Die Ethernet-APL-Technologie revolutioniert die Möglichkeiten der Datenübertragung in der Prozessindustrie, da erstmalig mit einer Geschwindigkeit von bis zu 10 Mbit/s und homogenem Protokoll direkt in die Feldebene kommuniziert werden kann. Die physikalische Ebene ermöglicht die Energieversorgung parallel zur Kommunikation über eine herkömmliche Zweileiter-Anschlusstechnik und ist dabei für den Einsatz im eigensicheren Ex-Bereich geeignet.
Seit Gründung des APL-Konsortiums 2018 ist SAMSON offizieller Industriepartner und als solcher in der technischen Ausgestaltung und den entsprechenden Gremien aktiv. Beteiligt waren zum ersten Mal in der Geschichte der Prozessindustrie alle großen Standardisierungsorganisationen – FieldComm Group, OPC Foundation, ODVA und PI (PROFIBUS & PROFINET International) – sowie zwölf namenhafte Hersteller von Leitsystem- und Infrastrukturtechnik sowie Feldgeräten. Bereits 2016 hat SAMSON einen ersten APL-Demonstrator auf der Valve World präsentiert, der heute noch im DIGITAL LAB des ROLF SANDVOSS INNOVATION CENTER in Frankfurt für Anschauungs- und Testzwecke verwendet wird. Der offizielle Technologielaunch von Ethernet-APL fand im Jahr 2021 im Rahmen der virtuellen ACHEMA Pulse statt.
Der Advanced Physical Layer (APL) definiert die physikalische Übertragungsschicht, die eine homogene Ethernet-Kommunikation direkt in die Feldebene bis in explosionsgeschützte Bereiche ermöglicht. Dabei kann der aus der Feldbustechnik bekannte Kabeltyp nach IEC 61158-2, Typ A, verwendet werden. Die Zweileiter-Anschlusstechnik ist geeignet für eigensichere Zonen, ist verpolsicher und erlaubt die Kommunikation mit 10 Mbit/s sowie die Energieversorgung über dasselbe Kabel.
Ethernet-APL ermöglicht die Verwendung aller gängigen ethernetbasierten Protokolle, wie EtherNet/IP™, HART-IP™, OPC UA und PROFINET®, was durch das Mitwirken aller vier großen Standardisierungsorganisationen (FCG, ODVA, OPCF, PI) deutlich wird. Ein großer Vorteil von „Ethernet bis ins Feld“ besteht in der homogenen, durchgängigen Protokollverwendung, so dass auf Protokollumsetzer in der Anlageninfrastruktur komplett verzichtet werden kann. Architekturen können somit tendenziell schlanker umgesetzt werden.
Nach rund drei Jahren gemeinschaftlicher Projektarbeit im APL-Konsortium wurde 2021 im Rahmen der ACHEMA Pulse der Technologielaunch von Ethernet-APL verkündet. Die Vorteile, die diese neue Technologie mit sich bringt, sind unter anderem eine durchgängige Kommunikation bis in die Feldebene, eine dadurch mögliche reduzierte Komplexität der Anlageninfrastruktur sowie die Kommunikationsgeschwindigkeit von 10 Mbit/s von Prozess- und Gerätedaten auf Basis herkömmlicher Zweileiter-Installation. Dabei ist ein Einsatz auch in eigensicheren Anlagenbereichen möglich („2-WISE-Konzept“). Es lassen sich Reichweiten von insgesamt bis zu 1.200 m realisieren. Die Durchdringung der gesamten Anlage in Kombination mit der hohen Datenrate ermöglicht einen Datenzugriff praktisch in „Echtzeit“.
Die in dem PROFINET-Profil 4.0 umgesetzten Funktionen erleichtern durch Reduzieren des Netzwerkkonfigurations- und Installationsaufwandes die Inbetriebnahme. Die Ethernet-APL-Technologie basiert auf einem hohen Standardisierungsgrad und auf der genauen Definition von Komponenten. Dadurch wird die Suche nach geeigneten Komponenten innerhalb einer Anlage erheblich erleichtert.
Da dieselben Kabel wie für die Feldbussysteme PROFIBUS® und FOUNDATION™ fieldbus genutzt werden, lassen sich entsprechende Bestandsanlagen auf ethernetbasierte Protokolle wie EtherNet/IP™ und PROFINET® umrüsten.
Die hohe Datenrate von 10 Mbit/s ermöglicht eine nahezu „Live-Anbindung“ bis in die Feldebene. Damit wird ein tiefer Einblick in die Anlage und so die Basis geschaffen, um zuverlässige Entscheidungen zu treffen. Die systemübergreifende einheitliche Kommunikation mit hoher Datenrate stellt den gesamten Anlagenstatus in Echtzeit zur Verfügung. Der schnelle und unkomplizierte Zugang zu Geräte‑, Prozess- und Diagnosedaten sorgt für eine frühzeitige Erkennung von Anomalien und ermöglicht so ein vorausschauendes Eingreifen.
Die direkte Verbindung in die Feldebene ermöglicht die dezentrale Konfiguration und Kalibrierung aller Assets. Prozessdaten können in wenigen Sekunden ausgelesen werden und unterstützen eine schnelle Datendokumentation.
Der Stellungsregler TROVIS 3797 mit PROFINET®-Kommunikation ist der erste SAMSON-Stellungsregler, der die neue Ethernet-APL-Technologie unterstützt. Die Gerätebasis bildet die High-End-Plattform der Bauart 379X. Die hohe Luftleistung ist modular erweiterbar und kann für einfach- und doppeltwirkende Antriebe verwendet werden. Die bewährte und vollintegrierte Ventildiagnose kann durch Drucksensoren auf die höchste Ausbaustufe gehoben werden und sorgt für einen zuverlässigen und sicheren Betrieb.
Alia Begisheva
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