Ochrana proti výbuchu: Zahrnuje hodnocení a certifikace pro prostředí s nebezpečím výbuchu a jiskrovou bezpečnost.
• Elektrická stabilita: Ochrana proti přepětí a odolnost vůči elektromagnetickému rušení.
• Podpora migrace: Umožňuje potenciální opětovné použití kabelů Fieldbus typu A pro snazší přechod.

Ethernet-APL podporuje různé topologie: topologii typu „trunk-and-spur“ nebo hvězdicovou topologii. Spojení jsou pouze point-to-point mezi jednotlivými spojeními s přepínači, které tvoří segment.

Každý přepínač Ethernet-APL izoluje komunikaci mezi segmenty a eliminuje tak jakékoli rušení, jako je například přeslech. Chrání také komunikaci před jakýmikoli problémy nebo rušením z přístrojů v různých segmentech.

Zde naleznete technické atributy platné pro Ethernet-APL:

Když mluvíme o přepínačích, máme také dva body, které umožňují topologickou flexibilitu. Zaprvé máme napájecí přepínače, které přivádějí napájení a komunikaci do jednoho nebo více portů hlavního vedení. Jsou napájeny zvenčí.

Za druhé, máme provozní přepínače, které poskytují porty s odbočkami. Napájení v tomto případě pochází z hlavního vedení nebo z externího zdroje.

Tato grafika ukazuje příklad topologie typu „trunk-and-spur“:

Toto je hvězdicová topologie:

Vývojáři této technologie chtěli zvýšit šance na široké přijetí v průmyslu, a proto použili známé typy, jako jsou šroubové svorky, pružinové svorky a konektory M8 a M12.

Kabel pro implementaci Ethernet-APL je také známý, kabel Fieldbus typu A (odpor 100 Ω, tolerance ±20 Ω), IEC 61158-2 používaný jako referenční kabel pro třídy AWG 26-14 a průřez vodičů 0,324 až 2,5 mm^².

Aby se snížily chyby v zapojení, ke kterým dochází u jiných technologií, Ethernet-APL přijal nezávislost polarity. Polní instrumentace se nesmí navzájem rušit a jejich konfigurace se provádí pouze mezi zařízeními peer-to-peer.

Specifikace 2-WISE je další funkce integrovaná do Ethernet-APL, která definuje parametry pro jiskrově bezpečné obvody. Koncept je odvozen z FISCO. Všechna pravidla intrinsické aplikace jsou stejná, protože terénní inženýři a technici jsou s nimi již obeznámeni.

Konfigurace polních provedení je rychlá díky aplikaci průvodce a automatickému nastavení; Ethernet-APL umožňuje vysokorychlostní přenos dat pro jednoduché a rychlé uvedení do provozu. Průmyslové tablety jako Field Xpert se spolu s chytrými telefony a přístroji pro testování kabelů stanou každodenními nástroji pro terénní techniky pracující s digitálními přístroji.

Tato technologie byla vyvinuta pro okamžitou implementaci do reálných konceptů průmyslového internetu věcí, aby se zjednodušila výstavba, uvádění do provozu a operace zpracovatelských provozů. Pro usnadnění máme standardy NAMUR Open Architecture (NOA) a Open Process Automation Standards (O-PAS™) od Open Process Automation Forum (OPAF).

Díky cloudovým službám IIoT, jako je například ekosystém Netilion IIoT od společnosti Endress+Hauser, budeme brzy mít aplikace Ethernet-APL, které podpoří propojení mezi provozem a cloudem a budou poskytovat správné služby pro různé účely, jako je diagnostika a prediktivní údržba.

Tyto aplikace umožňují transparentní integraci mezi OT a IT se zaměřením na dosažení jednotné síťové technologie. Zůstaňte s námi – brzy přineseme více informací o Ethernet-APL, aplikacích a technické rady.