Ethernet-APL
Прості Ethernet-з’єднання датчиків за допомогою польових комутаторів APL
Що означає Ethernet-APL?
Скорочення APL походить від Advanced Physical Layer та означає подальший розвиток фізичної передачі даних у мережах Ethernet. Цей фізичний рівень дозволяє обмінюватися даними Ethernet, використовуючи лише два проводи замість чотирьох чи восьми, як це було раніше.
Окрім чистого обміну даними, ця технологія також дозволяє додатково забезпечувати живлення підключених пристроїв на тій самій дротовій парі.
Таким чином, Ethernet APL є однією з декількох версій Single Pair Ethernet (SPE) і забезпечує пряме підключення датчиків, завдяки чому стає можливим постійний зв’язок також протягом останніх декількох метрів у полі.
Ознаки Ethernet-APL
Технології APL відрізняються наступними властивостями:
- Передача сигналу на великі відстані: довжина магістралі до 1000 м, відгалуження до 200 м
- Можливість застосування у вибухозахищеному середовищі (зони 0, 1 та 2)
- Взаємодія пристроїв та систем різних виробників
- Можливість збирання та аналізу численних додаткових даних (Big Data) — для підвищення експлуатаційної готовності можна впроваджувати нові рішення, такі як профілактичне обслуговування
- Економічна модернізація установок завдяки використанню наявних кабельних з’єднань та перевірених протоколів Ethernet, таких як EtherNet/IP™, HART-IP, OPC UA та PROFINET
Яка різниця між SPE та Ethernet-APL?
Технологія Single Pair Ethernet охоплює різноманітні стандарти, які підтримують різні скорості передачі даних та довжини кабелів і, таким чином, підходять для різних застосувань. Розрізняють стандарти 10BASE-T1S, 10BASE-T1L, 100BASE-T1 та 1000BASE-T1.
Advanced Physical Layer використовує стандарт 10BASE-T1-L від IEEE 802.3cg разом із стандартом IEC TS 60079-47, 2021-03 (2-WISE) (2-WISE = 2-Wire Intrinsically Safe Ethernet) і підтримує методи вибухозахисту, зокрема іскробезпеку. Таким чином Ethernet-APL забезпечує можливість використання у вибухонебезпечному середовищі та подолання великих відстаней до 1000 м зі швидкістю 10 Мбіт/с.
Ethernet-APL у технологічних установках
Де застосовується Ethernet-APL?
Advanced Physical Layer (APL) забезпечує пряме двопровідне Ethernet-з’єднання пристроїв та датчиків у вибухонебезпечних середовищах технологічних систем. Пряма інтеграція Ethernet дозволяє відмовитися від складних рішень шлюзів у випадках, коли потрібно отримувати доступ до польових даних. Таким чином, Ethernet-APL є економічною основою та рушієм для промислового Інтернету речей в автоматизації технологічних процесів. Водночас ця технологія робить можливими нові концепції, такі як NAMUR Open Architecture (NOA) або Open Process Automation Standard (O-PAS™). Тому переваги нових технологій можуть отримати різні групи користувачів:
- Оператори та користувачі
- Постачальники систем керування
- EPC та системні інтегратори
- Виробники пристроїв
Побудова мережі APL
Ethernet-APL можна використовувати як у компактних установках (наприклад, фармацевтична галузь, хімія), так і у великих системах у переробній промисловості. Для великих відстаней використовується топологія магістралей та відгалуження.
Комутатори Ethernet-APL, встановлені у полі, призначені для роботи в потенційно вибухонебезпечних середовищах (зона 1 і 2 або розділ 2), тому можна гарантувати виконання всіх високих вимог до вибухозахисту із ступенями захисту, підвищеною безпекою або іскробезпекою.
На зображенні нижче показано концептуальний макет, заснований на діяльності проєкту Ethernet-APL, який було завершено у серпні 2022 року.
Крім того, є можливість гнучко проєктувати топологію мережі, щоб реалізовувати також компактне розміщення. Тут можна відмовитись від форми магістралі, шляхом прямого під’єднання комутаторів APL відгалужувальних портів APL до стандартного Ethernet.
Вироби Ethernet-APL вже готові до серійного виробництва і використання вже сьогодні
Наша участь в галузі Ethernet-APL
З 2018 до 2022 року компанія Phoenix Contact разом з іншими провідними постачальниками виробничих систем працювала над проєктом Ethernet-APL для впровадження двопровідного рішення Ethernet, яке відповідає вимогам користувачів. Спільно із організаціями зі стандартизації PROFIBUS & PROFINET International, FieldComm Group, ODVA та OPC Foundation промислові партнери встановили відкритий стандарт на основі нового фізичного рівня для використання в автоматизації технологічних процесів.
У 2019 році компанія Phoenix Contact представила перші функціональні прототипи комутаторів Ethernet-APL у демонстраторах на головній нараді NAMUR наприкінці 2019 року та на форумі ARC у лютому 2020 року. Установка NAMUR та партнерів по проєкту APL ABB, Endress + Hauser, KROHNE та SAMSON використовувала протокол PROFINET для з’єднання даних з ЛМІ та хмарою за допомогою комутатора Ethernet-APL і PLCnext Technology. На форумі ARC разом з ABB було показано з’єднання через OPC UA.
Кілька готових до виробництва виробів APL вже доступні сьогодні, і цей список постійно розширюється. Переконайтеся самі.
Інші нові технології зв’язку Наскрізний обмін даними аж до польового рівня
Зараз у багатьох комітетах і проєктах зі стандартизації розробляються нові стандарти зв'язку, як-от OPC UA, TSN, SPE і 5G. Проте нові технології слід розглядати не окремо одна від одної, а як частину комунікаційної системи майбутнього.
Компанія Phoenix Contact як технологічний лідер із більш ніж 30-річним досвідом у сфері промислових технологій обміну даними бере активну участь у роботі всіх важливих комітетів зі стандартизації. Там ми створюємо для вас новий незалежний від виробників стандарт обміну даними для автоматизації.
Дізнайтеся більше про нові стандарти на наших сторінках.
