Ethernet-APL
Conexión Ethernet sencilla de sensores mediante switches de campo APL
¿Qué se entiende por Ethernet APL?
Las siglas APL provienen de Advanced Physical Layer y hacen referencia al desarrollo continuo de la transmisión física de datos en redes Ethernet. Esta Physical Layer ofrece la posibilidad de intercambiar datos Ethernet a través de solo dos hilos, en lugar de los cuatro u ocho hilos utilizados hasta el momento.
Además de la comunicación pura, la tecnología permite también de manera opcional la alimentación de los equipos conectados en el mismo par de hilos.
Ethernet APL es, por tanto, una de las diversas versiones de Single Pair Ethernet (SPE) y permite la conexión directa de sensores, de forma que también hace posible una comunicación continua en los últimos metros del área del campo.
Características de Ethernet-APL
La tecnología APL destaca por las siguientes características:
- Puenteo de distancias grandes: longitud de trunk hasta 1000 m, spur hasta 200 m
- Posibilidad de uso en zonas protegidas contra explosión (zonas 0, 1 y 2)
- Interoperabilidad de los equipos y sistemas de distintos fabricantes
- Posibilidad de registro y análisis de numerosos datos adicionales (big data) – posibilidad de crear nuevas soluciones como Predictive Maintenance (mantenimiento predictivo) para aumentar la disponibilidad
- Modernización rentable de las instalaciones gracias al uso del cableado disponible y protocolos Ethernet probados, como EtherNet/IP™, HART-IP, OPC UA y PROFINET
¿Cuál es la diferencia entre SPE y Ethernet APL?
La tecnología Single Pair Ethernet abarca diversos estándares que admiten distintas velocidades de transmisión de datos y longitudes de cable y que, de esta forma, son aptas para distintas aplicaciones. Se distingue entre los estándares 10BASE-T1S, 10BASE-T1L, 100BASE-T1 y 1000BASE-T1.
Advanced Physical Layer emplea el estándar 10BASE-T1-L de IEEE 802.3cg junto con el estándar IEC TS 60079-47, 2021-03 (2-WISE) (2-WISE = 2-Wire Intrinsically Safe Ethernet) y es compatible con los métodos de la protección contra explosión, incluida la seguridad intrínseca. Ethernet-APL permite así el uso en zonas Ex y además permite salvar grandes distancias de hasta 1000 m con 10 MBit/s.
Ethernet-APL en instalaciones de procesos
¿Dónde se emplea Ethernet-APL?
Advanced Physical Layer permite la conexión directa de equipos y sensores en aplicaciones de tecnología de procesos en zonas Ex. Mediante la integración de Ethernet directa, se puede renunciar a las costosas soluciones de pasarelas de enlace cuando se debe acceder a los datos desde la zona de campo. Por tanto, Ethernet-APL se convierte en una base rentable y en facilitador para el Internet industrial de las cosas en la automatización de procesos. Al mismo tiempo, permite implantar nuevos conceptos como NAMUR Open Architecture (NOA) u Open Process Automation Standard (O-PAS™). De esta forma, distintos grupos de aplicaciones pueden aprovechar la nueva tecnología:
- Empresas operadoras y usuarios
- Proveedores de sistemas de control
- EPC e integradores de sistemas
- Fabricantes de equipos
Estructura de una red APL
Ethernet-APL se puede emplear tanto en instalaciones compactas (p. ej. farmacéutica, química) como en instalaciones extensas de la industria de procesos. Para grandes alcances, se emplea la topología trunk y spur.
Los switches Ethernet-APL instalados en campo están previstos para el uso en zonas Ex (zona 1 y 2 o división 2), por lo que se pueden garantizar todos los estrictos requisitos de protección contra explosión con los índices de protección de seguridad elevada o seguridad intrínseca.
El siguiente gráfico muestra un diseño conceptual basado en las actividades del proyecto Ethernet-APL, que finalizó en agosto de 2022.
Además, la topología de la red se puede diseñar de forma flexible, de manera que permite realizar diseños compactos. En este caso, se puede renunciar al trunk, ya que los switches APL conectan directamente los puertos spur APL a la Ethernet estándar.
Los productos Ethernet-APL ya están listos para la producción en serie y pueden utilizarse hoy mismo
Nuestro compromiso en el ámbito de Ethernet-APL
Entre los años 2018 y 2022, Phoenix Contact trabajó junto con otros proveedores líderes de la tecnología de procesos en el proyecto Ethernet APL en la realización de una solución Ethernet de dos hilos que cumpliera los requisitos del usuario. Junto con las organizaciones de normalización PROFIBUS & PROFINET International, FieldComm Group, ODVA y OPC Foundation, los socios de la industria consolidaron un estándar abierto basado en una nueva capa física para su uso en la automatización de procesos.
En 2019, Phoenix Contact presentó los primeros prototipos funcionales de switches Ethernet-APL en demostradores en la sede central de NAMUR a finales de 2019 y en el Foro ARC en febrero de 2020. Para conectar datos mediante un switch Ethernet-APL y la PLCnext Technology a una HMI y la nube, la instalación NAMUR con los socios de proyecto APL ABB, Endress+Hauser, KROHNE y SAMSON utilizó el protocolo PROFINET. En el Foro ARC, se mostró la conexión a través de OPC UA junto con ABB.
En la actualidad, ya hay disponibles varios productos APL listos para la producción en serie, y la lista no deja de ampliarse. Convénzase usted mismo.
Otras nuevas tecnologías de comunicación Comunicación universal hasta el campo
En estos momentos, en muchos gremios y proyectos de estandarización están surgiendo nuevos estándares de comunicación como OPC UA, TSN, SPE y 5G. Estas nuevas tecnologías no se deben abordar de manera independiente, sino que forman juntas la comunicación del futuro.
Como líder tecnológico con más de 30 años de experiencia en el ámbito de la tecnología de comunicación industrial, Phoenix Contact participa en todos los organismos de normalización importantes. En ellos, contribuimos a elaborar para usted el nuevo estándar de comunicación universal para la automatización.
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