Ethernet-APL: Az ipari automatizáció új mérföldköve
Az ipari autimatizálásban és folyamatirányításban a megbízható és gyors adatátvitel elengedhetetlen a hatékony működéshez. Az Ethernet-APL (Advanced Physical Layer) egy olyan innováció, amely a hagyományos kommunikációs protokollokat felváltva magasabb szintre emeli az ipari folyamatok digitalizációját. Ez a blogcikk bemutatja az Ethernet-APL alapvető fogalmát, előnyeit, egy releváns esettanulmányt és azt, hogy milyen hatást gyakorol ez a technológia a különböző iparágakra.
Mi az Ethernet-APL?
Az Ethernet-APL az ipari Ethernet technológia új generációját képviseli, amely egy kétvezetékes, önmagában biztonságos fizikai réteget biztosít. Ez lehetővé teszi, hogy az Ethernet alapú kommunikáció közvetlenül elérje a terepi eszközöket, még robbanásveszélyes környezetben is, például Zone 2 besorolású területeken. Az Ethernet-APL egyszerre biztosítja a hosszú távú adatátvitelt, nagy sávszélességet és a tápellátást egyetlen kábelen keresztül.
Az Ethernet-APL előnyei:
- Valós idejű adathozzáférés és diagnosztika
Az Ethernet-APL lehetővé teszi a terepi eszközök és a vállalati szintű hálózatok közötti valós idejű adatcserét. Ez elősegíti a gyors döntéshozatalt és a megelőző karbantartást azáltal, hogy az eszközök állapotára vonatkozó információk folyamatosan elérhetőek.
- Egyszerűbb telepítés és alacsonyabb költségek
Az egykábeles megoldás csökkenti a telepítési és karbantartási költségeket, miközben minimalizálja a rendszer összetettségét. Ez különösen előnyös nagy léptékű ipari környezetekben, például vegyipari üzemekben.
- Biztonságos működés robbanásveszélyes területeken
A belső biztonság garantálja az Ethernet-APL eszközök gyúlékony gázokkal vagy más veszélyes anyagokkal körülvett környezetekben történő megbízható működését.
- Kompatibilitás és skálázhatóság
Az Ethernet-APL kompatibilis a meglévő ipari protokollokkal, például a PROFINET-tel és a HART-tal, így megkönnyíti a régi rendszerek integrálását az új infrastruktúrába.
Esettanulmány:
A BASF vegyipari óriás és az ABB közösen tesztelték az Ethernet-APL-t, amelyet később a BASF zöldmezős projektjeiben is alkalmaztak. Az ABB Ethernet-APL eszközei, például az intelligens szenzorok és diagnosztikai megoldások, segítették a BASF-et abban, hogy gyorsabban és fenntarthatóbban érje el digitalizációs céljait. A tesztek eredményei azt mutatták, hogy a technológia csökkentette az üzemeltetési költségeket, miközben növelte a folyamatok átláthatóságát és biztonságát. További információkat találhat az együttműkés részleteiről itt.
A vegyiparon túl az Ethernet-APL alkalmazása az olaj– és gáziparban, valamint a gyógyszeriparban is egyre jelentősebb, mivel ezekben az ágazatokban a robbanásveszélyes környezetekben való biztonságos működés és a megbízható adatkapcsolat kiemelkedően fontos.
A Softing Industrial megoldásai:
A Softing Industrial által kínált eszközök, például az , lehetővé teszik az Ethernet-APL technológia könnyű integrálását meglévő DCS (ABB 800xA, EMERSON DelatV, Siemens PCS7), továbbá AMS rendszerekbe (Siemens PDM, EMERSON AMS, ABB FIM). Ezek az eszközök különösen hasznosak olyan területeken, ahol régebbi HART vagy Modbus eszközöket szeretnének Ethernet-APL hálózatokra költöztetni.
Az Ethernet-APL iparági hatásai:
Az ipari rendszerek jövőjét egyre inkább az egységes hálózati megoldások határozzák meg. A mérnökök olyan infrastruktúrákra vágynak, amelyek egyetlen hálózaton képesek kezelni minden eszközt, legyen szó érzékelőkről, működtetőkről vagy motorvezérlőkről. A gyártók célja ezzel párhuzamosan egy szabványos interfész létrehozása, amely biztosítja, hogy termékeik könnyen integrálhatók legyenek bármilyen rendszerbe. Az Ethernet-alapú technológiák, különösen az Ethernet-APL, kulcsszerepet játszanak ebben a folyamatban: több protokollt támogatnak, lehetővé téve a különböző eszközök egyetlen hálózaton való összekapcsolását.
Az Ethernet-APL emiatt jelentős hatást gyakorol az ipari automatizálásra, számos területen elősegítve a hatékonyságot és a technológiai fejlődést. A technolgógia támogatja a szabványos Ethernet-hálózatok kiterjesztését a folyamatautomatizálásban használt terepi eszközökre, különösen veszélyes környezetek esetében. Az Ethernet-APL számos más ipari kommunikációs technológiát támogat, és ezáltal alkalmazható azokban az alkalmazásokban, ahol jelenleg hagyományos terepi buszokat vagy analóg rendszereket használnak. Az Ethernet-APL a következő jelenlegi technológiákat támogatja:
- 4-20 mA analóg jelek: A hagyományosan érzékelők és működtető egységek analóg jeleinek továbbítására használt 4-20 mA szabvány korlátozott az adatkapacitás és a diagnosztika szempontjából. Az Ethernet-APL digitális kommunikációt kínál nagyobb adatátviteli sebességgel és kibővített diagnosztikai képességekkel.
- HART protokol (Highway Addressable Remote Transducer Protocol): Az Ethernet-APL teljes mértékben helyettesítheti a HART-ot, mivel gyorsabb, tisztán digitális kommunikációt és valós idejű információmegosztást biztosít az analóg jelátvitel nélkül. Emellett egyszerre kezeli a tápellátást és az adatátvitelt egyetlen kétvezetékes kábelen és integrálható az ipari Ethernet-hálózatokba, lehetővé téve az eszközök közvetlen és szabványosított csatlakozását, amit a HART korlátozott képességei nem tesznek lehetővé.
- FOUNDATION Fieldbus H1: Ezt a digitális kétirányú kommunikációs protokollt a terepi szintű műszerekhez használják. Az Ethernet-APL kiválthatja a FOUNDATION Fieldbus H1-et, mivel nagyobb sávszélességet, hosszabb kábelhosszúságot és a szabványos Ethernet-hálózatokba való zökkenőmentes integrációt kínál.
- PROFIBUS PA (Process Automation): A FOUNDATION Fieldbushoz hasonlóan a PROFIBUS PA-t is érzékelők és működtető egységek csatlakoztatására használják. nagyobb adatátviteli sebesség, az egyszerűbb telepítés, a hosszabb kábelezési távolság, valamint a modern Ethernet-alapú infrastruktúrákkal való közvetlen kompatibilitás.
Az Ethernet-APL elősegíti az operatív technológia (OT) és az informatikai (IT) rendszerek zökkenőmentes integrációját, mivel az ipari Ethernet-technológia egy egységesített, szabványos alapot biztosít, amely mindkét területen alkalmazható. A gyorsabb adatátvitel és a jobb diagnosztikai képességek növelik az üzemek termelékenységét és csökkentik az állásidőt. Emellett a technológia lehetővé teszi az intelligens eszközök és IoT-megoldások zökkenőmentes integrálását, ami hozzájárul az IT és OT konvergencia megvalósulásához.
Következtetés:
Az Ethernet-APL egy olyan innováció, amely forradalmasítja a terepi kommunikációt, miközben egyszerűsíti az ipari rendszerek telepítését és működését. A technológia előnyei, mint például a valós idejű adathozzáférés, a költséghatékonyság és a biztonság, olyan lehetőségeket teremtenek, amelyek révén az ipar szereplői hatékonyabban, fenntarthatóbban és biztonságosabban működhetnek.
Az ABB és a BASF esettanulmánya, valamint a Softing Industrial megoldásai egyértelműen bizonyítják, hogy az Ethernet-APL nemcsak technológiai újítás, hanem az ipari automatizáció jelentős mérföldköve.
Források:
- Softing Industrial: https://industrial.softing.com/
- BASF és Ethernet-APL projekt: https://new.abb.com/news/hu/detail/115597/a-basf-a-sikeres-ethernet-apl-kiserletet-kovetoen-az-abb-t-valasztotta-zoldmezos-projektjeihez
- Zone 2: https://www.hse.gov.uk/comah/sragtech/techmeasareaclas.htm
- Fotók: https://www.pexels.com/hu-hu/