本文详细说明了以太网通信在工业中其传感器和执行器的应用细节,它基于 10BASE-T1L(IEEE802.3cg-2019)以太网物理层标准。

 

为什么以太网 APL 如此重要?

以太网 APL 实现高带宽以太网连接来改变自动化领域,因此它现在可以将以太网用于实际应用,在这些应用里难免会出现一些难题。在过程自动化应用中,要用以太网 APL 代替 4 mA 至 20 mA 电流的总线网络或现场总线通信,则需要向传感器和执行器提供电源和数据。

 

迄今为止,过程自动化应用中的现场级设备和控制系统之间的物理距离一直被限制为 100 m。在过程自动化应用中有大约 1 km 的距离,再加上对自动化应用设备的需求,后来提出一种实现过程自动化的新方法,而以太网 APL 正是这种新方法。

 

在向现场设备供电时,以太网 APL 可以在应用中提供高达 500 mW 的功率,而如今电流大小 4 mA 至 20 mA 的系统提供的功率约为 36 mW。在应用中,功率大小取决于所使用的电缆,最高可提供 60 W 的功率。

 

以太网 APL 实现了跨信息技术(IT)和运营技术(OT)域的以太网网络。该融合网络可简化安装,轻松更换设备,并能加快网络调试和配置速度。

 

以太网 APL 解决方案的优势

将设备融合在以太网 APL 上,不再需要昂贵,复杂且耗电的网关,但是限制了对现场级设备中数据的访问。通过删除这些网关,可以显著降低这些传统安装方法的成本和复杂程度,并删除它们创建的数据库。

 

到现在为止,过程自动化应用程序已使用了旧版通信标准,该标准包含一些新的以太网标准。为了与支持以太网 APL 的设备进行通信,需要具有集成媒体访问控制(MAC)的主机处理器或具有 10BASE-T1L 端口的以太网交换机。

 

布线和网络拓扑

10BASE-T1L 标准未定义特定的传输介质(电缆),而是定义了信道模型。该通道模型非常适合现场总线电缆,因此,某些已安装的电流为 4 mA 至 20 mA 的电缆可以与以太网 APL 一起重复使用。与更复杂的电缆相比,单双绞线电缆成本低,尺寸小并且更易于安装。

 

新设备,新机遇

以太网 APL 的出现,使无缝边缘到云的连接自动化成为可能,可以支持以太网 APL 的现场设备。这些新设备有着强大的数据分析功能,能为云计算提供丰富的数据集,并以可行的方案推动流程。