以太网更接近于过程控制

国际:三家基于标准的过程自动化供应商组织在2018年ACHEMA展览会上报告了高级物理层(APL)项目的最新进展,该项目使以太网能够用于过程应用。目标是一个坚固的、双线、环供电的以太网物理层。

通过Suzanne Gill,欧洲控制工程公司 2018年9月30日

为了帮助创建过程控制以太网,在FieldComm Group、ODVA和Profibus International (PI)于6月举行的联合新闻发布会上,在ACHEMA 2018展览会上讨论了高级物理层(APL)项目的发展。

APL项目于2011年启动,当时一组供应商开始创建一种协议中立的以太网,可以解决寻找一种可用于过程自动化和过程仪表的远程以太网协议的问题,以连接远程和危险位置的现场设备。新闻发布会的大部分讨论围绕着联合白皮书“以太网到现场”的发布,该白皮书列出了该项目的愿景和时间表。

APL项目指导委员会主席Jorg Hahniche博士表示:“项目开发团队正在取得良好的进展,预计到2022年产品将面世。”为了确保遵守这一时间表,各组织寻求利用IEEE 802.3 g工作组已经开展的工作,该工作组正在努力扩展以太网物理层,通过单对电缆以10mb /秒的速度运行。

到目前为止,APL项目已经证明了解决这个问题的可行性。它还引起了人们对基于IEEE以太网标准的全行业解决方案的兴趣。这导致了IEEE p802.3 g项目的创建,该项目专注于开发增强现有的IEEE 802.3以太网标准(IEEE 802.3),用于通过双绞线布线(10BASE-T1L)的以太网,这将允许在危险区域内进行远程应用。

解决方案的论点是,随着流程工业走向工业4.0,它需要一个网络标准,可以将过程数据从仪器传输到通信系统,具有标准以太网和IP技术的速度和灵活性,以取代现有的现场设备,这些设备通常依赖于传统的现场总线网络基础设施,阻碍了数据密集型应用程序的实施。

由IEEE p802.3 g产生的增强标准草案将包括短距离受限应用和供电的规范。该标准预计将于2018年完成,IEEE 802.3修正案预计将于2019年底前获得批准。

APL项目由主要流程工业供应商和工业通信标准开发组织支持,与IEEE项目并行工作,重点关注10BASE-T1L的扩展,用于危险领域,以开发所有典型保护方法的标准,特别是本质安全。

这些并行项目的关键方面包括努力修订有关在危险地区安装以太网设备的国际电工委员会(IEC)标准。在完成所有IEEE和IEC标准和相关现场设备一致性测试后,以太网到现场项目应于2022年准备就绪。

APL技术与生态系统

APL是一种坚固耐用的双线环供电以太网物理层,使用10BASE-T1L加扩展,用于安装在苛刻的操作条件和加工厂的危险区域。它可以将现场设备直接连接到基于以太网的系统,从而实现操作技术(OT)和信息技术(It)系统的融合。

使用交换架构可以消除连接到同一网络的设备之间任何不必要的干扰。

APL连接

除了电缆和连接器,APL基础设施还包括两个基本组件:

1.APL电源开关,提供所有标准以太网网络和现场设备之间的连接。它们将包括为APL现场开关和现场设备提供电源的电源。通常,它们将位于控制室或滑块上的接线盒中。

2.APL现场开关,用于危险区域的安装和操作。它们将由APL电源开关循环供电,并将通信信号和功率通过马刺分配到现场设备。

当被问及对APL的期望时,ODVA总裁Katherine Voss表示:“随着流程工业朝着更加融合的网络架构发展,许多与数字化和透明度相关的工业4.0概念正在实现。APL将简化架构,消除对网关的需求。它还将为下一代工人准备工业通信,这些工人更可能希望使用以太网而不是现场总线。以太网到现场只是实现工业4.0所设定目标的一种手段。特别是APL将解决现场设备中的特定用例,用于需要电力的长距离本质安全应用。我认为2022年,也就是APL产品开始出现的那一年,将是工业以太网真正的转折点。”

Fieldcomm Group总裁Ted Masters表示:“流程行业急需数据,我相信以以太网的速度利用更多实时数据的能力将是向APL迁移的关键驱动因素。我们看到了这种迁移可能发生的很多方式,但我们的期望是,它将是真正高价值的资产-高数据使用设备,如阀门和分析仪-将引领潮流,成为第一批升级到APL的设备。”

虽然APL技术不能改造到现有设备中,但将有方法通过APL网络与现有的遗留设备通信,因此可以通过混合的、无缝的场景将遗留设备和APL设备混合在一起,慢慢地迁移到具有网络的技术。

“数据的价值大于APL的成本,我认为从现场设备收集数据的能力将推动向以太网的持续迁移——从价值最高的设备开始,”Masters补充道。

作为APL联合推广的一部分,由于其对各自以太网(Ethernet /IP、HART-IP和profinet)的潜在适应性,这三个基于标准的组织已经同意在与过程工业的最终用户相关的场所提供有关该项目的未来更新。

苏珊·吉尔,编辑,控制工程欧洲.由内容经理马克·霍斯克编辑,控制工程, CFE传媒,mhoske@cfemedia.com

关键词:以太网,过程控制

加固的,两线制,环路供电的以太网物理层

高级物理层(APL)工艺应用项目

合作FieldComm Group、ODVA和PI (Profibus International)之间的协议。

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