イーサネット APL | ゲームチェンジャー
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方法を学びます イーサネットAPL プロセス産業における産業コミュニケーションに革命をもたらしました!新しいイーサネット標準通信ソリューションは、爆発の可能性があるエリアでの高速かつ信頼性の高い高速データ伝送により、革新的な標準を確立します。イーサネット APL の利点、新製品、およびその可能性のあるアプリケーションについては、 プロセス技術.
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イーサネット APL - 最も重要なことの概要
イーサネット高度な物理層 (APL) は、最新のオートメーション システムの要件に対応する強力で堅牢なソリューションを提供することにより、プロセス産業における産業用通信に革命をもたらしています。従来のイーサネットと産業環境の過酷な条件との間のギャップを埋めるように設計されています。
イーサネット APL により、信頼性の高いデータ送信が可能になります。 長距離 そして危険な場所でも。この規格は現在、集中的にテストおよび実装されており、プロセス産業におけるイーサネット規格の初期適用では有望な結果が得られています。このレイヤーの利点は、高帯域幅、エンドツーエンドのデータ統合、および既存のインフラストラクチャを効率的に使用できることにあります。
これらの特性により、改善が保証されます リアルタイム通信 動作の信頼性も向上します。将来的には、イーサネット APL が重要な役割を果たすことになります。 デジタル変換 産業用モノのインターネット (IIoT) やインダストリー 4.0 などの革新的なテクノロジーの基礎を築くことにより、産業プロセスを構築します。この標準の継続的な開発により、企業は将来性のあるスケーラブルな通信インフラストラクチャに依存することができます。
イーサネット APL テクノロジーに関する情報とイノベーション
イーサネット APL テクノロジーの場合、この高度な通信ソリューションの利点を最大限に活用するには、イーサネット APL 対応フィールド デバイス、スイッチ、ケーブル、または コネクタ。以下に、このテクノロジーに特化して設計された新製品を示します。
モジュラーイーサネットAPL端末
05.06.2024 年 XNUMX 月 XNUMX 日 |イーサネット APL は純粋なプロセス データだけを扱うのではなく、特に診断や予知保全のためのフィールド デバイスからのステータス情報を扱います。 Beckhoff社 したがって、同社はこのテクノロジーをモジュラー端末ポートフォリオに統合しています。
コンパクトな ELX6233 EtherCAT ターミナルは、Ethernet-APL 対応フィールド デバイスのモジュール統合に使用できるようになりました。これは他のものと組み合わせることができます EtherCAT端末 im スイッチキャビネット 組み立てられます。 ELX6233 端子ごとに 6233 台の対応するフィールド デバイスを接続できます。 ELX シリーズのすべての EtherCAT 端末と同様に、ELX0 はゾーン XNUMX から本質安全フィールド デバイスの直接接続を可能にします。
インクルード コントローラー は、上位レベルのコントローラーではなく、ターミナルに直接配置されます。 EtherCAT プロセス イメージのデータ サイズがよりコンパクトであるということは、Profinet と比較して別個のポートとプロトコルによりパフォーマンスが向上し、データ セキュリティが向上することを意味します。
インクルード ターミナルの接続 特別な工具は必要ありません。標準ハウジングでは、端子を既存の端子台に簡単に統合できます。 CXシリーズの組み込みPCへの直接接続により、例えば ゲートウェイ- フィールドからのデータを処理し、フィルタリングされた方法で渡すアプリケーション。
イーサネット APL は大量テストに合格
23.05.2023 年 XNUMX 月 XNUMX 日 | Ethernet-APL は次のすべての約束を果たします。 大量のデータの送信 高速かつ効率的で、爆発の可能性があるエリアでもバリアフリーで信頼性が高くなります。 イーサネット技術の新しい物理層に対するプロセス業界の期待は非常に高く、それには十分な理由があります。 エンドレスハウザーの XNUMX つの負荷テストで、これが見事に実証されました。
テストの目的は、さまざまなメーカーのコンポーネントを Ethernet-APL ベースで簡単かつ確実に組み合わせることができることを実証することでした。 現実的なテスト条件を確保するために、 BASF 顧客側とハードウェアメーカーから Pepperl + Fuchsの, エンドレスハウザー, 図 と ハニーウェル 要求事項。 肯定的な結果として、両社はすべてのコンポーネントの最適な協力を得ています。
テスト設定の詳細
最初のテストでは、 240ゲージ エンドレスハウザー製、流量センサー、圧力センサー、温度センサーなど レベル検出器、活動中。 これらはインフラストラクチャに統合され、 Pepperl+Fuchs フィールド スイッチ そして、Ethernet-APL と Profinet を使用したハネウェル制御システム。 XNUMX 番目のテストでは、ABB 制御および資産管理システムが、説明されている測定デバイスおよびイーサネット APL とともに使用されました。 スイッチ Pepperl+Fuchs によってテストされました。
すべてのテスト実行が含まれています 最大限のネットワーク設計 実行すると、スケーラビリティと耐障害性が正常に検証されました。 テスト中には、合計ネットワーク負荷や冗長性切り替え時間などの関連要件がすべて満たされているか、それを超えていました。 したがって、テスト結果は明らかであり、Ethernet-APL は現実的な条件下で使用できるということです。
それが約束することをします
ゲルド・ニーダーマイヤーBASF SE のシニア E+I エンジニアリング マネージャーである同氏は、「APL に関して Profinet パートナーと XNUMX 年間緊密に協力してきましたが、このテストの成功は、将来的に当社の新しい化学プラントでこの技術を使用するための重要なステップとなります。」と楽観的にコメントしています。
アンドレアス・ヘネッケ、Pepperl+Fuchs プロセス オートメーション部門の製品マーケティング管理責任者: 「開発チームは、Fieldconnex フィールド スイッチの長期テストを何年も実施してきたため、セットアップが課題に耐えられると確信していました。 現実的なセットアップですべてが非常にうまく機能しているのを見ると、プロセスプラントのデジタル化の道を進むよう誰もが納得する可能性があります。」
ゲームチェンジャーが基準を引き上げる
Ethernet APL はこれらを備えています 大量検査 ゲームチェンジャーとしての評判を裏付けました。 したがって、新しいイーサネット プロトコルは、プロセス オートメーションにおけるイーサネット通信の効率を新たなレベルに引き上げることができます。
プロセスプラントのすべての信号タイプのインフラストラクチャ
23.01.2023年XNUMX月XNUMX日| とともに イーサネット APL レール フィールド スイッチ Fieldconnex から、Pepperl+Fuchs はプロセス産業をデジタル オートメーションの時代に移行させています。 Advanced Physical Layer (APL) は、実績のあるフィールドバス配線に基づいています。 したがって、彼は既存のインフラストラクチャを使用します。 これにより、システム全体の前例のない透明性と、フィールド デバイスからクラウドへの妨げられないデータ フローが作成されます。
2022 年夏に採用された国際標準化された APL テクノロジーは、IEC および IEEE 規格に基づいており、オープン プロトコルとデータ モデルが認められています。 承認、認証、およびデバイスの識別には、実績のある IT テクノロジが採用されています。 デバイスは自動的に登録され、デバイスの説明が使用可能になります。 デバイスはプラグ アンド プレイ モードで交換されます。 の オープンスタンダード 個々のサプライヤーへの依存を防ぎます。
Ctrlx 自動化プラットフォーム | 新規およびさらなる開発
Pepperl+Fuchs は、 デジタル通信のインフラ: Profibus PA フィールドバスを介したイーサネット APL 対応計測器から従来のアナログ信号まで、フィールド デバイスはリモート I/O およびスイッチを介してあらゆる危険エリアに統合できます。
イーサネット APL が利用可能になりました
23.08.2022 年 XNUMX 月 XNUMX 日 | 仕様は国際的に標準化され、適合性試験の対策が実施され、最初の製品がリリースされています。フィールドコム グループ、ODVA、OPC ファウンデーション、およびプロフィバス & プロフィネット インターナショナル (PI) の XNUMX つの主要な標準化組織の間の緊密で実りある協力関係の後、ほぼ XNUMX 年が経過しました。 、 による支援 12の有名なプロジェクトパートナー Pepperl+Fuchs と同様に、関係者全員がイーサネット APL プロジェクトの成功裏の完了に満足しています。その結果、10 線ケーブル用に設計された新しい本質安全物理層用の 2 Mbit テクノロジーが利用可能になりました。
IEEE 802.3cg (10BASE-T1L) の仕様がプロセス オートメーションでの使用に適していることは、イーサネット APL プロジェクトに関与する専門家にとって重要でした。 さらに、テクノロジーは IEEE 規格 イーサネット APL テクノロジーの理想的な基盤を形成するために基づいています。
そのため、IEEEの標準化活動も集中的に支援されました。プロセス産業の要件を満たす本質安全のためのソリューションを見つけるために、専門家は本質安全のための TÜV 認証機関と緊密に協力しました。防爆の概念が検証され、IEC における Ethernet-APL の標準化が準備されています。
APLプロジェクトの主な成果
APL プロジェクトの主な成果は次のとおりです。 ポート プロファイルの仕様 防爆およびエンジニアリングガイドラインの有無にかかわらず、複数の電力レベルのソリューションをサポートします。同様に、計画、設置、テスト仕様およびツールのベスト プラクティスにより、コンプライアンスを確保する必要があります。現在均一に利用できる物理層は、イーサネット/IP、ハード IP、 OPC UA、Profinet またはその他の上位レベルのネットワーク プロトコルを使用できます。
製品にイーサネット APL テクノロジをタイムリーかつ効率的に実装するために、このプロジェクトには次の機能もあります。 半導体メーカー 一緒に働いた。 10BASE-T1L Phy チップセットはすでに市場に投入されています。 これにより、産業界のパートナーは、プロジェクトの終了前に製品を市場に投入することができました。 現在、関心のあるすべての企業は、イーサネット APL を自社製品に統合できます。
イーサネット APL アプリケーションに興味がある
エンドユーザーは現在 大きな関心 彼らのシステムで Ethernet-APL を使用する場合。 一部の企業は、すでに実地試験を成功させています。 たとえば、Procter & Gamble と BASF は、 たとえば、内部テストでは、この通信技術がプロセス アプリケーションでの使用に最適であることが示されています。 長期的に新しい技術をサポートするために、関係する標準化組織は、技術資産とマーケティング資産を共同で維持し、国際標準化の取り組みを継続することに合意しました。
イーサネット APL の機能と要件
11.07.2022 年 XNUMX 月 XNUMX 日 | 適切な時期ですか イーサネットAPL? Pepperl + Fuchsの はいと言い、フィールドハウジングまたは制御キャビネットに取り付けるための最初のスイッチを示します。 イーサネット用の高度な物理層は、システムの制御室とフィールドレベルの間に今日も存在するギャップを埋めます。 プロセス産業。 この記事は、XNUMXつの傘下組織とXNUMXの有名メーカーによるこの最大の共同開発の現状を示しています。 通信技術 だけでなく、それらの実用的なアプリケーションと実装。
「2 年以上前、私たちは XNUMX 線式イーサネットを可能にするイーサネットへの取り組みを開始しました」と氏は言います。 アンドレアス・ヘネッケ、Pepperl+Fuchs SE のプロダクト マーケティング マネージャー。 製造業では、 業界4.0 産業用モノのインターネット（IIoT）はすでに当然のこととなっています。 イーサネット これらの企業の究極の通信技術です。 ただし、プロセスオートメーションにおけるプラントのフィールドデバイスの要件を満たしていません。
イーサネット APL により統合伝送が可能
イーサネット 高度な物理層 イーサネット APL はこれらの要件を満たしています。 Ethernet-APL は、純粋な物理層としてすべてのプロトコルと機能を送信できるため、すべての市場参加者の間で高いレベルで受け入れられています。 通信テクノロジは、イーサネットベースのあらゆる自動化プロトコルをサポートしており、プロセス自動化全体のための単一の長期安定したテクノロジとして開発される必要があります。
イーサネットAPLの正当な理由
「すべてのユーザーがそれを望んでいます デジタル変換 そして、プロセス自動化の分野でもそれを可能にしたいと考えています。 私たちの動機は、デジタル化に必要なデータスーパーハイウェイを使用して、フィールドに正確に合わせたイーサネットの物理学を推進することです」とHennecke氏は述べています。 ユーザーアソシエーションはバリアフリーアクセスを要求します。 オペレーターにとってコストがかかり、デジタル化に魅力的なエリアは、より効果的に運用する必要があります。
A 協力 XNUMXの有名なサプライヤとXNUMXつの有名なユーザーおよび標準化団体から、この伝送パスをプロセス業界のニーズに正確に合わせて調整し、データハイウェイを確立するというタスクが設定されています。
彼らは一緒に、プロセス自動化のためのイーサネットAPLが国際的に有効な標準に組み込まれるという目的を定義しました。 コミュニケーションはすでに 10BASE-T1L 有名な IEEE 802 標準で公開されています。本質安全防爆を備えた爆発の可能性のあるエリアでの保護のための「投票のためのコミュニティ草案」も公開されました。
これは、IEC委員会での採択がほぼ確実であることを意味する。の標準保証は、 プロセス自動化 ノードとも呼ばれるイーサネットAPL参加者の互換性。 他の定義も非常に進んでいます。 これにより、すべての市場参加者がテクノロジーにアクセスできるようになります。 標準化の作業は2021年XNUMX月に完了し、その後、すべての市場参加者が利用できるようになります。
イーサネットおよびイーサネットAPL
イーサネットAPLは、次の定義をはるかに超えています。 IEEEに準拠した通信 標準追加。 プロセス自動化の標準では、すべてのプロパティが定義されています。XNUMX線ケーブル、プラグイン端子、および極性反転から保護されたデバイスにより、簡単な設置が可能です。 電磁干渉（EMC）に対する高い耐性、雷保護、およびユーザーフレンドリーな防爆により、相互運用性が実現します。
「Pepperl + Fuchsで通常行われているように、当社のイーサネットAPLは、爆発の可能性のある領域も保護できます」とHennecke氏は述べています。 「そしてこの場合、イーサネットは 物理層 作業グループは、すべてのデバイスが認定される基準となるテストを定義しています。 ユーザー組織によって開発された定義とテストによって、互換性の基礎が作成されます。
の産業用イーサネット フィールドレベル より多くの測定値とより正確な伝送技術を提供します。 さらに、イーサネットは異なるプロトコルを同時に伝送できるため、データ伝送技術により、複数のシステムまたはオペレーティング ステーションへの並列アクセスが可能になります。 これにより、関係者全員がプロセス プラントでデータを操作できるようになります。 イーサネット スイッチは、以前に必要だったネットワーク移行に取って代わり、 ゲートウェイ. プロトコル トランスレータへのデータの割り当て、および関連する計画と構成作業は、もはや必要ありません。
オペレーターは、フィールドデバイス情報を使用して、制御ステーションおよび保守ステーションからのデータを自動的に強化できます。 高解像度のデジタルデータは、構成データおよび診断データと組み合わせて、プロセスおよびデバイスのステータスに関する知識を可能にします。 したがって、システムのより正確な管理と 予知保全 可能。
イーサネットAPLインフラストラクチャ
イーサネットAPLのインストールは、すべてのタイプのシステムの条件に適応できる必要があります。 このためのコア要素は APLスイッチ。 これにより、インストルメンテーションが接続され、バリアなしで透過的にデータが転送されます。 このようにして、データをERPシステムに転送することができます。 これらはギガビットまたはファストイーサネットをサポートし、オプションで冗長性を備えた、基盤となるネットワークアーキテクチャに統合できます。 デバイス接続の長さは最大200mで、爆発の可能性のあるゾーンまたは区画で本質的に安全です。
最初の フィールドハウジングまたは制御盤に取り付けるためのスイッチ は、Pepperl+Fuchs の Fieldconnex です。このデバイスは DIN レールに取り付けることができ、ゾーン 2 に取り付けることができます。イーサネット APL ネットワーク内のフィールド デバイスの接続は 200 m まで可能で、Ex ic に分類されるデバイス接続を備えたゾーン 2 では本質的に安全です。 Fieldconnex はデジタル通信において高い信頼性を誇ります。ユーザーは、Pepperl+Fuchs の専門家から一流のサポートを受けられます。
インクルード 電源スイッチ 最大XNUMXつのトランク給電APLフィールドスイッチと組み合わせた高給電電力 ケーブル 高送り力で最大1000mの長さ。 このバリアントは現在のステータスに XNUMX 対 XNUMX で対応します フィールドバス インストール。 トランクとスタブを使用したトランク アンド スパー トポロジは、単純で回復力があります。 上記のプロパティはすべて同一と見なされます。
イーサネットAPLとは何ですか？
イーサネットはAPL（Advanced Physical Layer）です。 プロセス産業における IoT アプリケーションの物理層を記述し、ポイントツーポイント通信を可能にする通信テクノロジー。物理層は電力とデータをフィールドに伝送します。この技術は、ケーブルの長さ、相互運用性、および防爆性を定義します。これにより、階層レベル全体で一貫性のある透過的な通信が実現します。イーサネット APL は、 Fieldcomm Group、ODVA、OPC Foundation と プロフィバス＆プロフィネット International (PI) および Pepperl+Fuchs などの有名なプロジェクト パートナー。
出典: この記事は、ABB、BASF、Beckhoff、Endress+Hauser、Honeywell、Pepperl+Fuchs の企業からの情報に基づいています。
アンジェラ・ストラックは、開発スカウトの編集長であり、フリージャーナリストであり、リートにある Presse Service Büro GbR のマネージングディレクターでもあります。
