Comprendre Ethernet-APL

Ethernet-APL signifie « Advanced Physical Layer », une technologie destinée à prendre en charge plusieurs protocoles de communication industrielle, dont PROFINET, EtherNet/IP, OPC-UA et HART-IP.

Le développement d'Ethernet-APL a commencé en 2018, dans le cadre de l'initiative connue sous le nom « APL Project ». Celle-ci a donné le jour à un vaste groupement d'organisations visant à améliorer les normes IEEE et CEI existantes. Cette approche tirait parti des normes établies pour assurer à la fois une adoption à grande échelle sur le marché et l'interopérabilité.

Cette technologie utilise un câble à deux fils blindé, ce qui permet une communication alimentée par boucle avec une structure et une topologie de réseau fiables et simples. Ethernet-APL fonctionne en mode duplex intégral, est compatible avec des longueurs de câble atteignant jusqu'à 1 000 mètres et fournit des données à un débit de 10 Mbits/s.

Ethernet-APL offre des avantages significatifs pour les systèmes de communication industrielle :

• Flexibilité en matière de protocole : prend en charge les protocoles Ethernet standardisés et largement utilisés.
• Configuration réseau simplifiée : réduit la complexité dans la configuration et la maintenance.
• Outils uniformisés pour les technologies de l'information et opérationnelles : permet un dépannage homogène dans tous les domaines.
• Travail d'installation minimal : réduction du temps et des coûts de déploiement.
• Câble à deux fils : combine la transmission de données et de puissance dans un seul câble.
• Distances plus élevées : fonctionne de manière fiable sur des distances atteignant jusqu'à 1 000 mètres.
• Protection antidéflagrante : comprend les valeurs nominales et les certifications nécessaires pour les zones explosibles et la sécurité intrinsèque.
• Stabilité électrique : protection contre les surtensions et résistance aux interférences électromagnétiques.
• Migration facilitée : permet une réutilisation potentielle des câbles de bus de terrain de type A pour simplifier la transition.

Ethernet-APL est compatible avec diverses topologies : arborescente ou en étoile. Les liaisons point à point sont uniquement établies entre chaque connexion avec les commutateurs constituant un segment.

Chaque commutateur Ethernet-APL coupe la communication entre les segments, éliminant ainsi toute perturbation telle que la diaphonie. Il protège également la communication de tout problème ou toute interférence avec des appareils de segments différents.

Vous trouverez ici les attributs techniques applicables à Ethernet-APL :

Pour ce qui est des commutateurs, nous avons également deux points qui permettent une topologie flexible. Il y a tout d'abord les interrupteurs d'alimentation, qui assurent l'alimentation et la communication dans un ou plusieurs ports trunk. Leur alimentation est externe.

Ensuite, nous avons les commutateurs de terrain, qui fournissent des ports où nous pouvons avoir des ramifications. Dans ce cas, la puissance provient du trunk ou d'une source externe.

Ce graphique montre un exemple de topologie arborescente :

Ceci est une topologie en étoile :

Les développeurs de cette technologie ont voulu augmenter les chances d'adoption à grande échelle dans l'industrie. Ils ont donc utilisé des types bien connus tels que des bornes à vis, des bornes à ressort et des connecteurs M8 et M12.

Le câble pour la mise en œuvre d'Ethernet-APL est également connu : il s'agit du câble de bus de terrain de type A (résistance de 100 ohms, tolérance de +/-20 ohms), CEI 61158-2, utilisé comme câble de référence pour les classes AWG 26-14 et la section de câblage de 0,324 à 2,5 mm².

Afin de réduire les erreurs de câblage qui se produisent avec d'autres technologies, Ethernet-APL a opté pour l'indépendance de polarité. Les appareils de terrain ne peuvent pas se perturber mutuellement et leur configuration est uniquement effectuée en poste-à-poste.

La spécification 2-WISE est un élément supplémentaire intégré dans Ethernet-APL. Elle définit les paramètres pour les circuits à sécurité intrinsèque. Le concept est issu de FISCO. Toutes les règles d'une application intrinsèque sont les mêmes, car les ingénieurs et les techniciens de terrain les connaissent déjà.

Les appareils de terrain peuvent être configurés rapidement grâce à l'application avec assistant et à la configuration automatique ; Ethernet-APL permet un transfert des données à haut débit pour une mise en service simple et rapide. Tout comme les smartphones et les testeurs de câble, les tablettes industrielles telles que la Field Xpert deviendront des outils du quotidien pour les techniciens de terrain chargés des instruments numériques.

Cette technologie a été conçue pour être immédiatement mise en œuvre dans des concepts concrets pour l'Internet Industriel des objets, afin de simplifier la fabrication, la mise en service et le fonctionnement des installations de traitement. Pour faciliter cette évolution, il existe les normes NAMUR Open Architecture (NOA) et Open Process Automation (O-PAS™) de l'Open Process Automation Forum (OPAF).

Avec des services IIoT basés sur le cloud tels que l'écosystème IIoT Netilion d'Endress+Hauser, nous disposerons bientôt d'applications Ethernet-APL pour assurer la connectivité entre le terrain et le cloud. Il sera ainsi possible de bénéficier de services adaptés pour différentes opérations, comme le diagnostic et la maintenance prédictive.

Ces applications permettent une intégration transparente entre TO et TI, en se concentrant sur la mise en œuvre d'une seule technologie réseau. Restez à l'écoute – nous proposerons bientôt plus d'informations sur Ethernet-APL et les applications, ainsi que des conseils techniques.