Ethernet APL
Snadné ethernetové připojení snímačů pomocí přepínačů PL Field Switches
Co rozumíme pod pojmem Ethernet APL?
APL je zkratkou pro Advanced Physical Layer a znamená další rozvoj fyzického přenosu dat v ethernetových sítích. Tato fyzická vrstva umožňuje výměnu ethernetových dat pouze přes dva vodiče, namísto dosavadních čtyř nebo osmi vodičů.
Vedle čisté komunikace tato technologie také volitelně umožňuje provádět přes tentýž pár vodičů elektrické napájení zařízení.
Ethernet APL je tedy jedním z několika provedení Single Pair Ethernet (SPE) a umožňuje přímé připojení snímačů, takže je umožněna nepřetržitá komunikace i na posledních metrech v terénu.
Vlastnosti Ethernet APL
Technologie APL se vyznačuje následujícími vlastnostmi:
- Překlenutí velkých vzdáleností: Délka hlavního vedení až 1 000 m, délka větví až 200 m
- Možnost použití v oblastech s nebezpečím výbuchu (zóny 0, 1 a 2)
- Interoperabilita zařízení a systémů různých výrobců
- Možnost zaznamenávání a analýzy mnoha dalších dat (Big Data) – lze vytvářet nová řešení, např prediktivní údržbu pro zvýšení dostupnosti
- Cenově výhodná modernizace zařízení díky používání dostupné kabeláže a osvědčených ethernetových protokolů, jako je EtherNet/IP™, HART-IP, OPC UA a PROFINET
Jaký je rozdíl mezi SPE a Ethernet APL?
Technologie Single Pair Ethernet zahrnuje různé standardy, které podporují různé rychlosti přenosu dat a délky kabelů a díky tomu jsou vhodné pro různé aplikace. Rozlišujeme mezi standardy 10BASE-T1S, 10BASE-T1L, 100BASE-T1 a 1000BASE-T1.
Advanced Physical Layer používá standard 10BASE-T1-L z IEEE 802.3cg společně se standardem IEC TS 60079-47, 2021-03 (2-WISE) (2-WISE = 2-Wire Intrinsically Safe Ethernet) a podporuje metody ochrany proti výbuchu včetně jiskrové bezpečnosti. Ethernet APL proto umožňuje použití v oblastech s nebezpečím výbuchu a přemostění velkých vzdáleností – až 1 000 m při 10 Mbit/s.
Ethernet APL v procesních zařízeních
Kde se Ethernet APL používá?
Advanced Physical Layer umožňuje přímé připojení zařízení a snímačů v oblastech s nebezpečím výbuchu v aplikacích zpracovatelského průmyslu. Díky přímé integraci do ethernetové sítě se pro potřeby přístupu k datům z oblasti pole nemusí používat náročná řešení brány. Ethernet APL je tak ekonomickým základem a průkopníkem IIoT v automatizaci procesů. Zároveň umožňuje nové koncepce, jako je otevřená architektura NAMUR (NOA) nebo standardní automatizace otevřených procesů (O-PAS™). Z nové technologie proto mohou těžit různé skupiny uživatelů:
- Provozovatelé a uživatelé
- Dodavatelé řídicích systémů
- EPC a systémoví integrátoři
- Výrobci přístrojů
Struktura sítě APL
Ethernet APL lze používat v kompaktních zařízeních (např. farmaceutický nebo chemický průmysl) i v rozsáhlých zařízeních zpracovatelského průmyslu. Pro velké dosahy se používá topologie hlavního vedení a větví.
Přepínače Ethernet APL instalované v terénu jsou určeny k provozu v oblastech s nebezpečím výbuchu (zóny 1 a 2 nebo divize 2), takže mohou být zaručeny všechny vysoké požadavky na ochranu proti výbuchu se stupni ochrany zvýšené bezpečnosti nebo jiskrové bezpečnosti.
Následující graf znázorňuje koncepční uspořádání založené na aktivitách projektu Ethernet APL, který byl dokončen v srpnu 2022.
Topologii sítě je navíc možné navrhovat flexibilně, takže lze realizovat i kompaktní uspořádání. Zde lze upustit od provedení hlavního vedení, ve kterém přepínače APL připojují porty APL-Spur přímo ke standardnímu ethernetu.
Produkty Ethernet APL jsou připraveny k sériové výrobě a připraveny k použití již dnes
Naše aktivity v oblasti Ethernet APL
V letech 2018-2022 společnost Phoenix Contact spolupracovala s dalšími předními dodavateli techniky zpracovatelského průmyslu na projektu Ethernet APL s cílem realizovat dvouvodičové ethernetové řešení, které splňuje požadavky uživatelů. Společně se standardizačními organizacemi PROFIBUS & PROFINET International, FieldComm Group, sdružením Open DeviceNet Vendors Association a OPC Foundation vytvořili průmysloví partneři otevřený standard založený na nové fyzické vrstvě pro použití v automatizaci procesů.
V roce 2019 představila společnost Phoenix Contact první funkční prototypy přepínačů Ethernet APL v demonstrátorech na hlavním jednání NAMUR na konci roku 2019 a na fóru ARC v únoru 2020. Pro připojení dat k rozhraní HMI a cloudu pomocí přepínače Ethernet APL a technologie PLCnext využila instalace NAMUR protokol PROFINET spolu s partnery projektu APL – společnostmi ABB, Endress+Hauser, KROHNE a SAMSON. Na fóru ARC bylo společně se společností ABB předvedeno připojení přes OPC UA.
Již dnes je k dispozici několik produktů APL připravených k výrobě a jejich seznam se neustále rozšiřuje. Přesvědčte se sami.
Další nové komunikační technologie Stabilní komunikace až k poli
V mnoha komisích a standardizačních projektech dnes vznikají nové komunikační standardy jako OPC UA, TSN, Single Pair Ethernet a 5G. Tyto nové technologie však od sebe nelze oddělovat, tvoří totiž společně komunikaci budoucnosti.
Jako technologický lídr s více než 30 lety zkušeností v oblasti průmyslové komunikační techniky se společnost Phoenix Contact angažuje ve všech důležitých standardizačních komisích. Tam pro vás vytváříme nový komunikační standard pro automatizaci vhodný pro každého výrobce.
Získejte na našich stránkách více informací o nových standardech.
