Расширенный физический уровень
Ethernet Расширенный физический уровень (Ethernet-APL) описывает физический уровень технологии связи Ethernet , специально разработанный для требований перерабатывающей промышленности . Развитие Ethernet-APL было обусловлено необходимостью связи на высоких скоростях и на большие расстояния, подачи питания и сигналов связи по обычному одиночному кабелю витой пары (2-проводной), а также защитных мер для безопасного использования. во взрывоопасных зонах.
Поскольку Ethernet-APL был создан специально для требовательных промышленных приложений, он является подмножеством широко распространенного стандарта Ethernet и обеспечивает высокий уровень надежности для чрезвычайно надежной работы.
Ethernet уже давно стал стандартным коммуникационным решением в области информационных технологий, а Industrial Ethernet — это общепринятое описание варианта этого стандарта для производственной и перерабатывающей промышленности. Ethernet-APL обеспечивает недостающее звено, расширяя унифицированную связь Ethernet вплоть до полевых приборов .
Структура
[ редактировать ]Будучи физическим уровнем, Ethernet-APL не зависит от какого-либо протокола или стека связи и предназначен для широкого внедрения и применения в автоматизации процессов.
| Уровень OSI | Протокол | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 7 | Приложение | EtherNet/IP , HART-IP , OPC UA , PROFINET , http ,... | |||
| 6 | Презентация | ||||
| 5 | Сессия | ||||
| 4 | Транспорт | TCP , UDP | |||
| 3 | Сеть | ИП | |||
| 2 | Канал передачи данных | CSMA/CD , ИЕ , ТСН ... | |||
| 1 | Физический | Ethernet Быстрый Ethernet Гигабитный Ethernet Беспроводная локальная сеть ... |
Ethernet APL | ||
Ethernet как основа APL
[ редактировать ]Ethernet-APL — это особый однопарный Ethernet, основанный на 10BASE-T1L, как определено в IEEE 802.3cg. [1] с дополнительными положениями для перерабатывающих производств. Таким образом, связь Ethernet-APL является частью спецификации Ethernet IEEE 802.3 и полностью совместима со ней.
Связь Ethernet-APL основана на полнодуплексной связи со скоростью 10 Мбит/с, передаваемой по одной витой паре . Он поддерживает все основные топологии сети, включая хорошо известную топологию «магистраль и ответвление», которая широко используется в перерабатывающих отраслях. Максимальная длина магистрали составляет 1000 метров в Зоне 1, Раздел 2 . Максимальная длина ответвления указана как 200 м в Зоне 0, Div. 1.
Ethernet-APL включает в себя ряд улучшений. [2] специально адаптирован к строгим требованиям перерабатывающей и других отраслей промышленности, таких как искробезопасность , и добавляет профили портов для дополнительного источника питания и защиты опасных зон.
Искробезопасность
[ редактировать ]Искробезопасность является жизненно важным требованием, особенно в перерабатывающих отраслях по всему миру , которым требуется простое в реализации решение для управления и питания полевых приборов во взрывоопасных зонах. По этой причине дополнительная искробезопасность полностью интегрирована в определения стандарта связи Ethernet-APL.
В технической спецификации 2-WISE [3] определен 2-проводной искробезопасный Ethernet.
Искробезопасный барьер представляет собой электронную схему на каждом выходе или входе переключателя или прибора . Он предотвращает попадание воспламеняющейся электрической энергии на разъем. Искробезопасный барьер отделен от цепи связи (PHY). Такой принцип конструкции обеспечивает:
- Производители микросхем могут создавать коммерчески доступные PHY в количествах, доступных для приложений, не требующих искробезопасности.
- Поставщики устройств могут легко создавать искробезопасные устройства.
Ethernet-APL предназначен для облегчения планирования, проверки, установки, документирования и реализации искробезопасной эксплуатации полевых приборов в опасных зонах. Это включает, среди прочего, работу под напряжением с кабелями и инструментами без разрешения на огневые работы . Все подходящие продукты имеют одобрение уполномоченного органа .
Характеристики профиля порта
[ редактировать ]Часть стандартов Ethernet-APL [3] включить определение профилей портов для обеспечения совместимости в различных сценариях приложений. Сюда входят такие аспекты, как тип сегмента, отличающий межмагистральный порт от ответвительного порта. Другие спецификации относятся к характеристикам мощности, различая порты «источник-нагрузка» и «без питания-без питания». Еще одним положением является определение классов мощности. Сюда входит ограничение максимального напряжения питания и тока питания для искробезопасного источника питания .
Дополнительные темы, указанные в спецификации профиля порта, — это правила подключения, назначение контактов клемм и разъемов, а также правила экранирования и заземления .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Ассоциация стандартов IEEE: 802.3cg-2019 - Стандарт IEEE для Ethernet - Поправка 5: Спецификации физического уровня и параметры управления для работы со скоростью 10 Мбит / с и связанной с этим подачи мощности по одной сбалансированной паре проводников, доступные по адресу [1]
- ^ «Ethernet — в поле» . Технический документ Ethernet-apl . Ethernet-APL. 2020. с. 18 . Проверено 03 мая 2021 г.
- ^ Jump up to: а б «Взрывоопасная атмосфера. Часть 47. Защита оборудования с помощью концепции 2-проводного искробезопасного Ethernet (2-WISE)» . webstore.iec.ch . Международная электротехническая комиссия. 03.02.2021. МЭК ТС 60079-47:2021 . Проверено 16 февраля 2022 г.
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Шпильманн, Бенедикт (04 марта 2020 г.). «Ethernet для технологических установок/объектов» . www.odva.org . Цифровые решения Endress+Hauser . Проверено 27 января 2021 г.
- Ларсон, Кейт (12 июня 2020 г.). «Расширенный стандарт физического уровня, делающий Ethernet полевого уровня реальностью» . www.controlglobal.com . Журнал Control Global . Проверено 03 мая 2021 г.
Ethernet Семейство локальных сетей технологий | |
|---|---|
| Скорости | |
| Общий | |
| Организации | |
| СМИ | |
| Исторический | |
| Приложения | |
| Трансиверы | |
| Интерфейсы | |
