Ethernet-APL è un'avanzata tecnologia di comunicazione per l'automazione di processo che porta Ethernet a livello di campo.
Estendendo la connettività Ethernet oltre il livello di controllo, Ethernet-APL consente l'integrazione diretta dei dispositivi da campo nelle reti basate su Ethernet.
Combina alimentazione e trasmissione dati ad alta velocità su un singolo cavo a due fili, consentendo la perfetta integrazione dei dispositivi da campo intelligenti nelle reti industriali.
Estendendo la connettività Ethernet anche ad ambienti pericolosi e remoti, Ethernet-APL rappresenta una base standardizzata, robusta e pronta all'evoluzione futura per la digitalizzazione e le applicazioni IIoT.
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Che cos'è Ethernet-APL?
Ethernet-APL significa Advanced Physical Layer (livello fisico avanzato) ed è una tecnologia sviluppata per supportare numerosi protocolli di comunicazione industriale, tra cui PROFINET, EtherNet/IP, OPC UA e HART IP.
Lo sviluppo di Ethernet-APL è iniziato nel 2018 nell'ambito del "Progetto APL", un'iniziativa che ha riunito un ampio consorzio di organizzazioni con l'obiettivo di migliorare gli standard IEEE e IEC esistenti. Per garantire l'interoperabilità e una facile adozione da parte del mercato, l'approccio si è basato su standard consolidati.
Questa tecnologia utilizza un cavo schermato a due fili che, assicurando sia la comunicazione che l'alimentazione, consente di creare una struttura e una topologia di rete affidabili e semplici. Ethernet-APL funziona in modalità full-duplex, supporta cavi di fino a 1.000 metri di lunghezza e trasmette dati a 10 Mbit/s.
Quali sono i principali vantaggi di Ethernet-APL?
Ethernet-APL offre notevoli vantaggi ai sistemi di comunicazione industriale:
Flessibilità in termini di protocollo: supporta protocolli Ethernet ampiamente utilizzati e standardizzati.
Semplicità di configurazione della rete: riduce la complessità delle operazioni di configurazione e manutenzione.
Strumenti unificati per IT e OT: favorisce la coerenza della risoluzione dei problemi nei vari ambiti.
Installazione semplice: riduce tempi e costi di implementazione.
Cavo a due fili: assicura trasmissione dati e alimentazione con un unico cavo.
Supporto di lunghe distanze: funziona in modo affidabile con cavi che possono arrivare anche a 1.000 metri.
Protezione dalle esplosioni: classificazioni e certificazioni per aree pericolose e sicurezza intrinseca.
Stabilità elettrica: protezione dalle sovratensioni e resilienza alle interferenze elettromagnetiche.
Facilità di migrazione: possibile riutilizzo dei cavi Fieldbus di Tipo A per una transizione più semplice.
Quali sono i componenti e le topologie di Ethernet-APL?
Ethernet-APL supporta diverse topologie, a dorsale o a stella. Le connessioni con gli switch che costituiscono un segmento sono solo punto-punto.
Ogni switch Ethernet-APL isola la comunicazione tra i segmenti eliminando qualsiasi tipo di disturbo come, ad esempio, la diafonia. Inoltre, protegge la comunicazione da eventuali problemi o interferenze provenienti da dispositivi appartenenti ad altri segmenti.
Qui è possibile trovare gli attributi tecnici applicabili a Ethernet-APL:
Quando parliamo di switch, ci sono due elementi in particolare che favoriscono la flessibilità topologica. Prima di tutto, abbiamo gli switch di alimentazione che assicurano alimentazione e comunicazione su una o più porte di dorsale e che sono alimentati esternamente.
In secondo luogo, abbiamo gli switch di campo che forniscono le porte di derivazione. L'alimentazione, in questo caso, proviene dalla dorsale o da una fonte esterna.
Questo grafico mostra un esempio di topologia a dorsale:
Quanto è semplice l'installazione in campo di Ethernet-APL?
Volendo massimizzare le possibilità di adozione nell'industria, gli sviluppatori di questa tecnologia hanno utilizzato componenti ben conosciuti come, ad esempio, morsetti a vite, morsetti a molla e connettori M8 e M12.
Anche il cavo per implementare Ethernet-APL è ben conosciuto perché si tratta di un Fieldbus Tipo A (100 Ohm di resistenza con tolleranza di +/-20 Ohm), specificato in IEC 61158-2 come cavo di riferimento per classi AWG 26-14 e sezioni da 0,324 a 2,5 mm2.
Per ridurre gli errori di cablaggio che si verificano con altre tecnologie, Ethernet-APL ha adottato l'indipendenza dalla polarità. I dispositivi da campo non possono disturbarsi a vicenda e la loro configurazione avviene solo peer-to-peer.
La specifica 2-WISE è una funzionalità aggiuntiva, integrata in Ethernet-APL, che definisce i parametri per i circuiti a sicurezza intrinseca. Il concetto deriva da FISCO. Tutte le regole di un'applicazione intrinseca sono le stesse, perché gli ingegneri e i tecnici sul campo le conoscono già.
La configurazione dei dispositivi da campo è rapida grazie all'app guidata e alla configurazione automatica; Ethernet-APL consente un trasferimento dati ad alta velocità per una messa in servizio semplice e veloce. I tablet industriali come Field Xpert, insieme agli smartphone e ai dispositivi di prova dei cavi, diventeranno strumenti quotidiani per i tecnici che si occupano dei dispositivi da campo digitali.
Ethernet-APL e IIoT
Questa tecnologia è stata sviluppata per essere immediatamente implementata in soluzioni concrete per IIoT, per semplificare la costruzione, la messa in servizio e l'uso degli impianti di processo. Per facilitare l'implementazione, abbiamo a disposizione NOA (NAMUR Open Architecture) e O-PAS™ (Open Process Automation Standards) di OPAF (Open Process Automation Forum).
Con i servizi IIoT su cloud, come l'ecosistema IIoT Netilion di Endress+Hauser, avremo presto applicazioni Ethernet-APL in grado di supportare la connettività tra il campo e il cloud fornendo i servizi giusti per diverse finalità, come la diagnostica e la manutenzione predittiva.
Queste applicazioni consentono un'integrazione trasparente tra OT e IT, puntando alla creazione di un'unica tecnologia di rete. Restate in contatto con noi - presto vi forniremo altre informazioni su Ethernet-APL e sulle possibili applicazioni, oltre che una serie di consigli tecnici.
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