Lär dig mer om Ethernet-APL
Funktioner, fördelar och tillämpningar
Kortfattat
- Ethernet-APL är en avancerad kommunikationsteknik inom processautomation som gör det möjligt att dra nytta av Ethernet i driftmiljön.
- Genom att utöka Ethernet-konnektiviteten från kontrollrummet till driftmiljön möjliggör Ethernet-APL en direkt integrering av fältenheter i Ethernet-baserade nätverk.
- Detta kombinerar höghastighetsöverföring av data med kraftfull leverans genom en enda tvåledarkabel, vilket möjliggör sömlös integrering av smarta fältenheter i industriella nätverk.
- Genom att utöka Ethernet-konnektiviteten till farliga och avlägset belägna miljöer ger Ethernet-APL en standardiserad, robust och framtidssäker grund för digitalisering och tillämpningar inom IIoT.
Vad är Ethernet-APL?
Ethernet-APL står för Advanced Physical Layer, en teknik utvecklad för att kunna användas med flera olika industriella kommunikationsprotokoll, däribland PROFINET, EtherNet/IP, OPC-UA och HART-IP.
Utvecklingen av Ethernet-APL påbörjades 2018 inom ramen för ett initiativ kallat APL Project, som sammanförde en bred grupp av organisationer i syfte att förbättra befintliga IEEE- och IEC-standarder. Strategin innebar att utnyttja befintliga standarder för att säkerställa en bred användning på marknaden och god kompatibilitet.
Tekniken använder en skärmad tvåledarkabel som möjliggör loopmatad kommunikation med en tillförlitlig och okomplicerad nätverksstruktur och -topologi. Ethernet-APL använder full duplex, fungerar med kabellängder upp till 1000 meter och levererar data i 10 Mbit/s.
Vilka är de främsta fördelarna med Ethernet-APL?
Ethernet-APL innebär betydande fördelar för industriella kommunikationssystem:
- Flexibla protokollval: har stöd för vanliga och standardiserade Ethernet-protokoll.
- Förenklad nätverkskonfiguration: gör installation och underhåll mindre komplext.
- Enhetliga verktyg för IT och OT: möjliggör enhetlig felsökning mellan domäner.
- Enkel installation: mindre tidsåtgång och lägre kostnader för implementering.
- Tvåledarkabel: kombinerar data- och strömöverföring i en enda kabel.
- Kapacitet för långa avstånd: fungerar tillförlitligt på avstånd upp till 1000 meter.
- Explosionsskydd: med klassningar och certifikat för explosionsfarliga områden samt egensäkerhet.
- Elektrisk stabilitet: med överspänningsskydd och tålighet mot elektromagnetiska störningar.
- Migreringsstöd: möjliggör potentiell återanvändning av fältbusskablar typ A, vilket underlättar övergången.
Vilka är komponenterna och topologierna för Ethernet-APL?
Ethernet-APL har stöd för olika topologier: ”trunk and spur”- eller stjärntopologi. Anslutningarna är uteslutande punkt-till-punkt-anslutningar mellan varje anslutning till switcharna som utgör ett segment.
Varje Ethernet-APL-switch isolerar kommunikationen mellan segmenten, vilket eliminerar störningar som överhörning. Det skyddar även kommunikationen från eventuella problem eller störningar från enheter i andra segment.
Här kan du läsa mer om de tekniska attribut som gäller för Ethernet-APL:
Källa: ethernet-apl.org
När vi pratar om switchar finns det två punkter som möjliggör flexibel topologi. Först har vi strömförsörjningsswitchar som sköter strömförsörjning och kommunikation i en eller flera trunkportar. De har extern strömförsörjning.
Sedan har vi fältswitcharna som har portar för anslutning av spurs. Strömförsörjning sker i det här fallet från trunken eller en extern källa.
Den här grafiken visar ett exempel på en ”trunk and spur”-topologi:
Källa: ethernet-apl.org
Det här är en stjärntopologi:
Källa: ethernet-apl.org
Hur enkelt är det att utföra en Ethernet-APL-fältinstallation?
Utvecklarna av den här tekniken ville öka chanserna för att den skulle användas brett inom industrin, så de använde välkända typer som skruvplintar, fjäderplintar samt M8- och M12-kontakter.
Även Ethernet-APL-kabeln är bekant: en fältbusskabel typ A (100 Ω resistans, ±20 Ω tolerans). IEC 61158-2 används som referenskabel för AWG-klasserna 26-14 och en kabelarea från 0,324 till 2,5 mm2.
För att minska risken för de kabeldragningsrelaterade problem som kan uppstå för andra tekniker använder Ethernet-APL ledningsdragning som är oberoende av polaritet. Fältenheter tillåts inte störa varandra och konfigureringen av dem sker endast genom direkt kommunikation mellan enheter.
2-WISE-specifikationen är ytterligare en integrerad funktion i Ethernet-APL, som definierar parametrarna för egensäkra kretsar. Konceptet är hämtat från FISCO. Alla regler för en egensäker tillämpning är desamma, eftersom fälttekniker och -ingenjörer redan känner till dem.
Instrumentkonfigurering går snabbt med guide-appen och automatiska inställningar: Ethernet-APL möjliggör höghastighetsöverföring av data för snabb, enkel driftsättning. Industriella surfplattor, som Field Xpert, tillsammans med smarttelefoner och kabeltestutrustning, blir vardagsredskap för fälttekniker som hanterar digitala instrument.
Ethernet-APL och IIoT
Tekniken har utvecklats för att omedelbart kunna implementeras i praktiska koncept inom sakernas internet för industrin i syfte att förenkla konstruktion, driftsättning och drift av processanläggningar. För att underlätta har vi NAMUR Open Architecture (NOA) och Open Process Automation Standards (O-PAS™) från Open Process Automation Forum (OPAF).
Med molnbaserade IIoT-tjänster som Netilion IIoT-ekosystemet från Endress+Hauser kan man snart skapa Ethernet-APL-tillämpningar med stöd för konnektivitet mellan driftmiljön och molnet, så att rätt uppgifter kan utföras för olika syften – som diagnostik och prediktivt underhåll.
Ethernet-APL-topologi
Dessa tillämpningar möjliggör transparent integrering mellan OT och IT, med fokus på att uppnå en enhetlig teknisk nätverkslösning. Håll dig uppdaterad! Vi återkommer snart med mer information om Ethernet-APL, tillämpningar och teknisk rådgivning.
