Ethernet-APL
Conexão Ethernet fácil de sensores com a ajuda do switch de campo APL
O que se entende por Ethernet-APL?
A abreviatura APL significa Advanced Physical Layer e se refere o aperfeiçoamento da transmissão de dados física em redes Ethernet. Esta Physical Layer cria a possibilidade de agora trocar dados Ethernet através de dois fios em vez de, até agora, quatro ou oito fios.
Para além da comunicação em si, esta tecnologia permite realizar opcionalmente no mesmo par de fios a fonte de alimentação dos equipamentos conectados.
Assim, Ethernet-APL é um dos vários formatos da Single Pair Ethernet (SPE) e possibilita a conexão direta de sensores, permitindo uma comunicação universal mesmo nos últimos metros na área de campo.
Características de Ethernet-APL
A tecnologia APL se caracteriza pelas seguintes propriedades:
- Transposição de grandes distâncias: comprimento de Trunk até 1.000 m, Spurs até 200 m
- Possibilidade de utilização em áreas protegidas contra explosão (zonas 0, 1 e 2)
- Interoperabilidade de dispositivos e sistemas de diferentes fabricantes
- Possibilidade de aquisição e análise de inúmeros dados adicionais (Big Data) – é possível implementar novas soluções, como a manutenção preventiva, para aumentar a disponibilidade
- Modernização econômica de instalações graças à utilização de cabeamentos existentes e de protocolos Ethernet comprovados, como EtherNet/IP™, HART-IP, OPC UA e PROFINET
Qual é a diferença entre SPE e Ethernet-APL?
A tecnologia Single Pair Ethernet abrange diversos padrões e suporta diferentes taxas de transmissão de dados e comprimentos do cabo, sendo assim adequada para várias aplicações. Se distingue entre os padrões 10BASE-T1S, 10BASE-T1L, 100BASE-T1 e 1000BASE-T1.
Advanced Physical Layer usa o padrão 10BASE-T1-L da IEEE 802.3cg em conjunto com o padrão IEC TS 60079-47, 2021-03 (2-WISE) (2-WISE = 2-Wire Intrinsically Safe Ethernet) e suporta métodos da proteção contra explosão, incluindo a segurança intrínseca. Assim, Ethernet-APL permite a utilização em atmosferas potencialmente explosivas e a transposição de grandes distâncias até 1.000 m com 10 MBit/s.
Ethernet-APL em instalações de processamento
Onde é utilizada a Ethernet-APL?
Advanced Physical Layer permite a conexão direta de dispositivos e sensores em atmosferas potencialmente explosivas de aplicações de tecnologia de processos. Através da integração direta da Ethernet, é possível prescindir de dispendiosas soluções de gateway para acessar a dados da área de campo. Assim, Ethernet-APL é a base econômica e o capacitador para a IIoT e a automação de processos. Ao mesmo tempo, possibilita novos conceitos como a NAMUR Open Architecture (NOA) e o Open Process Automation Standard (O-PAS™). Desse modo, a nova tecnologia pode beneficiar diferentes grupos de utilização:
- Operadores e usuários
- Fornecedores de sistemas de controle
- EPCs e integradores de sistemas
- Fabricantes de dispositivos
Estrutura de uma rede APL
A Ethernet-APL pode ser utilizada tanto em instalações compactas (p. ex., farmacêuticas, químicas) como em instalações extensas da indústria de processos. Para grandes alcances são utilizadas as topologias Trunk e Spur.
Os switches Ethernet-APL instalados no campo estão concebidos para a operação em atmosferas potencialmente explosivas (zonas 1 e 2 ou divisão 2), de modo que são garantidas todas as elevadas demandas em termos de proteção contra explosão com os graus de proteção e de segurança aumentada e segurança intrínseca.
O gráfico a seguir mostra uma configuração conceptual baseada nas atividades do projeto Ethernet-APL, que foi concluído em agosto de 2022.
Além disso, a topologia de rede pode ser projetada de forma flexível, permitindo implementar também layouts compactos. Aqui é possível prescindir dos formatos do Trunk em que os switches APL conectam as portas Spur de APL diretamente à Ethernet padrão.
Os produtos Ethernet-APL já estão prontos para produção em série e utilização
Nosso empenho na área Ethernet-APL
No período de 2018-2022, a Phoenix Contact trabalhou com outros fornecedores líderes em tecnologia de processos no projeto Ethernet-APL, no sentido da implementação de uma solução Ethernet de dois fios que satisfaça as demandas dos usuários. Para isso, os parceiros industriais estabeleceram, em conjunto com os organismos de normalização PROFIBUS & PROFINET International, FieldComm Group, ODVA e OPC Foundation, um padrão aberto com base em uma nova camada física para a utilização na automação de processos.
A Phoenix Contact apresentou os primeiros protótipos funcionais de switches Ethernet-APL em demonstradores na sessão principal da NAMUR no fim de 2019 e no fórum ARC em fevereiro de 2020. Para conectar dados com a ajuda de um switch Ethernet-APL e a PLCnext Technology com uma IHM e à cloud, a instalação NAMUR com os parceiros de projeto ABB, Endress+Hauser, KROHNE e SAMSON usou o protocolo PROFINET. No fórum ARC, em conjunto com a ABB, foi apresentada a conexão via OPC UA.
Nesse momento já estão disponíveis vários produtos APL para produção em série e a lista está sendo constantemente ampliada. Comprove você mesmo.
Outras novas tecnologias de comunicação Comunicação universal até o campo
De momento, em muitos organismos e projetos de padronização estão sendo criados padrões de comunicação como OPC UA, TSN, SPE e 5G. No entanto, estas novas tecnologias não devem ser vistas independentemente umas das outras, formando juntas a comunicação do futuro.
Como líder tecnológico com mais de 30 anos de experiência no setor da tecnologia industrial de comunicação, a Phoenix Contact está envolvida em todos os organismos de padronização mais importantes. Aí ajudamos a criar para você o novo padrão de comunicação independente do fabricante para a automatização.
Saiba mais nas nossas páginas sobre os novos padrões.
