Ethernet-APL
Ligação Ethernet simples de sensores com a ajuda dos APL Field Switches
O que se entende por APL Ethernet?
A abreviatura APL representa Advanced Physical Layer e significa um desenvolvimento da transmissão física de dados nas redes Ethernet. Esta Physical Layer possibilita a troca de dados Ethernet através de apenas dois fios, em vez de quatro ou oito fios, como até à data.
Para além da comunicação pura, a tecnologia permite também, opcionalmente, a fonte de alimentação de dispositivos ligados no mesmo par de fios condutores.
A APL Ethernet é, assim, um dos vários desenvolvimentos da Single Pair Ethernet (SPE) e permite a ligação direta de sensores, para que seja também possível uma comunicação contínua nos últimos metros da área de campo.
Características da Ethernet-APL
A tecnologia APL distingue-se pelas seguintes características:
- Transposição de grandes distâncias: comprimento do tronco de até 1000 m, ramais até 200 m
- Utilização possível em áreas protegidas contra explosão (zonas 0, 1 e 2)
- Interoperabilidade dos equipamentos e sistemas de diferentes fabricantes
- Possibilidade de aquisição e análise de inúmeros dados adicionais (Big Data) – podem ser implementadas novas soluções, tal como Predictive Maintenance, para um aumento da disponibilidade
- Modernização económica de instalações graças à utilização de cablagem existente e protocolos de Ethernet comprovados, tais como EtherNet/IP™, HART-IP, OPC UA e PROFINET
Qual é a diferença entre SPE e APL Ethernet?
A tecnologia Single Pair Ethernet abrange diferentes padrões que suportam diferentes taxas de dados e comprimentos de cabos, sendo assim adequada para diferentes aplicações. Distingue-se entre os padrões 10BASE-T1S, 10BASE-T1L, 100BASE-T1 e 1000BASE-T1.
A Advanced Physical Layer utiliza o padrão 10BASE-T1-L da IEEE 802.3cg, juntamente com o padrão IEC TS 60079-47, 2021-03 (2-WISE) (2-WISE = 2-Wire Intrinsically Safe Ethernet) e é compatível com métodos da proteção contra explosões, incluindo a segurança intrínseca. A Ethernet-APL possibilita assim a utilização em áreas com atmosfera potencialmente explosiva e a transposição de grandes distâncias de até 1.000 m com 10 Mbps.
Ethernet-APL em instalações de processamento
Onde é aplicada a Ethernet-APL?
A Advanced Physical Layer permite a ligação direta de equipamentos e sensores em áreas com atmosfera potencialmente explosiva de aplicações de engenharia de processos. A integração de Ethernet direta permite prescindir de soluções de gateway dispendiosas, caso se pretenda aceder a dados da área de campo. A Ethernet-APL é assim a base económica e a pioneira para a Internet das Coisas Industrial na automação de processos. Ao mesmo tempo, possibilita novos conceitos, tais como a NAMUR Open Architecture (NOA) ou o padrão Open Process Automation Standard (O-PAS™). Desta forma, diferentes grupos de utilização podem beneficiar da nova tecnologia:
- Entidade exploradora e utilizador
- Fornecedores de sistemas de controlo
- EPC e integradores de sistema
- Fabricante de equipamentos
Estrutura de uma rede APL
A Ethernet-APL pode ser utilizada tanto em instalações compactas (p. ex., indústria farmacêutica, indústria química) como em instalações descentralizadas na indústria de processos. Para grandes alcances, é utilizada a topologia de tronco e ramal.
Os switches Ethernet-APL instalados no campo foram concebidos para a operação em áreas com atmosfera potencialmente explosiva (zona 1 e 2 ou divisão 2), pelo que podem ser assegurados todos os requisitos de proteção contra explosão com os graus de proteção de segurança elevada ou segurança intrínseca.
O gráfico seguinte mostra uma configuração conceptual baseada nas atividades do projeto Ethernet-APL, que foi concluído em agosto de 2022.
Além disso, a topologia da rede pode ser projetada de forma flexível, pelo que também podem ser realizados layouts compactos. Aqui, pode dispensar-se a extensão do tronco, dado que os Switches APL conectam as portas faixa APL diretamente à Ethernet padrão.
Os produtos Ethernet-APL já estão prontos para a produção em série e para serem utilizados
O nosso compromisso na área Ethernet-APL
No período de 2018-2022, a Phoenix Contact trabalhou no projeto Ethernet-APL, em colaboração com outros fornecedores de relevo da tecnologia de processos, com o objetivo de realizar uma solução de Ethernet de dois fios que preencha os requisitos do utilizador. Juntamente com as organizações de padronização PROFIBUS & PROFINET International, FieldComm Group, ODVA e OPC Foundation, os parceiros industriais estabeleceram um padrão aberto, com base numa nova camada física, para a utilização na automação de processos.
A Phoenix Contact apresentou os primeiros protótipos funcionais de switches Ethernet-APL em demonstradores aquando da reunião principal da NAMUR no final de 2019, bem como no Fórum ARC em fevereiro de 2020. Para ligar dados a uma HMI e à cloud com a ajuda de um switch Ethernet-APL e da PLCnext Technology, a instalação NAMUR com os parceiros de projeto APL ABB, Endress+Hauser, KROHNE e SAMSON utilizou o protocolo PROFINET. No Fórum ARC foi apresentada a ligação por OPC UA juntamente com a ABB.
Atualmente já estão disponíveis vários produtos APL prontos para produção e a lista está constantemente a ser alargada. Deixe-se impressionar.
Outras novas tecnologias de comunicação Comunicação consistente até ao campo
Em vários organismos e projetos de normalização surgem atualmente novos padrões de comunicação, como OPC UA, TSN, SPE e 5G. No entanto, estas novas tecnologias não devem ser consideradas independentes umas das outras, mas sim como formando, juntas, a comunicação do futuro.
Na qualidade de líder tecnológico com mais de 30 anos de experiência na área da tecnologia de comunicação industrial, a Phoenix Contact está envolvida em todos os principais organismos de normalização. Aí, moldamos para si o novo padrão de comunicação para a automação, compatível com todos os fabricantes.
Saiba mais sobre os novos padrões nas nossas páginas.
