Ethernet-APL
Łatwe podłączenie czujników do sieci Ethernet za pomocą switcha obiektowego APL
Czym jest Ethernet-APL?
APL to skrót od Advanced Physical Layer. Jest to zaawansowana warstwa fizyczna transmisji danych w sieciach Ethernet. Ta warstwa fizyczna stwarza możliwość wymiany danych Ethernet przez tylko dwa przewody, zamiast dotychczasowych czterech lub ośmiu.
Oprócz samej komunikacji technologia ta umożliwia również opcjonalnie zasilanie urządzeń podłączonych do tej samej pary przewodów.
Ethernet-APL jest zatem jedną z kilku opcji Ethernetu jednoparowego (SPE) i umożliwia bezpośrednie podłączenie czujników, co pozwala na kompleksową komunikację również na poziomie obiektu.
Właściwości Ethernet-APL
Technologia APL wyróżnia się następującymi właściwościami:
- Transmisja na duże odległości: długość magistrali (trunk) do 1000 m, długość odgałęzienia (spur) do 200 m
- Możliwość używania w obszarach zagrożonych wybuchem (strefa 0, 1 i 2)
- Interoperacyjność urządzeń i systemów różnych producentów
- Możliwość zbierania i analizy wielu dodatkowych danych (big data) oraz realizacji nowych rozwiązań, takich jak predykcyjne utrzymanie ruchu w celu zwiększenia dyspozycyjności
- Modernizacja istniejących obiektów niewielkim kosztem dzięki możliwości wykorzystania istniejącego okablowania i sprawdzonych protokołów Ethernet, np. EtherNet/IP™, HART-IP, OPC UA i PROFINET
Jaka jest różnica między Ethernetem jednoparowym a Ethernet-APL?
Technologia ethernetu jednoparowego obejmuje różne standardy obsługujące różne prędkości transmisji danych i długości kabli, zatem nadaje się do różnych zastosowań. Rozróżnia się standardy 10BASE-T1S, 10BASE-T1L, 100BASE-T1 i 1000BASE-T1.
Advanced Physical Layer wykorzystuje standard 10BASE-T1-L z normy IEEE 802.3cg w połączeniu ze standardem IEC TS 60079-47, 2021-03 (2-WISE) (2-WISE = 2-Wire Intrinsically Safe Ethernet) i wspiera metody ochrony przeciwwybuchowej wraz z wykonaniem iskrobezpiecznym. Ethernet-APL nadaje się do obszarów zagrożonych wybuchem i transmisji danych z prędkością 10 Mbit/s na duże dystanse do 1000 m.
Ethernet-APL w liniach technologicznych
Gdzie stosuje się Ethernet-APL?
Advanced Physical Layer umożliwia bezpośrednie podłączenie urządzeń i czujników w obszarze Ex linii technologicznych. Bezpośrednia integracja z siecią Ethernet pozwala na eliminację skomplikowanych bramek do dostępu do danych z obiektu. Ethernet-APL jest zatem ekonomiczną bazą i prekursorskim rozwiązaniem dla IIoT w automatyce przemysłowej. Jednocześnie umożliwia realizację nowych koncepcji, np. NAMUR Open Architecture (NOA) czy Open Process Automation Standard (O-PAS™). Korzyści nowej technologii mogą zatem odczuć różne grupy:
- Użytkownicy
- Dostawcy systemów sterowania
- EPC i integratorzy systemów
- Producenci urządzeń
Budowa sieci APL
Sieci Ethernet-APL mogą być stosowane zarówno w kompaktowych systemach (np. przemysł farmaceutyczny i chemiczny), jak i rozległych obiektach w przemyśle przetwórczym. Do dużych odległości stosuje się technologię magistrali (trunk) i odgałęzienia (spur).
Zainstalowane na terenie obiektu switche Ethernet-APL są przeznaczone do pracy w obszarach zagrożonych wybuchem (strefa 1 i 2 lub grupa 2), co pozwala na spełnienie wszystkich wysokich wymagań w zakresie ochrony przeciwwybuchowej poprzez stopień ochrony budowa wzmocniona i wykonanie iskrobezpieczne.
Poniższa grafika przedstawia koncepcyjny układ oparty na działaniach projektu Ethernet-APL, który został zakończony w sierpniu 2022 r.
Ponadto umożliwia elastyczną konfigurację topologii sieci, co pozwala na realizację kompaktowych układów. Tutaj można zrezygnować z magistrali trunk, ponieważ switche APL mogą połączyć porty odgałęźne PLC bezpośrednio do standardowego Ethernetu.
Produkty Ethernet-APL są już gotowe do produkcji seryjnej i gotowe do użycia już dziś
Nasze zaangażowanie w dziedzinie Ethernet-APL
W latach 2018-2022 w ramach projektu Ethernet-APL prowadzonego we współpracy z innymi wiodącymi dostawcami technologii procesowej firma Phoenix Contact pracowała nad realizacją Ethernetu dwuprzewodowego spełniającego wymagania użytkowników. Wspólnie z organizacjami standaryzacyjnymi PROFIBUS & PROFINET International, FieldComm Group, ODVA i OPC Foundation partnerzy z różnych gałęzi przemysłu stworzyli otwarty standard oparty na nowej warstwie fizycznej do zastosowania w automatyce procesowej.
Pod koniec 2019 roku firma Phoenix Contact zaprezentowała pierwsze w pełni funkcjonalne prototypy switchy Ethernet-APL w demonstratorach w czasie posiedzenia głównego NAMUR, a w lutym 2020 r. na forum ARC. W instalacji NAMUR partnerów projektu APL ABB, Endress+Hauser, KROHNE i SAMSON wykorzystano protokół PROFINET, aby połączyć dane z HMI i chmurą za pomocą switcha Ethernet-APL i PLCnext Technology. Na forum ARC wspólnie z firmą ABB zaprezentowano połączenie za pośrednictwem OPC UA.
Już dziś dostępnych jest kilka gotowych do produkcji produktów APL, a lista ta jest stale poszerzana. Przekonaj się.
Więcej nowych standardów komunikacji Komunikacja na wszystkich poziomach aż po poziom obiektu
W wielu zespołach i projektach standaryzacyjnych powstają aktualnie nowe standardy komunikacji, np. OPC UA, TSN, SPE i 5G. Nowych technologii nie należy jednak rozpatrywać w oderwaniu od siebie, bowiem wspólnie tworzą one komunikację przyszłości.
Firma Phoenix Contact jako lider technologiczny z ponad 30 -letnim doświadczeniem w dziedzinie komunikacji przemysłowej należy do wszystkich ważnych zespołów standaryzacyjnych. Przy naszym współudziale powstaje w nich nowy, niezależny standard komunikacji do automatyki przemysłowej.
Na naszych stronach dowiesz się więcej na temat nowych standardów.
