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以太网APL将如何影响现场设备功能

以太网APL协议提供了令人印象深刻的网络速度和功率输出,这有可能为新型现场设备铺平道路。  

 By 保罗·鲁本斯
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目前,正在流行的是一种新的10MBps(80Mbps)以太网标准。因此,显而易见的问题是:有什么大不了的?毕竟,自从1980年以太网以2.94Mbps的速度推出以来,以太网已经大大加快了速度,最新的数据传输速率高达400 Gbps。 

答案是,有问题的10MBps是十年的努力的结晶,以创建与协议无关的高级物理层(APL),以在潜在危险环境中提供与两线,回路供电的现场级设备的连接。它称为以太网APL。

我们在这里谈论的是工厂,加工设施和其他工业场所。所讨论的现场级设备是传感器和其他设备,它们收集诸如温度,压力,电动机速度等数据,并将该数据转换为信号,然后将其传输到控制或监视级别进行监视和分析。这些设备还可能包括执行器,这些执行器从控制级获取信号,然后打开或关闭阀门,泵,电动机和其他设备,或者对其进行调节,以控制工业过程。

更快的网络速度 

现在10MBps听起来可能并不令人印象深刻,但是在可能位于危险,可能爆炸的环境中的工业网络中,这种类型的网络速度令人印象深刻。要想出一个令人印象深刻的想法,10MBps的速度大约是流行的工厂自动化通信系统FOUNDATION Fieldbus H1的300倍,比80年代中期的原始公路可寻址远程传感器(HART)协议的速度快8,000倍以上。

归根结底,以太网APL基于新的10BASE-T1L(IEEE802.3cg-2019)以太网物理层标准,该标准已于2019年11月获得批准。它可以支持任何更高级别的以太网协议,包括工业PROFINET。工业以太网上数据通信的技术标准。 (PROFINET源自过程现场网络。)

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特别值得注意的是,较早的工业以太网物理层技术仅限于100米的范围,这意味着控制处理器必须非常接近工厂车间。相比之下, 以太网APL允许现场级设备及其控制系统相距不超过1000米。

将信号传输到单条双绞线的一公里之内是一个很大的成就,并且以太网APL使用两种幅度模式:整个1000米范围的2.4V峰值幅度,以及减小范围的较小的1.0V幅度模式,用于爆炸-证明系统环境,这些环境受到严格的能源限制。 

杀伤人员地雷’s Power

以太网APL也可以提供电源,事实证明它可以提供很多电源。到0区(本安)应用程序的功率高达500mW,是使用其他技术所能达到的十倍。对于非本安应用,它可以提供高达60W的功率。

这非常令人兴奋,因为它应该能够引入具有新功能的全新现场设备类别。考虑增强的数据边缘处理和更高的性能度量。或者也许在现场级设备上运行的Web服务器提供实时的全部信息,这些信息可用于优化流程。或现场到云过程自动化安装。谁说以太网不能性感?

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本文最初发表于2020年12月21日
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