Ethernet-APL
Anturien yksinkertaiset Ethernet-liitännät APL-kenttäkytkimien avulla
Mitä Ethernet-APL tarkoittaa?
APL on lyhenne sanoista Advanced Physical Layer ja tarkoittaa fyysisen tiedonsiirron jatkokehittämistä Ethernet-verkoissa. Tämän fyysisen kerroksen (physical layer) ansiosta Ethernet-tietoja voidaan siirtää aiemman neljän tai kahdeksan johtimen sijasta vain kahden johtimen kautta.
Teknologia mahdollistaa pelkän tiedonsiirron lisäksi valinnaisesti myös liitettyjen laitteiden sähkönsyötön saman johdinparin kautta.
Ethernet-APL on siten yksi Single Pair Ethernetin (SPE) ilmenemismuoto ja mahdollistaa anturien liittämisen suoraan, jotta tiedonsiirto voidaan varmistaa aukottomasti aina kenttätason viimeisille metreille asti.
Ethernet-APL:n ominaisuudet
APL-teknologian ominaisuudet:
- Pitkien etäisyyksien kattaminen: runkokaapelien pituus 1 000 metriin asti ja haarakaapelien 200 metriin asti
- Käyttö räjähdysvaarallisilla alueilla (alueet 0, 1 ja 2)
- Käytettävissä eri valmistajien laitteissa ja järjestelmissä
- Lukuisten lisätietojen (massadata) kerääminen ja analysointi – voidaan toteuttaa uusia ratkaisuja, kuten ennakoivaa kunnossapitoa käytettävyyden parantamiseen
- Laitteistoja voidaan nykyaikaistaa edullisesti käyttämällä olemassa olevia kaapeleita ja luotettavia Ethernet-protokollia (kuten EtherNet/IP™, HART-IP, OPC UA ja PROFINET) ansiosta
Mikä ero on SPE:llä ja Ethernet-APL:llä?
Single Pair Ethernet -teknologia kattaa useita eri standardeja, jotka tukevat eri tiedonsiirtonopeuksia ja kaapelipituuksia. Siksi se soveltuu käytettäväksi useissa eri sovelluksissa. SPE kattaa 10BASE-T1S-, 10BASE-T1L-, 100BASE-T1- ja 1000BASE-T1-standardit.
Advanced Physical Layer käyttää IEEE 802.3cg -standardin mukaista 10BASE-T1-L-standardia yhdessä IEC TS 60079-47, 2021-03 (2-WISE) -standardin (2-WISE = 2-Wire Intrinsically Safe Ethernet) kanssa ja tukee räjähdyssuojauksen menetelmiä sekä luontaista turvallisuutta. Siten Ethernet-APL mahdollistaa käytön räjähdysvaarallisilla alueilla ja pitkien etäisyyksien siltauksen 1 000 metriin asti 10 Mb/s nopeudella.
Ethernet-APL prosessilaitteistoissa
Missä Ethernet-APL:ää käytetään?
Advanced Physical Layer mahdollistaa laitteiden ja anturien liittämisen suoraan prosessiteknisten sovellusten räjähdysvaarallisilla alueilla. Suoran Ethernet-integraation ansiosta voidaan luopua työläistä yhdyskäytäväratkaisuista, kun tietoihin päästään käsiksi kentältä. Ethernet-APL on siten taloudellinen perusta ja uranuurtaja prosessiautomaation IIoT:lle. Samanaikaisesti se mahdollistaa uudet konseptit, kuten NAMUR Open Architecturen (NOA) tai Open Process Automation Standardin (O-PAS™). Siksi useat eri käyttäjäryhmät voivat hyötyä tästä uudesta teknologiasta:
- Järjestelmien ylläpitäjät ja käyttäjät
- Ohjausjärjestelmien toimittajat
- EPC:t ja järjestelmäintegraattorit
- Laitevalmistajat
APL-verkon rakenne
Ethernet-APL:ää voidaan käyttää niin kompakteissa laitteistoissa (kuten lääke- ja kemianteollisuudessa) kuin prosessiteollisuuden laajoissa järjestelmissä. Pitkillä etäisyyksillä käytetään runko- ja haaratopologiaa.
Kentälle asennetut Ethernet-APL-kytkimet on tarkoitettu käytettäviksi räjähdysvaarallisilla alueilla (alueet 1 ja 2 tai ryhmä 2), joten ne täyttävät kaikki korotetun turvallisuuden tai luontaisesti vaarattoman suojausasteen mukaiselle räjähdyssuojaukselle asetetut korkeat vaatimukset.
Seuraavassa kuvassa on esitetty elokuussa 2022 valmistuneen Ethernet-APL -hankkeen toimintaan perustuva käsitteellinen pohjapiirustus.
Lisäksi verkkotopologia voidaan suunnitella joustavasti kompaktien asettelujen toteuttamiseksi. Tällöin voidaan luopua yhdyskaapeleista, kun APL-kytkimet liittävät APL-haaraportit suoraan tavalliseen Ethernetiin.
Ethernet-APL -tuotteet ovat jo valmiita sarjatuotantoon ja käyttövalmiita jo tänään
Panostuksemme Ethernet-APL:ään
Vuosina 2018–2022 Phoenix Contact työskenteli Ethernet-APL-projektissa yhteistyössä muiden johtavien prosessitekniikan tarjoajien kanssa tavoitteenaan käyttäjävaatimusten täyttävän kaksijohtimisen Ethernet-ratkaisun toteuttaminen. Teollisuuskumppanit laativat tätä varten yhdessä PROFIBUS & PROFINET International-, FieldComm Group-, ODVA- ja OPC Foundation -standardointijärjestöjen kanssa avoimen standardin uuden fyysisen kerroksen pohjalta prosessiautomaatiossa käyttöä varten.
Phoenix Contact esitteli Ethernet-APL-kytkimien ensimmäiset toimivat prototyypit NAMUR Hauptsitzung -konferenssissa vuoden 2019 lopussa ja ARC Forumissa helmikuussa 2020. NAMUR Installation ja sen APL-projektikumppanit ABB, Endress+Hauser, KROHNE ja SAMSON hyödynsivät PROFINET-protokollaa tietojen yhdistämisessä HMI:hin ja pilveen Ethernet-APL-kytkimen ja PLCnext Technologyn avulla. ARC-Forumissa esiteltiin yhdessä ABB:n kanssa yhteys OPC UA:n kautta.
Useita sarjatuotantokelpoisia APL-tuotteita on jo nyt saatavilla, ja tuoteluetteloa laajennetaan jatkuvasti. Anna valikoiman puhua puolestaan.
Muut uudet tiedonsiirtotekniikat Yhtenäinen tiedonsiirto kentälle asti
Tällä hetkellä useissa toimikunnissa ja standardointihankkeissa kehitetään uusia tiedonsiirtostandardeja, kuten OPC UA-, TSN-, SPE- ja 5G-standardeja. Näitä uusia teknologioita ei kuitenkaan tule nähdä toisistaan riippumattomina, vaan ne yhdessä muodostavat tulevaisuuden tiedonsiirron.
Phoenix Contactilla on teknologiajohtajana yli 30 vuoden kokemus teollisuuden tiedonsiirtotekniikan alalta, ja se on mukana kaikissa tärkeissä standardointikomiteoissa. Niissä suunnittelemme sinulle uutta, eri valmistajille sopivaa automaation tiedonsiirtostandardia.
Lue sivustoltamme lisää uusista standardeista.
