Entendendo a Ethernet-APL

Ethernet-APL significa "camada física avançada", uma tecnologia projetada para oferecer suporte a múltiplos protocolos de comunicação industrial, incluindo PROFINET, EtherNet/IP, OPC-UA e HART-IP.

O desenvolvimento da Ethernet-APL começou em 2018 com a iniciativa conhecida como Projeto APL, que reuniu um amplo consórcio de organizações para melhorar as normas existentes de IEEE e IEC. Essa abordagem aproveitou os padrões existentes para garantir uma forte adesão e interoperacionalidade no mercado.

A tecnologia utiliza um cabo blindado de dois fios, permitindo comunicação alimentada por circuitos com uma topologia e estrutura de rede confiáveis e simples. A Ethernet-APL opera em modo duplex total, suporta comprimentos de cabo de até 1.000 metros e fornece dados a 10 Mbit/s.

A Ethernet-APL oferece vantagens significativas para sistemas de comunicação industrial:

• Flexibilidade de protocolo: Compatível com protocolos Ethernet amplamente usados e padronizados.
• Configuração de rede simplificada: reduz a complexidade na configuração e manutenção.
• Ferramentas unificadas para TI e TO: Possibilitam a solução de problemas entre vários domínios.
• Esforço mínimo de instalação: reduz o tempo e o custo da implantação.
• Cabo de dois fios: Combina a transmissão de dados e energia em um único cabo.
• Distância estendida: Funciona de forma confiável em distâncias de até 1.000 metros.
• Proteção contra explosão: Inclui classificações e certificações para áreas classificadas e segurança intrínseca.
• Estabilidade elétrica: proteção contra surtos e resistência a interferências eletromagnéticas.
• Suporte à migração: Permite a potencial reutilização dos cabos Fieldbus Tipo A para facilitar a transição.

A Ethernet-APL oferece suporte a várias topologias: trunk-and-spur ou topologia de estrela. As conexões são apenas ponto-a-ponto entre cada conexão com os interruptores que constituem um segmento.

Cada seletora Ethernet-APL isola a comunicação entre os segmentos, eliminando qualquer distúrbio, como a diafonia. Isso também protege a comunicação de qualquer problema ou interferência de equipamentos em diferentes segmentos.

Aqui você pode encontrar os atributos técnicos aplicáveis à Ethernet-APL:

Quando falamos de interruptores, temos dois aspectos que possibilitam a flexibilidade topológica. Primeiramente, há os interruptores de alimentação, que fornecem potência e comunicação em uma ou mais portas do trunk. Eles são alimentados externamente.

Em segundo lugar, existem os interruptores de campo, que oferecem portas nas quais podemos ter spurs. A corrente elétrica, nesse caso, é proveniente do trunk ou de uma fonte externa.

Este gráfico mostra uma topologia trunk-and-spur a título de exemplo:

Isto é uma topologia em estrela:

Os desenvolvedores desta tecnologia queriam aumentar as chances de ampla adoção na indústria, por isso usaram tipos bem conhecidos como terminais tipo parafuso, terminais com braçadeira de mola e conectores M8 e M12.

O cabo para implementar a Ethernet-APL também é familiar, o cabo tipo A Fieldbus (resistência de 100 ohms, tolerância +/- 20 ohms), IEC 61158-2 usado como cabo de referência para as classes AWG 26-14 e seção transversal da ligação elétrica de 0,324 até 2,5 mm².

Para reduzir os erros de ligação elétrica que ocorrem em outras tecnologias, a Ethernet-APL adotou independência da polaridade. Os equipamentos de campo não têm permissão para interferir um no outro, e a configuração só é feita entre pares.

A especificação 2-WISE é um recurso adicional integrado à Ethernet-APL, que define os parâmetros para circuitos intrinsecamente seguros. O conceito é derivado do FISCO. Todas as regras de uma aplicação intrínseca são as mesmas, pois engenheiros de campo e técnicos já estão familiarizados com elas.

A configuração do equipamento de campo é rápida com o aplicativo do assistente e configuração automática; a Ethernet-APL permite uma transferência de dados de alta velocidade para um comissionamento simples e rápido. Tablets industriais como o Field Xpert, além de smartphones e equipamentos de teste de cabos, serão ferramentas do dia a dia para técnicos de campo que lidam com instrumentos digitais.

Essa tecnologia foi desenvolvida para ser implementada imediatamente em conceitos reais para a Internet Industrial das Coisas, para simplificar a construção, o comissionamento e a operação das plantas de processamento. Para facilitar as coisas, temos a Arquitetura Aberta NAMUR (NOA) e Padrões Abertos de Automação de Processo (O-PAS TM) oferecidos pelo Fórum Aberto de Automação de Processos (OPAF).

Com serviços de IIoT baseados em nuvem, como o Netilion IIoT Ecosystem da Endress+Hauser, em breve teremos aplicativos Ethernet-APL para oferecer suporte à conectividade entre o campo e a nuvem, fornecendo os serviços certos para diferentes propósitos, como diagnóstico e manutenção preditiva.

Essas aplicações permitem uma integração transparente entre TO e TI, concentrando-se em alcançar uma única tecnologia de rede. Fique atento: Traremos mais informações sobre a Ethernet-APL, aplicações e dicas técnicas em breve.