Prozessautomation der Zukunft -
mit Ethernet-APL
Der neue Maßstab für die Digitalisierung in der Prozessindustrie
Digitalisierung ist das Schlagwort für Fortschritt in der Prozessindustrie. Übergeordnetes Ziel ist die intelligente Vernetzung zwischen Mensch-Maschine und Maschine-Maschine für eine effiziente Prozessautomatisierung. Die Prozessüberwachung sowie die Auswertung der Diagnosedaten bis ins Feld spielt hier eine große Rolle. Dies gilt insbesondere für explosionsgefährdete Bereiche.
Neue Konzepte wie die NAMUR Open Architecture (NOA) oder der Open Process Automation Standard (O-PAS™) erfordern eine leistungsfähige und flexible Infrastruktur. Es bedarf eines Netzwerkstandards, der hohe Bandbreiten sowie schnelle Übertragungsraten bis ins Feld bietet, all das kombiniert mit einfacher Installation.
Die Lösung: Ethernet Advanced Physical Layer oder kurz Ethernet-APL. Der zukünftig internationale Standard für Ethernet bis ins Feld.
Ethernet-APL: Datenübertragungstechnik ohne Grenzen
Die Datenübertragungstechnik Ethernet Advanced Physical Layer ist der neue Standard für ein 2-Draht-Ethernet. Ethernet-APL ist speziell für den Einsatz in Anlagen in der Prozessindustrie optimiert und ermöglicht den Aufbau moderner, digitaler Strukturen. Möglich ist die durchgängige IP-Kommunikation von der Feldebene bis zum Leitsystem – und sogar darüber hinaus – sowie die horizontale und vertikale Vernetzung ganzer Anlagen.
Ethernet-APL basiert auf der 10BASE-T1L-Spezifikation der IEEE Std. 802.3cg-2019 und erweitert diese speziell zum Einsatz in der Prozessindustrie. Mehr noch: Diese fortschrittliche Datenübertragungstechnik unterstützt die Zündschutzart Eigensicherheit „i“ in explosionsgefährdeten Bereichen der Zonen 0, 1 und 2 (gemäß IEC 60079-11 und IEC 60079-25) sowie Class I Div. 1 und Div. 2 (NEC500). Im Gegensatz zu Power over Data Lines (PoDL) der Single Pair Ethernet-Spezifikation (SPE), erfolgt bei Ethernet-APL die Verwendung eines eigenen Speisekonzepts. Anstatt industrieller Steckverbinder, wird vorrangig über die in der Prozessindustrie üblichen Klemmverbindungen installiert.
So funktioniert Ethernet-APL in der Prozessautomation
Ethernet-APL unterstützt unterschiedliche Topologien. Dazu zählt unter anderem die von Feldbus-Installationen bekannte Trunk-Spur-Architektur. Sogar die beim Feldbus eingesetzten Typ A-Kabel sind weiterhin einsetzbar. Auch das neue Explosionsschutz-Konzept für eigensicheres Ethernet „2-Wire Intrinsically Safe Ethernet“ (2-WISE) basiert auf dem bewährten FISCO (Fieldbus Intrinsically Safe Concept). R. STAHL arbeitet auf IEC-Ebene an dieser neuen Technical Specification (TS) IEC TS 60079-47 mit.
Ein Power Switch versorgt das Netzwerk mit Energie und übernimmt die Umsetzung vom 4-Draht Ethernet auf 2-Draht. Dort werden die Field Switches angeschlossen, die über den Trunk versorgt werden und die Energie galvanisch getrennt in der Zündschutzart Eigensicherheit bzw. 2-WISE Feldgeräten zur Verfügung stellen. Alternativ sind auch fremdgespeiste Field Switches möglich, die direkt an einem 4-Draht Ethernet arbeiten.
Prüfungen und Zertifizierungen garantieren die interoperable Zusammenarbeit von Geräten verschiedener Hersteller in einem Netzwerk.
Warum brauchen Sie Ethernet-APL?
Ethernet-APL: Die Zukunft in der Prozessautomation
Vorangetrieben wird die Entwicklung und Marktreife von Ethernet-APL durch eine Kooperation von 12 Herstellern mit den führenden Technologie-Verbänden FieldComm Group (FCG), ODVA, OPC Foundation und PROFIBUS PROFINET International (PI).
Seit Gründung der APL-Arbeitsgruppe im Jahr 2018 konnten bereits viele Meilensteine erreicht werden. Ende 2019 wurde der Standard IEEE Std. 802.3cg-2019 publiziert, auf dem Ethernet-APL maßgeblich basiert. Die Arbeiten an der IEC TS 60079-47 mit 2-WISE laufen auf Hochtouren, so dass diese in Kürze verfügbar sein werden. Endanwender haben in 2020 bereits erste Tests mit Prototypen erfolgreich durchgeführt - weitere werden folgen.
Alle Aktivitäten verfolgen die Vision einer durchgängig einsetzbaren Netzwerktechnologie in der Prozessindustrie: Ethernet-APL ist aufgrund steigender Mengen an Prozessdaten, die über teils große Entfernungen zu übertragen sind, eine notwendige Variable für die zukunftsfähige Prozessautomatisierung. Weitere Informationen finden Sie auf der offiziellen Ethernet-APL Webseite.
