Hindernisse für den Einsatz von Highspeed-Ethernet-fähigen Instrumenten in explosionsgefährdeten Anlagen sollen mit der Einführung von Ethernet-APL der Vergangenheit angehören. Der eigensichere, für zweiadrige Kabel ausgelegte Physical Layer ist damit für den Einsatz in anspruchsvollen Anwendungen zur Prozessautomatisierung geeignet. Zu den Vorteilen gehören eine deutlich verbesserte Kommunikationsgeschwindigkeit, die Abdeckung von Ex-Bereichen, die Stromversorgung von Sensoren bzw. Aktuatoren im Feld sowie mögliche Leitungslängen bis 1.000m. Standardisierungsorganisationen wie FieldComm Group, ODVA, OPC Foundation und Profibus & Profinet International sowie zwölf Projektpartner aus der Industrie hatten in den letzten drei Jahren zusammengearbeitet, um den neuen Physical Layer für Feldgeräte zu entwickeln. Nach der Veröffentlichung der Spezifikationen, Engineering Guidelines und Konformitätstestpläne durch das APL-Projekt sind jetzt bereits erste Produkte auf dem Markt verfügbar.
Fit für alle Ethernet-Derivate
Ethernet-APL ist eine Erweiterung der Spezifikation für Ethernet über zweiadrige Kabel (Single-Pair Ethernet, SPE) auf Basis von 10Base-T1L und kann jedes übergeordnete Ethernet-Protokoll unterstützen. Die Anforderungen für einen sicheren Betrieb in Prozessanlagen wurden durch entsprechende Anpassungen an der Bit-Übertragungsschicht erfüllt. Die elektrischen Parameter, die ein Ethernet-APL-Gerät erfüllen muss, um den eigensicheren Zündschutz zu gewährleisten, sind in der technischen Spezifikation IEC/TS60079-47 definiert.
Das APL-Projekt wurde vor einigen Jahren ins Leben gerufen, um Ethernet im Feld zu ermöglichen. „Durch die enge Zusammenarbeit zwischen mehreren Standardisierungsorganisationen steht uns nun ein zukunftsfähiger Ethernet Physical Layer für die Prozessautomatisierung zu Verfügung“, kommentiert Dr. Jörg Hähniche, Vorsitzender des APL-Lenkungsausschusses, die Technologieeinführung.Entsprechend wurden Port-Profile (einschließlich elektrischer Leistungsklassen, Schirmanschlussoptionen und Segmentlängen) definiert, um das Ethernet-APL-Konzept für mehrere Leistungsstufen mit und ohne Explosionsschutz zu realisieren. Kennzeichnungen an Geräten und Instrumenten geben die Leistungsstufe sowie die Art der Verbindung an, z.B. ob es sich um eine Verbindung zwischen Stromquelle und Stromsenke handelt. Damit soll ein einfacher Rahmen für die Interoperabilität von der Entwicklung bis hin zu Betrieb und Wartung geschaffen werden. Engineering Guidelines und Best Practices für die Planung und Installation sind ebenfalls verfügbar, um die Einführung von Ethernet-APL zu unterstützen. Auch Ethernet-Diagnose-Tools können Entwicklern beim Einstieg in die Technologie helfen.
Ethernet-APL unterstützt als einheitlicher Physical Layer z.B. die Protokolle Ethernet/IP, Hart-IP, OPC UA und Profinet. Derzeit läuft die Fertigstellung der Konformitätstests. Die bereits veröffentlichten Testspezifikationen sollen die Qualität sowie die Übereinstimmung mit den im Port-Profil definierten Parametern sicherstellen. Das Projektteam hat auch mit Halbleiterherstellern zusammengearbeitet, die 10Base-T1L für Ethernet-APL auf dem Markt anbieten werden. Darüber hinaus sind die Industriepartner dabei, die Entwicklung von Produkten abzuschließen oder haben bereits erste Produkte auf dem Markt präsentiert.
Mit der Einführung von Ethernet-APL können Anwender nun auf einen einheitlichen Ethernet Physical Layer setzen, der lange Kabelstrecken unterstützt sowie Eigensicherheit und Protokollunterstützung auf Anwendungsebene für möglichst hohe Produktivität und Leistung bietet. Produkte sollen in Kürze mit zertifizierter Konformität auf dem Markt erhältlich sein.