APL cruciaal voor digitalisering van safety

De komst van Ethernet-APL is een unieke opportuniteit om verdere stappen te zetten in de digitalisering van safety applicaties. Dat is een van de conclusies van de recente annual meeting van NAMUR die dit jaar Sustainable Lifecycle Risk Management als centraal thema had. Met APL wordt het voor het eerst mogelijk om Profinet en dus ook Profisafe te implementeren van het instrument tot de controller.

APL staat voor Advanced Physical Layer en is de technologie die het mogelijk maakt om een Ethernetcommunicatie op te zetten over een eenvoudige tweedraadsverbinding. Om heel precies te zijn, dient gespecifieerd te worden dat die technologie eigenlijk Single Pair Ethernet heet, of 10BASE-T1L. APL bouwt verder op die standaard om een specifieke oplossing te ontwikkelen voor de procesindustrie. In de praktijk betekent dit een oplossing die de kenmerkende netwerktopologie in de procesindustrie en dus ook de bestaande bekabeling behoudt.

Centraal in die topologie staan APL field switches die aan de ene zijde via klassiek Ethernet communiceren met de controllers en aan de andere zijde de Ethernet communicatie voortzetten over tweedraadsbekabeling naar de individuele instrumenten. In die switches wordt de bekabeling naar de instrumenten ook voorzien van voeding, naar analogie met de topologie die vandaag gebruikt wordt met 4..20 mA communicatie, al dan niet aangevuld met HART.

Althans, dat is de topologie voor situaties waarin de switches zich buiten de zones met explosierisico bevinden. De instrumenten zelf mogen daarbij wel in zone 0 of 1 zitten. APL is immers ontwikkeld met intrinsieke veiligheid als uitgangspunt, waarbij de maximale stroom per connectie beperkt wordt om die veiligheid te garanderen. Ook voor situaties waarin de switches niet anders dan in de zones met explosierisico geplaatst kunnen worden voorziet APL in een oplossing. Die bestaat uit het gebruik van een speciale APL Power Switch in zone 2 die een trunk van stroom voorziet waarmee dan aangepaste field switches in zone 1 geconnecteerd kunnen worden. Die trunk wordt gedefinieerd volgens IEX 61158-2, naar analogie met veldbussystemen van het type A.

Volledig transparant Ethernet

Eens die klus geklaard, wordt het voor de gebruiker van het netwerk allemaal heel erg eenvoudig omdat het geheel zich dan op een volledig transparante manier presenteert als een klassiek Ethernet-netwerk, weze het met een datasnelheid van ‘slechts’ 10 Mbps. Voor digitaliseringsprojecten is dat een droom omdat alle functionaliteit die in een instrument beschikbaar is, dan eindelijk zonder verdere hindernissen ontsloten kan worden voor de verschillende toepassingen die er gebruik van willen maken.

Ook voor het opzetten van safety systemen maakt APL het leven een stuk makkelijker. De beschikbaarheid van Ethernet van het instrument tot de controller maakt het immers mogelijk om de black channel benadering toe te passen en safety kringen in het reguliere datanetwerk te integreren. Het voordeel van Ethernet in dit verband is dat er hiervoor al oplossingen beschikbaar zijn. Het protocol waar daarbij specifiek aan gedacht wordt, is Profisafe. Er is met andere woorden geen nieuwe, bijkomende oplossing in de zin van APLsafe nodig om dit te implementeren. APL hoeft enkel te zorgen voor de fysieke netwerklaag die de Ethernetverbinding tot stand brengt.

Nog geen instrumenten

Het enige probleem voor wie bij dit alles meteen aan de slag wil, is dat er vandaag nog geen instrumenten beschikbaar zijn die gecertificeerd zijn om over APL te communiceren. Met het enthousiasme dat er is voor de technologie, ziet het ernaar uit dat hieraan snel verholpen zal worden, maar toch valt het nog af te wachten of de technologie ook echt zal doorbreken.

Professor Niemann van de HS Hannover – een van de sprekers op de NAMUR general meeting – haalde in dit verband herinneringen op aan de vorige keer dat hij gastspreker was op het event. Dat was in het jaar 2000 en in zijn lezing destijds over de toen nog jonge en beloftevolle veldbustechnologie deed hij de voorspelling dat die de klassieke 4..20 mA communicatie snel zou gaan vervangen. Tweeëntwintig jaar later moet men echter vaststellen dat pakweg 90% van de instrumenten in de procesindustrie nog steeds op de goede oude analoge manier communiceert. Het bracht de professor tot de bedenking dat het moeilijk te voorspellen is of en wanneer APL echt zal doorbreken.

Feit is wel dat de value proposition deze keer een stuk aantrekkelijker is omdat met een minimale aanpassing in infrastructuur, zonder verdere toegevingen, in één keer het soort netwerk bekomen kan worden dat vandaag wereldwijd de standaard is voor datacommunicatie, namelijk Ethernet.

© Productivity.be, 21/11/2022, Foto: ethernet-apl.org


Feel free to share

Newsletter

Agenda

14/03/23 - 16/03/23: Embedded World, Nürnberg

22/03/23 - 23/03/23: M+R, Antwerp Expo (B)

29/03/23 - 31/03/23: Machineering, Brussels Expo (B)

07/06/23 - 08/06/23: Vision, Robotics & Motion, Brabanthallen, 's-Hertogenbosch

18/09/23 - 23/09/23: EMO, Hannover (D)

15/04/24 - 19/04/24: Wire/Tube, Düsseldorf (D)

08/10/25 - 15/10/25: K, Düsseldorf (D)