Forståelse av Ethernet-APL
Funksjoner, fordeler og bruksområder
I korte trekk
- Ethernet-APL er en avansert kommunikasjonsteknologi for prosessautomatisering som bringer Ethernet til feltnivå.
- Ved å utvide Ethernet-konnektivitet forbi kontrollnivået til felten muliggjør Ethernet-APL en direkte integrering av feltenheter i Ethernet-baserte nettverk.
- Det kombinerer høyhastighetsoverføring av data med strømlevering over en enkelt tolederkabel, noe som muliggjør sømløs integrering av smarte feltenheter i industrielle nettverk.
- Ved å utvide Ethernet-konnektivitet til farlige og eksterne miljøer tilbyr Ethernet-APL et standardisert, robust og fremtidssikkert grunnlag for digitalisering og IIoT-bruksområder.
Hva er Ethernet-APL?
Ethernet-APL står for Advanced Physical Layer (avansert fysisk nivå), en teknologi utviklet for å støtte flere industrielle kommunikasjonsprotokoller, deriblant PROFINET, Ethernet/IP, OPC-UA og HART-IP.
Utviklingen av Ethernet-APL begynte i 2018 som APL-prosjektet, et initiativ som brakte sammen et bredt konsortium av organisasjoner for å forbedre eksisterende IEEE- og IEC-standarder. Metoden utnyttet etablerte standarder for å sikre interoperabilitet og sterk utbredelse på markedet.
Denne teknologien benytter en skjermet tolederkabel, noe som muliggjør sløyfebasert kommunikasjon med en pålitelig og ukomplisert nettverksstruktur og -topologi. Ethernet-APL fungerer i fulldupleksmodus, støtter kabellengder på opptil 1000 meter og leverer data ved 10 Mbit/s.
Hva er de viktigte fordeler med Ethernet-APL?
Ethernet-APL tilbyr betydelige fordeler for industrielle kommunikasjonssystemer:
- Protokollfleksibilitet: støtter utbredte og standardiserte Ethernet-protokoller.
- Forenklet nettverkskonfigurasjon: reduserer kompleksitet i oppsett og vedlikehold.
- Ensartet verktøy for IT og OT: muliggjør konsekvent feilsøking mellom domener.
- Minimalt installasjonsarbeid: senker implementeringstid og -kostnader.
- Tolederkabel: kombinerer data- og strømoverføring på en enkelt kabel.
- Støtte for lengre avstander: fungerer pålitelig over avstander på opptil 1000 meter.
- Eksplosjonsvern: omfatter klassifikasjoner og sertifiseringer for fareområder og egensikkerhet.
- Elektrisk stabilitet: overspenningsvern og motstand mot elektromagnetisk interferens.
- Migrasjonsstøtte: muliggjør potensielt gjenbruk av type-A-feltbusskabler for en enklere overgang.
Hva er Ethernet-APLs komponenter og topologier?
Ethernet-APL støtter forskjellige topologier: stam- og stikklednings- eller stjernetopologi. Tilkoblingene er bare punkt til punkt mellom hver tilkobling med svitsjene som utgjør et segment.
Hver Ethernet-APL-svitsj isolerer kommunikasjonen mellom segmentene og eliminerer enhver forstyrrelse, for eksempel krysstale. Den beskytter også kommunikasjonen mot problemer eller støy fra enheter i forskjellige segmenter.
Her er de tekniske attributtene som gjelder for Ethernet-APL:
Med tillatelse fra ethernet-apl.org
Når vi snakker om svitsjer, har vi også to elementer som fremmer topologisk fleksibilitet. For det første har vi strømsvitsjene som fører strøm og kommunikasjon i én eller flere stamledningsporter. De drives eksternt.
For det andre har vi feltsvitsjer som tilbyr porter hvor vi kan ha stikkledninger. Strømmen kommer i dette tilfellet fra stamledningen eller en ekstern kilde.
Denne grafikken viser et eksempel på en stam- og stikkledningstopologi:
Med tillatelse fra ethernet-apl.org
Dette er en stjernetopologi:
Med tillatelse fra ethernet-apl.org
Hvor enkel er en Ethernet-APL-feltinstallasjon?
Utviklerne av denne teknologien ønsket å øke sjansene for bred utnyttelse i bransjen, så de har brukt velkjente komponenter som skrueklemmer, fjærklemmer og M8- og M12-koblinger.
Kabelen for å implementere Ethernet-APL er også kjent, type-A-feltbusskabel (100 ohm motstand, +/-20 ohm toleranse), IEC 61158-2 brukt som referansekabel for AWG-klasse 26-14 og tverrsnitt fra 0,324 til 2,5 mm2.
For å redusere kablingsfeil som skjer med andre teknologier, har Ethernet-APL tatt i bruk polaritetsuavhengighet. Feltenheter kan ikke forstyrre hverandre, og konfigurasjonen deres utføres bare peer-to-peer.
2-WISE-spesifikasjonen er en ytterligere funksjon som er integrert i Ethernet-APL, og som definerer parameterne for egensikre kretser. Konseptet er avledet av FISCO. Alle reglene for et iboende bruksområde er de samme, fordi ingeniører og teknikere allerede kjenner dem.
Konfigurasjonen av feltenheter er rask takket være veiviserappen og det automatiske oppsettet. Ethernet-APL tillater en høyhastighetoverføring av data for enkel, rask idriftsetting. Industrielle nettbrett som Field Xpert, sammen med smarttelefoner og kabeltestenheter, blir hverdagsverktøy for feltteknikere som håndterer digitale instrumenter.
Ethernet-APL og IIoT
Denne teknologien ble utviklet for å bli umiddelbart implementert i konkrete IIoT-løsninger og for å forenkle bygging, idriftsetting og drift av prosessanlegg. For å forenkle implementeringen har vi NAMUR Open Architecture (NOA) og Open Process Automation Standards (O-PAS™) fra Open Process Automation Forum (OPAF).
Med IIoT-skybaserte tjenester, for eksempel IIoT-økosystemet Netilion fra Endress+Hauser, vil vi snart ha Ethernet-APL-bruksområder som kan støtte konnektivitet mellom felten og skyen, med de rette tjenestene for forskjellige formål som diagnostikk og forebyggende vedlikehold.
Ethernet-APL-topologi
Disse bruksområdene muliggjør gjennomsiktig integrering mellom OT og IT, der fokus er å oppnå en enkelt netteknologi. Følg med – vi vil bringe mer informasjon om Ethernet-APL, bruksområder og tekniske råd snart.
