Ethernet-APL
Enkel Ethernet-tilkobling av sensorer ved hjelp av APL Field switch
Hva menes med Ethernet-APL?
APL står for Advanced Physical Layer og innebærer en videreutvikling av den fysiske dataoverføringen i Ethernet-nettverk. Denne Physical Layer åpner for muligheten til å utveksle Ethernet-data over kun to tråder, i stedet for fire eller åtte, som har vært tilfelle så langt.
I tillegg til den rene kommunikasjonen åpner teknologien også for strømforsyning av tilkoblede enheter på samme lederpar (opsjon).
Ethernet-APL er dermed en av flere egenskaper i Single Pair Ethernet (SPE), og gjør at sensorer kan tilkobles direkte, slik at også gjennomgående kommunikasjon helt til aller siste meter på feltområder er mulig.
Egenskaper ved Ethernet APL
APL-teknologien har følgende egenskaper:
- Dekking av større avstander: Trunk-lengde opptil 1000 m, Spur opptil 200 m
- Kan benyttes på eksplosjonsbeskyttede områder (soner 0, 1 og 2)
- Interoperabilitet i enheter og systemer fra forskjellige produsenter
- Innsamling og analyse av mange forskjellige tilleggsdata er mulig (Big Data) – nye løsninger som Predictive Maintenance for økt tilgjengelighet kan implementeres
- Kostnadsgunstig modernisering av anlegget grunnet bruk av eksisterende kabler og velkjent Ethernet-protokoll, som EtherNet/IP™, HART-IP, OPC UA og PROFINET
Hva er forskjellen mellom SPE og Ethernet-APL?
Teknologien Single Pair Ethernet omfatter forskjellige standarder, som støtter ulike datahastigheter og kabellengder og dermed er egnet for forskjellige anvendelser. Man skiller mellom standardene 10BASE-T1S, 10BASE-T1L, 100BASE-T1 og 1000BASE-T1.
Advanced Physical Layer bruker 10BASE-T1-L-standarden fra IEEE 802.3cg sammen med IEC TS 60079-47, 2021-03 (2-WISE) standard (2-WISE = 2-Wire Intrinsically Safe Ethernet) og støtter metodene for eksplosjonsbeskyttelse, inkludert egensikkerhet. Ethernet APL åpner dermed for bruk på eksplosjonsfarlige områder og lasking av større avstander opptil 1000 m ved 10 Mbit/s.
Ethernet APL i prosessanlegg
Hvor benyttes Ethernet APL?
Advanced Physical Layer åpner for direkte tilkobling av enheter og sensorer på Ex-områdene i prosesstekniske anvendelser. Med den direkte Ethernet-integreringen kan omstendelige Gateway-løsninger bortfalle dersom man skal ha tilgang til data fra feltområdet. Ethernet APL er dermed det økonomiske utgangspunktet og banebryteren for IIoT innen prosessautomasjon. Samtidig åpner den for nye konsepter som NAMUR Open Architecture (NOA) og Open Process Automation Standard (O-PAS™). Dermed vil forskjellige brukergrupper kunne dra nytte av den nye teknologien:
- Driftsansvarlige og brukere
- Leverandører av styresystemer
- EPC-er og systemintegratorer
- Utstyrsprodusenter
Oppsetting av APL-nettverk
Ethernet-APL kan brukes i både kompakte anlegg (f.eks. farmasi, kjemi) og i utstrakte anlegg innen prosessindustrien. For større rekkevidder brukes Trunk- og Spur-topologien.
Switchene Ethernet APL som er installert i felten er tiltenkt drift i eksplosjonsfarlige områder (sone 1 og 2 eller Division 2), slik at alle de strenge kravene til eksplosjonsbeskyttelse kan imøtekommes med beskyttelsesgradene økt sikkerhet eller egensikkerhet.
Følgende grafikk viser en konseptuell layout basert på aktivitetene i Ethernet-APL-prosjektet, som ble avsluttet i august 2022.
Nettverkstopologien kan i tillegg prosjekteres fleksibelt, slik at også kompakte Layouts kan utformes. Her kan det gis avkall på Trunk-egenskapene ved at APL-switchene kobler portene for APL Spur direkte til standard Ethernet.
Ethernet-APL-produkter er allerede klare for serieproduksjon og kan tas i bruk i dag
Vårt engasjement rundt Ethernet-APL
Mellom 2018 og 2022 arbeidet Phoenix Contact på Ethernet-APL-prosjektet sammen med andre ledende leverandører av prosessteknikk med å utforme en totrådet Ethernet-løsning som imøtekommer brukernes behov. Sammen med standardiseringsorganisasjonene PROFIBUS & PROFINET International, FieldComm Group, ODVA og OPC Foundation etablerte industripartnerne for dette en åpen standard med utgangspunkt i et nytt fysisk sjikt for bruk innen prosessautomatisering.
I 2019 presenterte Phoenix Contact de første funksjonelle prototypene av Ethernet-APL-switcher på NAMUR hovedforsamlingen, som fant sted i slutten av 2019, samt på ARC-Forum i februar 2020. For å koble data til en HMI og skyen ved hjelp av en Ethernet-APL-switch og PLCnext Technology benyttet NAMUR-installasjonen med APL-prosjektpartnerne ABB, Endress+Hauser, KROHNE og SAMSON, PROFINET-protokollen. På ARC-Forum ble tilkobling via OPC UA presentert sammen med ABB.
Flere produksjonsklare APL-produkter er allerede tilgjengelige i dag, og listen utvides stadig. Bli overbevist du også.
Flere nye kommunikasjonsteknologier Gjennomgående kommunikasjon frem til felten
For tiden oppstår det i mange komiteer og standardiseringsprosjekter nye kommunikasjonsstandarder som OPC UA, TSN, SPE og 5G. Disse nye teknologiene skal likevel ikke betraktes som uavhengige av hverandre, men danner sammen fremtidens kommunikasjon.
Som ledende teknologiaktør med mer enn 30 års erfaring innenfor industriell kommunikasjonsteknikk er Phoenix Contact delaktig i alle viktige standardiseringskomiteer. Her er vi med på å utforme den nye, produsentuavhengige kommunikasjonsstandarden for automatiseringen.
Du finner ut mer om de nye standardene på sidene våre.
