Ethernet-APL | De game-wisselaar

Leren hoe Ethernet APL revolutionaire industriële communicatie in de procesindustrie! Met een snelle en betrouwbare gegevensoverdracht in explosiegevaarlijke omgevingen stelt de nieuwe Ethernet-standaardcommunicatieoplossing innovatieve normen. Ontdek de voordelen van Ethernet APL, nieuwe producten en de mogelijke toepassingen in de Procestechnologie. 

Inhoud van het omslagartikel

• Ethernet APL slaagt voor massatesten
• Infrastructuur voor alle signaaltypen in de procesinstallatie
• Ethernet APL is nu beschikbaar
• Functies en vereisten van Ethernet APL

• Archief voor Ethernet APL-artikelen

• Wat is Ethernet APL?
  
  

Ethernet APL slaagt voor massatesten

23.05.2023-XNUMX-XNUMX | Ethernet-APL maakt alle beloften waar: de Overdracht van grote hoeveelheden gegevens is snel en efficiënt en is barrièrevrij en betrouwbaar in explosiegevaarlijke omgevingen. De verwachtingen van de procesindustrie van de nieuwe fysieke laag van Ethernet-technologie zijn zeer hooggespannen, en terecht. Twee belastingstests van Endress+Hauser hebben dit nu op indrukwekkende wijze aangetoond.

Het doel van de tests was om aan te tonen dat componenten van verschillende fabrikanten eenvoudig en betrouwbaar kunnen worden gecombineerd op Ethernet-APL-basis. Om realistische testomstandigheden te garanderen, BASF van de klantzijde en de hardwarefabrikanten Pepperl + Fuchs, Endress + Hauser, FIG en Honeywell de vereisten. Als positief resultaat hebben de bedrijven een optimale samenwerking van alle onderdelen gekregen.

De testopstelling in detail

Bij de eerste test waren ongeveer 240 meters van Endress+Hauser, inclusief flowsensor, druksensor, temperatuursensor en Niveausensor, in actie. Ze werden geïntegreerd in een infrastructuur met Pepperl+Fuchs veldschakelaars en een Honeywell-besturingssysteem dat gebruikmaakt van Ethernet-APL en Profinet. Voor de tweede test werden ABB besturings- en assetmanagementsystemen gebruikt in combinatie met de beschreven meetapparatuur en de Ethernet APL Stap over voor slechts getest door Pepperl+Fuchs.

Alle testritten waren inbegrepen maximaal netwerkontwerp uitgevoerd, schaalbaarheid en fouttolerantie werden met succes geverifieerd. Tijdens de tests werd aan alle relevante vereisten zoals totale netwerkbelasting of redundantie-omschakeltijden voldaan of zelfs overtroffen. Het testresultaat was dan ook duidelijk: Ethernet-APL kan onder realistische omstandigheden worden gebruikt.

Doet wat het belooft

Gerd Niedermeyer, de Senior E+I Engineering Manager bij BASF SE, reageert optimistisch: "Na vijf jaar nauwe samenwerking met onze Profinet-partners op het gebied van APL, is deze succesvolle test een belangrijke stap naar het gebruik van de technologie in onze nieuwe chemische fabrieken in de toekomst."

Andreas Hennecke, Head of Product Marketing Management bij Pepperl+Fuchs Process Automation Division: “Ontwikkelingsteams voeren al jaren langetermijntests uit van onze Fieldconnex-veldschakelaars, dus we waren ervan overtuigd dat de opstelling de uitdagingen zou aankunnen. Als je ziet dat alles zo goed werkt in een realistische opstelling, kan dat iedereen overtuigen om nu de digitale weg naar procesinstallaties in te slaan.”

Game Changer legt de lat hoger

Ethernet APL heeft hiermee massaal testen bevestigde zijn reputatie als game changer. Het nieuwe Ethernet-protocol kan daarom de Ethernet-communicatie in de procesautomatisering naar een nieuw niveau van efficiëntie tillen.

ABB exposeert op de Automatica 2023.

Infrastructuur voor alle signaaltypen in de procesinstallatie

23.01.2023/XNUMX/XNUMX | Met de Ethernet APL Spoorveldschakelaar van Fieldconnex leidt Pepperl+Fuchs de procesindustrie naar het tijdperk van digitale automatisering. De Advanced Physical Layer (APL) is gebaseerd op de beproefde veldbusbekabeling. Daarom maakt hij gebruik van de bestaande infrastructuur. Dit zorgt voor een ongekende transparantie van het gehele systeem en een ongehinderde datastroom van het veldapparaat naar de cloud.

De internationaal gestandaardiseerde APL-technologie die in de zomer van 2022 is aangenomen, is gebaseerd op IEC- en IEEE-standaarden, erkende open protocollen en datamodellen. Autorisatie, authenticatie en apparaatidentificatie maken gebruik van beproefde IT-technologieën. De apparaten registreren zich automatisch en stellen hun apparaatbeschrijvingen beschikbaar. De apparaten worden in plug-and-play-modus uitgewisseld. De open standaarden afhankelijkheid van individuele leveranciers voorkomen.

Ctrlx automatiseringsplatform | Nieuwe en verdere ontwikkelingen

Pepperl+Fuchs biedt de infrastructuur voor digitale communicatie: Van instrumentatie die geschikt is voor Ethernet-APL via de Profibus PA-veldbus tot klassieke analoge signalen, veldapparaten kunnen via remote I/O en schakelaars in elke explosiegevaarlijke omgeving worden geïntegreerd.

Pepperl+Fuchs exposeert op de Hannover Messe 2023.

Ethernet APL is nu beschikbaar

23.08.2022-XNUMX-XNUMX | Specificaties zijn internationaal gestandaardiseerd, maatregelen voor conformiteitstesten geïmplementeerd, eerste producten worden vrijgegeven: Na bijna vier jaar nauwe en vruchtbare samenwerking tussen de vier toonaangevende standaardisatieorganisaties Fieldcomm Group, ODVA, OPC Foundation en Profibus & Profinet International (PI), gesteund door 12 bekende projectpartners Net als Pepperl+Fuchs is alle betrokkenen verheugd over de succesvolle afronding van het Ethernet APL-project. Het resultaat is de beschikbare 10 Mbit-technologie voor een nieuwe intrinsiek veilige fysieke laag die is ontworpen voor 2-draads kabels.

Het was belangrijk voor de experts die betrokken waren bij het Ethernet APL-project dat de specificaties van IEEE 802.3cg (10BASE-T1L) geschikt zijn voor gebruik in procesautomatisering. Bovendien moet de technologie op een IEEE-standaard zijn gebaseerd om een ​​ideale basis te vormen voor de Ethernet APL-technologie. 

6G-netwerk | Bidirectionele radioverbinding en Thz-ontvanger

Daarom werden ook de activiteiten voor IEEE-standaardisatie intensief ondersteund. Voor een oplossing voor intrinsieke veiligheid die voldoet aan de eisen van de procesindustrie, werkten de experts nauw samen met de certificatie-instelling voor intrinsieke veiligheid van TÜV. De concepten voor explosiebeveiliging zijn gevalideerd en de standaardisatie van Ethernet-APL in de IEC wordt voorbereid.

Belangrijkste resultaten van het APL-project

De belangrijkste resultaten van het APL-project zijn: Specificaties poortprofiel ter ondersteuning van oplossingen voor meerdere prestatieniveaus met en zonder explosiebeveiliging en technische richtlijnen. Evenzo zijn best practices voor planning, installatie, testspecificaties en tools bedoeld om naleving te garanderen. De nu uniform aanwezige fysieke laag staat voor Ethernet/IP, Hart-IP, OPC UA, Profinet of andere netwerkprotocollen van een hoger niveau zijn beschikbaar.

Voor de tijdige, efficiënte implementatie van Ethernet APL-technologie in producten heeft het project ook: halfgeleiderfabrikanten werkte samen. 10BASE-T1L Phy-chipsets zijn al op de markt gebracht. Hierdoor konden de industriële partners hun producten voor het einde van het project op de markt brengen. Nu kunnen alle geïnteresseerde bedrijven Ethernet APL in hun producten integreren.

Geïnteresseerd in Ethernet APL-toepassingen

Eindgebruikers hebben nu grote belangstelling in het gebruik van Ethernet-APL in hun systemen. Sommige bedrijven hebben al succesvolle veldproeven uitgevoerd. Procter & Gamble en BASF hebben bijvoorbeeld: Zo hebben interne tests uitgewezen dat de communicatietechnologie bij uitstek geschikt is voor toepassing in procestoepassingen. Om de nieuwe technologie op lange termijn te ondersteunen, zijn de betrokken standaardisatieorganisaties overeengekomen om gezamenlijk de technische en marketingmiddelen in stand te houden en de internationale standaardisatie-inspanningen voort te zetten. 

Functies en vereisten van Ethernet APL

11.07.2022/XNUMX/XNUMX | Is de tijd rijp voor? Ethernet APL? Pepperl + Fuchs zegt ja en presenteert de eerste schakelaar voor montage in veldbehuizingen of schakelkasten. De Advanced Physical Layer voor Ethernet overbrugt de kloof die nog steeds bestaat tussen de controlekamer en het veldniveau in systemen van de procesindustrie​ Het artikel geeft de stand van zaken weer van deze grootste, gezamenlijke ontwikkeling van vier koepelorganisaties en twaalf bekende fabrikanten voor communicatietechnologie evenals hun praktische toepassing en implementatie.

"Meer dan tien jaar geleden zijn we begonnen met de reis naar een Ethernet, wat ons het 2-draads Ethernet mogelijk maakt", zegt Andreas Hennecke, Product Marketing Manager bij Pepperl+Fuchs SE. In de maakindustrie zijn Industrie 4.0 en het Industrial Internet of Things (IIoT) zijn al vanzelfsprekend geworden. Ethernet is de ultieme communicatietechnologie in deze bedrijven. Het voldoet echter niet aan de eisen van de veldapparatuur van een fabriek in procesautomatisering.

Ethernet APL maakt uniforme transmissie mogelijk

Het ethernet Geavanceerde fysieke laag Ethernet APL voldoet aan deze eisen. Ethernet-APL wordt door alle marktdeelnemers in hoge mate geaccepteerd omdat het als pure fysieke laag alle protocollen en functies kan verzenden. De communicatietechnologie ondersteunt elk op Ethernet gebaseerd automatiseringsprotocol en moet zich ontwikkelen tot één duurzame en stabiele technologie voor de gehele procesautomatisering.

Goede redenen voor Ethernet APL

“Al onze gebruikers willen dat digitale transformatie en we willen het ook mogelijk maken op het gebied van procesautomatisering. Onze motivatie is om een ​​fysica voor het Ethernet te ontwikkelen die precies is afgestemd op het veld met de nodige datasnelweg rond digitalisering ”, zegt de heer Hennecke. Gebruikersverenigingen eisen een drempelvrije toegang. Het gebied, dat kostenintensief is voor de exploitant en daardoor aantrekkelijk voor digitalisering, moet beter worden geëxploiteerd.

Een samenwerking van twaalf bekende leveranciers en vier bekende gebruikers- en standaardorganisaties heeft zich tot taak gesteld dit transmissietraject precies af te stemmen op de behoeften van de procesindustrie en een datasysteem aan te leggen.

Samen hebben ze de doelstelling gedefinieerd dat Ethernet APL voor procesautomatisering wordt opgenomen in internationaal geldige standaarden. De communicatie was al zo 10BASE-T1L gepubliceerd in de bekende IEEE 802-standaard. Ook is de "Community Draft for Vote" voor bescherming in intrinsiek veilige gevaarlijke gebieden gepubliceerd. Goedkeuring door de IEC-commissie is dus zo goed als zeker. De standaard zorgt ervoor dat in de Procesautomatisering de compatibiliteit van Ethernet APL-deelnemers, ook wel knooppunten genoemd. De andere definities zijn ook vergevorderd. Hierdoor is de technologie toegankelijk voor alle marktpartijen. De werkzaamheden aan standaardisatie worden in juni 2021 afgerond en zijn dan beschikbaar voor alle marktpartijen.

Ethernet en Ethernet APL

Ethernet APL gaat veel verder dan de definitie van Communicatie volgens IEEE Standaard toevoeging. De norm voor procesautomatisering definieert alle eigenschappen: de tweedraadskabel, steekklemmen en tegen ompoling beveiligde apparaten maken een eenvoudige installatie mogelijk. Hoge weerstand tegen elektromagnetische interferentie (EMC), bliksembeveiliging en gebruiksvriendelijke explosiebeveiliging zorgen voor interoperabiliteit.

"Zoals gebruikelijk bij Pepperl + Fuchs, kan onze Ethernet APL ook potentieel explosieve gebieden beschermen", aldus de heer Hennecke. “En omdat in dit geval Ethernet alleen de Fysieke laag zelf kunnen later aanvullende technologieën worden geüpgraded.” De werkgroepen definiëren tests volgens welke alle apparaten gecertificeerd zijn. De definities en de tests die door de gebruikersorganisaties worden ontwikkeld, vormen de basis voor compatibiliteit.

Industrieel Ethernet in de Veldniveau biedt meer meetwaarden en een nauwkeurigere transmissietechnologie. Bovendien maakt de datatransmissietechniek parallelle toegang tot meerdere systemen of bedrijfsstations mogelijk, omdat Ethernet verschillende protocollen tegelijkertijd kan transporteren. Het stelt alle betrokkenen in staat om met data te werken in een procesinstallatie. Ethernet-switches vervangen de eerder vereiste netwerkovergangen en gateways. De toewijzing van de gegevens aan de protocolvertaler en de bijbehorende plannings- en configuratiewerkzaamheden zijn niet meer nodig.

De operator kan automatisch gegevens van besturings- en onderhoudsstations verrijken met veldapparaatinformatie. De digitale data met een hogere resolutie, in combinatie met configuratie- en diagnosegegevens, maken kennis over de status van processen en apparaten mogelijk. Dus is een nauwkeuriger beheer van het systeem en een voorspellend onderhoud mogelijk.

Ethernet APL-infrastructuur

De installatie van Ethernet APL moet aanpasbaar zijn aan de omstandigheden van alle soorten systemen. Het kernelement hiervoor is de APL-schakelaar​ Het zorgt ervoor dat de instrumentatie is aangesloten en transporteert de gegevens transparant en zonder barrières. Op deze manier kunnen gegevens worden overgebracht naar het ERP-systeem. Ze ondersteunen Gigabit of Fast Ethernet en kunnen worden geïntegreerd in elke bovenliggende netwerkarchitectuur, optioneel met redundantie. De apparaataansluitingen kunnen tot 200 m lang zijn met intrinsieke veiligheid in elke potentieel explosieve zone of divisie.

Een primeur Schakelaar voor montage in veldbehuizing of schakelkast is de Fieldconnex van Pepperl+Fuchs. Deze op een DIN-rail monteerbare veldschakelaar kan in zone 2 worden geïnstalleerd. De aansluitingen voor veldapparatuur in de Ethernet APL-netwerken kunnen 200 m lang zijn en zijn intrinsiek veilig voor Zone 2 met apparaataansluitingen die zijn geclassificeerd als Ex ic. De Fieldconnex is uiterst betrouwbaar in digitale communicatie. Gebruikers ervaren eersteklas ondersteuning van de experts van Pepperl+Fuchs.

De Stroomschakelaar met een hoog voedingsvermogen gecombineerd met maximaal drie trunkgevoede APL-veldschakelaars Kabel Lengtes tot 1000 m met hoog voedingsvermogen. Deze variant komt één op één overeen met de huidige status veldbus installaties. De trunk-and-spur-topologie met trunks en stubs is eenvoudig en veerkrachtig. Alle bovenstaande eigenschappen worden als identiek beschouwd.

Algemene technische kennis

Wat is Ethernet APL?

Ethernet APL (Geavanceerde fysieke laag) is een communicatietechnologie. Het beschrijft een fysieke laag voor IoT-toepassingen in de procesindustrie. De nieuwe norm definieert kabellengtes, interoperabiliteit en explosiebeveiliging. Dit zorgt voor een consistente en transparante communicatie over de hiërarchische niveaus heen. Ethernet APL is een samenwerking tussen de Fieldcomm Groep, ODVA, Stichting OPC en Profibus en Profinet Internationale (PI) evenals bekende projectpartners zoals Pepperl + Fuchs ontstaan.