Best practices in de implementatie van Profinet over Ethernet-APL

NAMUR – de vereniging van professionals in procesautomatisering – heeft een document gepubliceerd met best practices voor de selectie, planning en installatie van Profinet over Ethernet-APL. Het document geeft een mooi overzicht van de ins en outs van de technologie en kijkt ook naar de integratie ervan in bestaande netwerken. Voor de overstap naar digitale communicatie is het nu of nooit, zo luidt het.

Over Ethernet-APL hebben we op Productivity.be al vaker geschreven. Het is de technologie, die intussen ook gestandaardiseerd is, die het mogelijk maakt om een Ethernet-verbinding op te zetten over klassieke tweedraadsbekabeling. Voor de procesindustrie biedt dat onder meer de mogelijkheid om Ethernet te implementeren op de bestaande bekabeling die nu nog voor analoge signalen, al dan niet aangevuld met het HART-protocol, gebruikt wordt. NAMUR heeft zich opgesteld als een groot pleitbezorger van Ethernet-APL en beschouwt het als een nu of nooit moment om eindelijk komaf te maken met analoge communicatie.

Dat de nieuwe paper “Best Practices for Selection, Planning, Installation, Commissioning, and Operation of PROFINET via Ethernet-APL” (NA 195) specifiek over Profinet gaat, is omdat de projecten die tot nu toe reeds gerealiseerd zijn, alle gebruikgemaakt hebben van dat protocol. In principe kunnen ook andere protocollen zoals EtherNet/IP of OPC UA FX gebruikt worden, maar voorlopig is er nog geen praktische ervaring daarmee. De vereniging Profibus & Profinet International is overigens ook een groot pleitbezorger van Ethernet-APL.

Asset Management Systeem

Hoewel de mogelijkheid om bestaande installaties te upgraden steevast als een van de grote voordelen van de technologie vermeld wordt, ziet NAMUR in eerste instantie de beste kansen voor Ethernet-APL in projecten waar installaties uitgebreid worden of waar de instrumentatie vernieuwd wordt.

Wat de vereniging als een van de grootste voordelen naar voor schuift is dat Ethernet het mogelijk maakt om de automatiseringspiramide te doorbreken, in die zin dat instrumenten naast hun communicatie met een DCS ook rechtstreeks kunnen communiceren met andere toepassingen zoals een Asset Management Systeem (AMS). De eerste best pratice die het document naar voor schuift is om daar ook echt gebruik van te maken zodat parameters van instrumenten geconfigureerd en beheerd kunnen worden op één centrale locatie: het AMS. Om dat mogelijk te maken wordt aangeraden om bij de selectie van instrumenten te verifiëren of er een FDI package beschikbaar is voor het gewenste instrument en AMS.

Een bijkomend voordeel, naast het gebruik van een AMS, is uiteraard de digitale communicatie van meetwaarden met het procescontrolesysteem. Tegenover analoge communicatie (zoals 4..20 mA) zorgt dat voor een hogere nauwkeurigheid binnen een breder meetbereik.

Een speciaal aandachtspunt is nog de implementatie van safety, wat op dit moment nog niet gestandaardiseerd is voor Ethernet-APL. In principe moet het kunnen via de black channel methode die ook in andere Ethernet-netwerken toegepast wordt. Dat zal er ook wel komen, maar aangezien er nog geen gestandaardiseerde oplossing beschikbaar is, is men voorlopig aangewezen op een aparte bekabeling voor de implementatie van safety toepassingen.

Topologie

Aangezien Ethernet-APL opgevat is als een 1 op 1 communicatie, vereist de topologie dat elk instrument afzonderlijk geconnecteerd wordt met een zogenaamde APL Field Switch. Die zit op zijn beurt in een “klassiek” Ethernet netwerk – in dit geval met het Profinet protocol. In dat klassieke netwerk zit ook de Profinet controller die het netwerk beheert.

In Profinet netwerken is het maximaal aantal deelnemers typisch vastgelegd op 254. De instrumenten die via een APL switch op het netwerk aangesloten worden, tellen mee in die berekening. De clue van Ethernet-APL is immers dat ze volwaardige deelnemers zijn in het Ethernet-netwerk. Als het Profinet netwerk als een redundante ring wordt opgevat, stelt dat bijkomende beperkingen aan het aantal deelnemers, teneinde de reconfiguratietijd beperkt te houden. In die berekening tellen de Ethernet-APL instrumenten echter niet mee omdat ze geen deel uitmaken van de ring. De APL switches doen dat wel en moeten dus wel meegeteld worden.

De paper van NAMUR geeft een gedetailleerd overzicht van alle aspecten die verder aan bod komen bij het ontwerpen en implementeren van een dergelijk netwerk. Daarbij wordt ook speciale aandacht besteed aan toepassingen in zones met explosierisico, waar Ethernet-APL eveneens gebruikt kan worden via de implementatie van het 2-WISE concept (Two Wire In trinsically Safe Ethernet). Er bestaan overigens ook APL field switches die het mogelijk maken om bestaande Profibus PA verbindingen eveneens aan te sluiten. Zowel de switch als de instrumenten moeten dan gevalideerd zijn om met het FISCO model te werken.

Nu of nooit

Het digitaliseren van de communicatie is al decennialang een gespreksonderwerp in de procesindustrie maar ondanks de beschikbaarheid van tal van oplossingen is er nooit echt een moment gekomen waarop de industrie beslist heeft om definitief de overstap te maken. Met de vele opties die Ethernet-APL nu biedt verwachten – en hopen – velen dat dit moment nu zal komen. NAMUR spreekt van een nu of nooit moment. Als nu niet beslist wordt om de overstap te maken, is het moeilijk om te bepalen waar bedrijven nog op zouden wachten om het pas later te doen.

© Productivity.be, 29/04/2026

Feel free to share