Ethernet-APL

Einführung

Dank Industry 4.0. vollzieht sich im Bereich der industriellen Automatisierung ein Wandel um 180 Grad Obwohl Spitzentechnologien die diskrete und die Prozessindustrie revolutionieren, ist der Einsatz dieser Technologien eher auf die oberen Schichten der Automatisierungspyramide als auf die Feldebene beschränkt. Auf der Feldebene hat sich die Technologie nur langsam durchgesetzt. Ein eklatantes Versäumnis ist die Verwendung von Ethernet für die Kommunikation auf der Feldebene.

Betrachtet man die Prozessindustrie, so haben sich Technologien wie PROFIBUS PA, Foundation Fieldbus und HART seit Jahren als die besten Kommunikationstechnologien erwiesen. Da wir uns in einer Ära des massiven technologischen Wandels in der industriellen Welt befinden, stellt das Fehlen von Ethernet in der Feldschicht ein Hindernis auf dem Weg zur nahtlosen Integration von OT und IT dar, die für die Realisierung der wahren Vorteile von Industry 4.0 unerlässlich ist.

Im Folgenden werden einige Argumente angeführt, warum Ethernet in der Vergangenheit nicht in der Feldebene eingesetzt wurde:

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Gefährlicher Bereich: Die Prozessindustrie arbeitet in der Regel in extremen Umgebungen, die Gefahren und Sicherheitsrisiken bergen. Da die Standard-Ethernet-Physische-Layer für diese Extremitäten nicht geeignet ist, wird in solchen Szenarien von der Verwendung einer Ethernet-Verkabelung abgeraten
Begrenzte Kabellängen: Die Länge von Ethernet-Kabeln ist auf 100 Meter begrenzt, was die werksweiten Installationen von Feldgeräten nicht abdeckt, was es zu einer ungeeigneten und nicht realisierbaren Netzwerktechnologie macht.
Netzwerk-Zwang: Einige Aspekte wie Topologie, 2-Draht-Technologie usw. spielen eine Schlüsselrolle in der Netzwerkarchitektur der Prozessindustrie, was mit Ethernet-basierten Kommunikationstechnologien nicht möglich ist. Das Standard-Ethernet basiert auf 4-Draht- und 8-Draht-Kabeln, die den Anforderungen von Prozessanlagen nicht gerecht werden.

Warum sollten Unternehmen Ethernet-APL einsetzen?

Die Einschränkungen bei den Kommunikationsschnittstellen spiegeln sich in der Fähigkeit wider, auf verschiedene Anlagendaten zuzugreifen und sie schließlich in verschiedenen datenintensiven Anwendungen zu nutzen. Mehrere Anbieter von Prozessautomatisierungslösungen haben damit begonnen, den Kommunikationsprozess zu beschleunigen und die Qualität der erfassten Daten zu verbessern, was durch die Erweiterung der Ethernet-Funktionen auf Feldebene möglich ist. Darüber hinaus ist die wirkliche Verwirklichung von Industry 4.0 erst dann möglich, wenn die Feldgeräte nahtlos am Datenaustausch mit den darüber liegenden Schichten und Systemen, einschließlich der Cloud, teilnehmen können.

Vor diesem Hintergrund wurde APL (Advanced Physical Layer) eingeführt, eine erweiterte Schicht über der physikalischen Standard-Ethernet-Schicht. Auf der Grundlage von IEEE- und IEC-Standards erfüllt Ethernet-APL die Anforderungen der Prozessindustrie mit Funktionen wie:

Zweiadriges Kabel:APL kombiniert die Vorteile von Ethernet mit der Zweidraht-Installationstechnik, was es zum geeigneten Standard auch für gefährlich Bereiche wie Zone 0/Division 1 macht.
Lange Kabellänge: APL unterstützt zwei allgemeine Arten von Segmenten, d.h. Trunk und Spur. Während Trunk Signale mit hoher Leistung bis zu 1000 Metern liefert, unterstützt Spur Signale mit niedriger Leistung bis zu 200 Metern.
Kommunikationsgeschwindigkeit: Kommuniziert mit einer Geschwindigkeit von 10mBit/s, Vollduplex, was 300 Mal schneller ist als die bestehenden Alternativen wie HART oder Feldbus.
Mehrere Leistungsprofile: Port-Profile für verschiedene Leistungsstufen mit/ohne Ex-Schutz definiert. Die Leistung und Funktionsanzeigen tragen zur Verbesserung der Interoperabilität von APL-Geräten und -Instrumenten in allen Anwendungsbereichen bei, von der Ingenieurwesen über den Betrieb bis zur Wartung.
Eigensicherheit:Basierend auf der 2-WISE (2-Wire Intrinsically Safe Ethernet) Spezifikation, die den Eigensicherheitsschutz für alle gefährlichen Zonen und Bereiche definiert.
Nahtlose Konnektivität von Feldgeräten zur Cloud: Mit schneller Kommunikation und erhöhter Bandbreite ermöglicht Ethernet APL eine nahtlose Verbindung von den Feldgeräten zur Cloud und verbindet das OT-Netzwerk mit dem IT-Netzwerk mit demselben Netzwerkstandard. Dies wird die Interoperabilität zwischen den Geräten verbessern und Möglichkeiten für eine bessere Datenanalyse und Produktivitätssteigerungen durch verbesserte betriebliche Einblicke eröffnen.
Intelligenter Instrumentierungsprozess:Häufig enthalten Feldgeräte kritische Diagnoseinformationen, die, wenn sie zugänglich sind, das Potenzial der Geräte erhöhen können. Ethernet APL bietet eine optimale Methode, um auf diese kritischen Informationen separat zuzugreifen und den Instrumentierungsprozess noch intelligenter zu gestalten.
Energieversorgung von Feldgeräten: Ethernet-APL kann bis zu 500 mW in Zone 0-Anwendungen liefern, verglichen mit CA. 36 mW, die heute von 4-mA- bis 20-mA-Systemen geliefert werden.
Kenntnisse/Fachwissen:Während andere Technologien wie HART und Feldbus spezifische Fachkenntnisse und Fähigkeiten erfordern, ist der Einsatz von Ethernet APL aufgrund der größeren Vertrautheit mit den Ethernet-Technologien relativ einfach.

Warum Utthunga für Ethernet-APL?

Utthunga gilt mit seinen bewährten Fähigkeiten in der industriellen Produktentwicklung, den Protokollimplementierungsdiensten und einer Vielzahl von Dienstleistungen im Zusammenhang mit der Entwicklung komplexer industrieller Produkte und Lösungen bereits als zuverlässiger Partner in dieser Trendtechnologie. Das Dienstleistungsangebot von Utthunga im Bereich Ethernet-APL umfasst:

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Umstellung von Feldbus-Installationen auf APL: Utthunga ist in der Lage, ein bestehendes Feldgerät von einem beliebigen Feldbus wie Modbus, HART, Foundation Fieldbus, usw. auf Ethernet-APL aufzurüsten.
Vollständige Geräte Ingenieurwesen mit APL: Ganz gleich, ob es sich um den Entwurf und die Entwicklung eines neuen Produkts oder um die Aufrüstung bestehender Geräte handelt, um sie APL-kompatibel zu machen, Utthunga verfügt über das Fachwissen, um alle Voraussetzungen zu schaffen, angefangen bei Mikrocontrollern, Schnittstellenverbindungen, Verarbeitungsleistung bis hin zu Zertifizierungen, Aspekten der funktionalen Sicherheit und vielem mehr.
Eigensicheres Design: Wir sind ein fachkundiger Berater bei der Bereitstellung von Eigensicherheitsmerkmalen für die Produktentwicklung Architektur des Kunden durch unsere Fähigkeiten in Bezug auf Designbewertung,Machbarkeit Planung und Ingenieurwesen, um die APL-Geräte eigensicher zu machen.
Vollständige Protokollunterstützung:Dank unserer umfassenden Kenntnisse der verschiedenen industriellen Ethernet-Protokolle können wir protokollspezifische Softwarelösungen anbieten, die auf APL implementiert werden. Darüber hinaus können wir Sie mit Vor-Compliance-Zertifizierungen und Konformitätsprüfungen unterstützen.
IIoT und Netzwerkarchitektur: Der APL-Konverter von Utthunga ermöglicht die nahtlose Verbindung des OT-Netzes mit dem IT-Netz, was eine Ende-zu-Ende Digitalisierung ermöglicht. Utthungas Digitalisierung Fähigkeiten in Bezug auf APL reichen vom Entwurf und der Implementierung der gesamten Werksnetzarchitektur bis hin zur Herstellung von Ethernet-APL-Kompatibilität, um “One Network Throughout” zur Realität werden zu lassen.
Utthunga’s Industrie Verbände:Utthunga ist aktives Mitglied und Mitwirkender in verschiedenen Industriekonsortien wie PI, OPC Foundation, ODVA, FieldComm Group und vielen anderen.

Utthunga verfügt über einen Pool von spezialisierten Experten mit tiefem Fachwissen über Ethernet-APL. Wir halten ständig mit dieser sich schnell reifenden Technologie Schritt. Unsere Experten sind Mitglieder globaler Industriekonsortien und zertifizierte Fachleute in verschiedenen Bereichen. Wenden Sie sich an uns, wenn Sie mehr über Ethernet-APL erfahren möchten und wie Sie diese zukunftsweisende Technologie zu Ihrem Vorteil nutzen können!