Facile collegamento Ethernet di sensori tramite switch APL Field
Cos'è l'Ethernet-APL?
APL è l'abbreviazione di Advanced Physical Layer, un'evoluzione della trasmissione fisica dei dati nelle reti Ethernet. Questo Physical Layer consente di scambiare i dati Ethernet solo tramite due fili, invece che tramite quattro o otto fili come finora.
Oltre alla comunicazione vera e propria, tale tecnologia permette anche opzionalmente di alimentare i dispositivi collegati sulla stessa coppia di fili.
Ethernet-APL rappresenta quindi una delle diverse versioni di Single Pair Ethernet (SPE) e consente il collegamento diretto dei sensori così da garantire la comunicazione continua anche sugli ultimi metri nel campo.
Qual è la differenza tra SPE ed Ethernet-APL?
La tecnologia Single Pair Ethernet comprende diversi standard che supportano diverse velocità dati e lunghezze cavi e quindi sono adatti a diverse applicazioni. Si distingue tra gli standard 10BASE-T1S, 10BASE-T1L, 100BASE-T1 e 1000BASE-T1.
L'Advanced Physical Layer usa lo standard 10BASE-T1-L della IEEE 802.3cg e lo standard IEC TS 60079-47, 2021-03 (2-WISE) (2-WISE = 2-Wire Intrinsically Safe Ethernet) e supporta metodi della protezione da esplosioni, inclusa la sicurezza intrinseca. Ethernet-APL consente quindi l'uso in zone a pericolo di esplosione e il superamento di grandi distanze fino a 1000 m a 10 MBit/s.
Caratteristiche di Ethernet-APL
La tecnologia APL presenta le seguenti caratteristiche:
- Superamento di grandi distanze: lunghezza del trunk fino a 1000 m, derivazioni fino a 200 m
- Uso consentito in zone protette da esplosioni (zone 0, 1 e 2)
- Interoperabilità di dispositivi e sistemi di diversi produttori
- Possibilità di raccolta e analisi di numerosi dati aggiuntivi (Big Data): nuove soluzioni implementabili come la manutenzione predittiva per l'aumento della disponibilità
- Modernizzazione economica degli impianti grazie all'uso del cablaggio esistente e dei collaudati protocolli Ethernet, come EtherNet/IP™, HART-IP, OPC UA e PROFINET
Ethernet-APL negli impianti di processo
Dove viene utilizzata la tecnologia Ethernet-APL?
L'Advanced Physical Layer consente di eseguire un collegamento diretto di dispositivi e sensori nelle zone Ex delle applicazioni della tecnica di processo. Tramite l'integrazione Ethernet diretta è possibile rinunciare a complicate soluzioni gateway per accedere a dati dal campo. La tecnologia Ethernet-APL rappresenta quindi la base economica e il precursore dell'IIoT nell'automazione dei processi. Allo stesso tempo, permette di realizzare nuovi sistemi come il NAMUR Open Architecture (NOA) o l'Open Process Automation Standard (O-PAS™). Diversi gruppi di utenti possono quindi trarre vantaggio dalla nuova tecnologia:
- Gestori e utenti
- Fornitori di sistemi di controllo
- EPC e system integrator
- Produttori di dispositivi
Struttura di una rete APL
Ethernet-APL può essere utilizzato in impianti compatti (ad esempio in quelli farmaceutici, chimici), nonché in impianti estesi dell'industria di processo. La topologia trunk e di derivazione è utilizzata per coperture elevate.
Gli switch Ethernet-APL installati in campo sono previsti per l'uso in zone a potenziale rischio di esplosione (zona 1 e 2 o divisione 2) in modo da poter soddisfare tutti gli elevati requisiti per la protezione dalle esplosioni con i gradi di protezione sicurezza aumentata o sicurezza intrinseca.
Inoltre, la topologia della rete può essere progettata in modo flessibile così da poter realizzare anche layout compatti. In questo caso, è possibile rinunciare alla versione trunk facendo in modo che gli switch APL colleghino le porte di derivazione APL direttamente all'Ethernet standard.
Logo del progetto Ethernet-APL
Il nostro impegno nel settore Ethernet-APL
Nell'ambito del progetto Ethernet-APL, Phoenix Contact collabora con altri fornitori di spicco operanti nel settore della tecnologia di processo al fine di realizzare una soluzione Ethernet a due fili che soddisfi le esigenze degli utenti. In collaborazione con gli organismi di normalizzazione PROFIBUS & PROFINET International, FieldComm Group, ODVA e OPC Foundation, i partner industriali stanno realizzando uno standard aperto basato su un nuovo livello fisico per l'uso nell'automazione dei processi.
Durante l'assemblea generale NAMUR tenutasi a fine 2019 e il forum di ARC a febbraio 2020, Phoenix Contact ha presentato i primi prototipi funzionanti di switch Ethernet-APL all'interno di dimostratori. L'installazione di NAMUR, realizzata con i partner di progetto APL ABB, Endress+Hauser, KROHNE e SAMSON, utilizzava il protocollo PROFINET per collegare i dati a una HMI e al cloud, tramite switch Ethernet-APL e PLCnext Technology. In collaborazione con ABB, al forum ARC è stato possibile mostrare il collegamento tramite OPC UA.
Nuove ulteriori tecnologie di comunicazione Per una comunicazione costante fino al campo
Nuovi standard di comunicazione come OPC UA, TSN, SPE e 5G sono attualmente in fase di sviluppo in molti comitati e progetti di standardizzazione. Tuttavia, le nuove tecnologie non devono essere viste indipendentemente l'una dall'altra, anzi, insieme formano la comunicazione del futuro.
In qualità di leader tecnologico con oltre 30 anni di esperienza nel campo delle tecnologie per la comunicazione industriale, Phoenix Contact è coinvolta in tutti i principali comitati di standardizzazione. Qui progettiamo per te un nuovo standard di comunicazione per l'automazione indipendente dal produttore.
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