Ethernet-APL
Connexion Ethernet simple de capteurs avec le switch de terrain APL
Qu'est-ce que l'Ethernet APL ?
L'abréviation APL (Advanced Physical Layer) correspond à la couche physique avancée et désigne un perfectionnement de la transmission physique des données dans les réseaux Ethernet. Cette couche physique permet d'échanger des données Ethernet sur deux fils seulement, au lieu de quatre ou huit fils comme jusqu'à présent.
Outre la simple communication, la technologie permet également, en option, d'alimenter les appareils connectés sur la même paire de fils.
L'Ethernet APL est donc l'une des nombreuses versions du Single Pair Ethernet (SPE) et permet la connexion directe de capteurs, de sorte qu'une communication sans interruption est également possible sur les derniers mètres sur le terrain.
Caractéristiques d'Ethernet-APL
La technologie APL se caractérise par les propriétés suivantes :
- Franchissement de grandes distances : longueur du tronc jusqu'à 1 000 m, des branches jusqu'à 200 m
- Utilisation en atmosphères explosibles possible (zones 0, 1 et 2)
- Interopérabilité des appareils et des systèmes de différents fabricants
- Saisie et analyse de nombreuses données supplémentaires (Big Data) – nouvelles solutions réalisables, telles que la maintenance préventive pour augmenter la disponibilité
- Modernisation rentable des installations grâce à l'utilisation des câblages existants et des protocoles Ethernet éprouvés, tels que EtherNet/IP™, HART-IP, OPC UA et PROFINET
Quelle est la différence entre le SPE et l'Ethernet APL ?
La technologie Single Pair Ethernet comprend différentes normes qui prennent en charge différents débits de données et longueurs de câble, et qui sont donc adaptées à différentes applications. On distingue les normes 10BASE-T1S, 10BASE-T1L, 100BASE-T1 et 1000BASE-T1.
L'Advanced Physical Layer utilise le standard 10BASE-T1-L de la norme IEEE 802.3cg conjointement avec le standard CEI TS 60079-47, 2021-03 (2-WISE) (2-WISE = 2-Wire Intrinsically Safe Ethernet) et prend en charge les méthodes de la protection anti-explosion, y compris la sécurité intrinsèque. L'Ethernet-APL permet ainsi l'utilisation dans des atmosphères explosibles et le franchissement de grandes distances jusqu'à 1 000 m pour 10 Mbit/s.
Ethernet-APL dans les installations de process
Où est utilisé l'Ethernet-APL ?
L'Advanced Physical Layer permet le raccordement direct d'appareils et de capteurs dans les zones ATEX des applications techniques de process. L'intégration directe d'Ethernet permet d'éviter les solutions complexes de passerelles pour accéder aux données depuis le terrain. L'Ethernet-APL est donc la base économique et le précurseur de l'IIoT dans l'automatisation des process. Il permet simultanément de nouveaux concepts, comme la NOA (NAMUR Open Architecture) ou l'O-PAS™ (Open Process Automation Standard). Différents groupes d'utilisateurs peuvent ainsi profiter de la nouvelle technologie :
- Exploitants et utilisateurs
- Fournisseurs de systèmes de régulation et de commande
- EPC et intégrateurs de système
- Constructeurs d'appareils
Mise en place d'un réseau APL
L'Ethernet-APL peut aussi bien être utilisé dans des installations compactes (p. ex. domaine pharmaceutique ou chimique) que dans des installations étendues dans l'industrie des process. Pour de grandes distances, on utilise la topologie dite du tronc (trunk) et des branches (spurs).
Les switchs Ethernet-APL installés sur le terrain sont prévus pour l'exploitation dans des atmosphères explosibles (zones 1 et 2 ou division 2), de sorte que toutes les exigences élevées en matière de protection anti-explosion, avec les indices de protection de sécurité accrue ou de sécurité intrinsèque, peuvent être assurées.
Le graphique ci-dessous présente un schéma conceptuel basé sur les activités du projet Ethernet-APL, qui s'est achevé en août 2022.
De plus, la topologie de réseau peut être configurée de manière flexible, ce qui permet également la réalisation de layouts compacts. Il est ici possible de renoncer à la caractéristique du tronc en raccordant les switchs APL et les ports de branches APL directement sur l'Ethernet standard.
Les produits Ethernet-APL sont d'ores et déjà prêts à être produits en série et à être utilisés
Notre engagement dans le domaine Ethernet-APL
De 2018 à 2022, Phoenix Contact a travaillé dans le cadre du projet Ethernet-APL avec d'autres prestataires leaders de la technique des process à la réalisation d'une solution Ethernet bifilaire, qui répond aux exigences des utilisateurs. En collaboration avec les organismes de normalisation PROFIBUS & PROFINET International, FieldComm Group, ODVA et OPC Foundation, les partenaires de l'industrie ont établi une norme ouverte basée sur une nouvelle couche physique pour une utilisation dans l'automatisation des process.
Phoenix Contact a présenté les premiers prototypes fonctionnels de switchs Ethernet-APL dans des appareils de démonstration à l'occasion de la réunion principale de NAMUR fin 2019 ainsi qu'au forum ARC en février 2020. L'installation NAMUR, développée avec les partenaires du projet APL que sont ABB, Endress+Hauser, KROHNE et SAMSON, a utilisé le protocole PROFINET afin de relier des données à l'aide d'un switch Ethernet-APL et de la PLCnext Technology à une IHM et au cloud. La connexion via OPC UA réalisée en collaboration avec ABB a été présentée à l'occasion du forum ARC.
Aujourd'hui, plusieurs produits APL prêts pour la production en série sont déjà disponibles et la liste ne cesse de s'allonger. Jugez par vous-même.
Autres nouvelles technologies de communication Communiquer en continu jusque sur le terrain
De nouvelles normes de communication telles que OPC UA, TSN, SPE et 5G sont actuellement en cours d'élaboration dans de nombreux comités et projets de normalisation. Ces nouvelles technologies ne doivent toutefois pas être considérées indépendamment l'une de l'autre car elles forment ensemble la communication du futur.
En tant que leader technologique, avec plus de 30 ans d'expérience dans le domaine de la technologie de communication industrielle, Phoenix Contact s'engage dans tous les organismes de normalisation importants. Là, nous contribuons à concevoir pour vous cette nouvelle norme de communication pour l'automatisation, indépendamment du fabricant.
Sur nos pages, découvrez-en davantage sur les nouvelles normes.
