Presentazione di 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.

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.

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:

Questa è una topologia a stella:

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.

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.