Ethernet-APL
Eenvoudige Ethernet-verbinding van sensoren met behulp van de APL Field Switches
Wat wordt bedoeld met Ethernet-APL?
De afkorting APL staat voor Advanced Physical Layer en betekent een verdere ontwikkeling van de fysieke gegevensoverdracht in Ethernet-netwerken. Deze Physical Layer maakt het mogelijk Ethernet-gegevens via slechts twee draden, in plaats van vier of acht draden, uit te wisselen.
Naast de pure communicatie maakt de technologie ook optioneel voeding van aangesloten apparaten op hetzelfde aderpaar mogelijk.
Ethernet-APL is dus een van de verschillende verschijningsvormen van het Single Pair Ethernet (SPE) en maakt de directe verbinding van sensoren mogelijk, zodat ook een transparante communicatie voor de laatste meters in het veldbereik mogelijk is.
Kenmerken van Ethernet-APL
De APL-technologie wordt gekenmerkt door de volgende eigenschappen:
- Overbrugging van grote afstanden: trunklengte tot 1.000 m, aftakkingen tot 200 m
- Toepassing in explosiebeveiligde omgevingen mogelijk (zones 0, 1 en 2)
- Interoperabiliteit van apparaten en systemen van verschillende fabrikanten
- Registratie en analyse van talrijke aanvullende gegevens mogelijk (Big Data) – nieuwe oplossingen zoals Predictive Maintenance voor de verhoging van de beschikbaarheid realiseerbaar
- Voordelige installatiemodernisering dankzij gebruik van aanwezige bekabelingen en beproefde Ethernet-protocollen, zoals EtherNet/IP™, HART-IP, OPC UA en PROFINET
Wat is het verschil tussen SPE en Ethernet-APL?
De Single Pair Ethernet-technologie bevat verschillende standaarden, die verschillende gegevenssnelheden en kabellengtes ondersteunen, en daardoor voor verschillende toepassingen geschikt zijn. Er wordt onderscheid gemaakt tussen de standaarden 10BASE-T1S, 10BASE-T1L, 100BASE-T1 en 1000BASE-T1.
Advanced Physical Layer gebruikt de 10BASE-T1-L-standaard uit de IEEE 802.3cg samen met de IEC TS 60079-47, 2021-03 (2-WISE) -standaard (2-WISE = 2-Wire Intrinsically Safe Ethernet) en ondersteunt methoden van explosiebescherming, inclusief de intrinsiekveiligheid. Ethernet-APL maakt daarmee het gebruik in explosiegevaarlijke omgevingen en de overbrugging van grote afstanden tot 1.000 m bij 10 Mbit/s mogelijk.
Ethernet-APL in procesinstallaties
Waar wordt Ethernet-APL gebruikt?
Advanced Physical Layer maakt de directe aansluiting van apparaten en sensoren in explosiegevaarlijke omgevingen van procestechnische toepassingen mogelijk. Door de directe Ethernet-integratie kan worden afgezien van omslachtige gateway-oplossingen, wanneer toegang moet worden verkregen tot gegevens uit het veldbereik. Ethernet-APL is daarmee de economische basis en wegbereider voor het Industrial Internet of Things in de procesautomatisering. Tegelijkertijd maakt het nieuwe concepten mogelijk, zoals de NAMUR Open Architecture (NOA) of de Open Process Automation Standard (O-PAS™). Daardoor kunnen verschillende gebruikersgroepen van de nieuwe technologie profiteren:
- Exploitanten en gebruikers
- Leveranciers van besturingssystemen
- EPC's en systeemintegrators
- Apparaatfabrikanten
Opbouw van een APL-netwerk
Ethernet-APL kan zowel in compacte installaties (bijv. farmacie, chemie) als in uitgebreide installaties in de procesindustrie worden gebruikt. Voor grote reikwijdte wordt de trunk- en spur-topologie gebruikt.
De in het veld geïnstalleerde Ethernet-APL-switches zijn bedoeld voor gebruik in explosiegevaarlijke omgevingen (zone 1 en 2 of divisie 2), zodat alle hoge eisen aan de explosiebeveiliging met de beschermklassen Verhoogde veiligheid of Intrinsiekveiligheid kunnen worden gewaarborgd.
De volgende grafiek toont een conceptuele lay-out op basis van de activiteiten van het Ethernet-APL-project, dat in augustus 2022 werd afgerond.
Bovendien kan de netwerktopologie flexibel worden geprojecteerd, zodat ook compacte lay-outs realiseerbaar zijn. Hier kan van de ontwikkeling van de trunk worden afgezien, doordat de APL-Switches de APL-spur-poorten direct met het standaard Ethernet verbonden worden.
Ethernet-APL-producten zijn al klaar voor serieproductie en vandaag al klaar voor gebruik
Onze betrokkenheid op het gebied van Ethernet-APL
Van 2018 tot 2022 heeft Phoenix Contact samen met andere toonaangevende leveranciers van procestechniek in het Ethernet-APL-project gewerkt aan de realisatie van een tweedraads Ethernet-oplossing die voldoet aan de eisen van de gebruikers. Samen met de standaardiseringsorganisaties PROFIBUS & PROFINET International, FieldComm Group, ODVA en OPC Foundation maken de industriepartners hiervoor een open standaard op basis van een nieuwe fysieke laag voor gebruik in de procesautomatisering.
In 2019 heeft Phoenix Contact de eerste werkende prototypes van Ethernet-APL-switches gepresenteerd en gedemonstreerd op de NAMUR-bijeenkomst eind 2019 en het ARC-Forum in februari 2020. Om gegevens met behulp van een Ethernet-APL-switch en de PLCnext Technology te verbinden met een HMI en de cloud, maakte de NAMUR-installatie met de APL-projectpartners ABB, Endress+Hauser, KROHNE en SAMSON gebruik van het PROFINET-protocol. Op het ARC-Forum kon samen met ABB de koppeling via OPC UA worden getoond.
Verschillende productieklare APL-producten zijn nu al beschikbaar en de lijst wordt voortdurend uitgebreid. Overtuig uzelf.
Andere nieuwe communicatietechnologieën Transparant tot in het veld communiceren
In veel commissies en standaardisatieprojecten ontstaan momenteel nieuwe communicatiestandaarden, zoals OPC UA, TSN, SPE en 5G. Deze nieuwe technologieën mogen echter niet onafhankelijk van elkaar worden gezien, want ze vormen samen de communicatie van de toekomst.
Als technologieleider met ruim 30 jaar ervaring op het gebied van industriële communicatietechniek is Phoenix Contact actief in alle belangrijke standaardisatiecommissies. Daar werken wij voor u mee aan de nieuwe, fabrikantoverstijgende communicatiestandaard voor de automatisering.
Lees meer op onze pagina's over de nieuwe standaarden.
