Ethernet-APL: llevando el IIoT a la industria de procesos
Marzo 12, 2021
Ethernet Advanced Physical Layer se presenta como la manera más rápida y eficiente de comunicar de forma continua grandes cantidades de datos desde zonas peligrosas hasta la nube, allanando el camino para las exigentes aplicaciones de IoT en la industria de procesos.
La Industria 4.0 y el Internet de las Cosas Industrial (IIoT) se están volviendo un estándar en la industria manufacturera. En la industria de procesos, en cambio, no existía hasta ahora un estándar de red capaz de transferir rápidamente grandes cantidades de datos desde el nivel de campo hasta el nivel de la información en la arquitectura de la Industria 4.0.
Con el desarrollo del Ethernet con una “capa física avanzada” (Ethernet-APL por su sigla en inglés), se contemplan todas las necesidades de la industria de procesos: largos recorridos de cable, líneas de dos hilos, interoperabilidad y uso en áreas peligrosas hasta la Zona 0/Clase 1, Div. 1.
Basada en las normas IEEE e IEC, Ethernet-APL es compatible con cualquier protocolo de automatización basado en Ethernet y se convertirá en una tecnología única y estable a largo plazo para toda la comunidad de automatización de procesos.
Características destacadas
- Alcance de detección de hasta 1.000 m
- Alimentación de hasta 50 dispositivos de campo con hasta 60 W
- Altas velocidades de transferencia: 10 Mbit/s, full-duplex
- Descarga de unos 100 parámetros de configuración en solo unos segundos por dispositivo de campo
- Protección de seguridad intrínseca fácil de aplicar
- Transmisión simultánea de datos y energía por el mismo cable de dos hilos
Beneficios
Comunicación eficaz en todos los niveles
Ethernet-APL permite la conexión directa de los dispositivos de campo a los sistemas de nivel superior, haciendo posible por primera vez una infraestructura de comunicación uniforme en todos los niveles de gestión de procesos y de la empresa. Con 10 Mbit/s, se transmiten enormes cantidades de datos a larga distancia, al menos 300 veces más rápido que con las tecnologías actuales, como HART o bus de campo.
Mayor disponibilidad de la planta
Además de los valores puros del proceso, los dispositivos de campo modernos proporcionan valiosos datos adicionales. Con Ethernet-APL, los operarios de la planta podrán sacar el máximo provecho de los dispositivos en tiempo real, supervisar de forma centralizada el estado de sus componentes e identificar con antelación las necesidades de mantenimiento. De este modo, se evitan los tiempos de inactividad no planificados y se aumenta la disponibilidad de la planta de forma significativa.
Modernización de plantas sencilla y rentable
Ethernet-APL es compatible con la tecnología trunk-and-spur establecida en la industria de procesos y es aplicable a cualquier protocolo de Ethernet industrial, como EtherNet/IP, HART-IP y PROFINET. Esto simplifica la integración para los líderes de proyectos, diseñadores y operadores de plantas, ya que se pueden seguir utilizando las instalaciones e infraestructuras existentes, protegiendo así sus inversiones.
Uso flexible en todo el mundo
Basado en las normas IEEE e IEC establecidas, el nuevo Ethernet con una “capa física avanzada” permite una comunicación que puede certificarse en todas las regiones del mundo. Además, las pruebas y la certificación de los productos garantizan la interoperabilidad, de modo que incluso los dispositivos de distintos fabricantes funcionen juntos sin problemas.
Trabajando juntos por un nuevo estándar
Para la industria global de procesos, el esfuerzo por estandarizar la capa física de un sistema de comunicación es un proyecto único. Con el apoyo de las asociaciones líderes Fieldcomm Group, OPC Foundation, ODVA, PROFIBUS y PROFINET International, así como de los principales actores del sector, ha surgido la mayor colaboración hasta la fecha en el campo de la automatización de procesos. Pepperl+Fuchs, Krohne, Vega y Yokogawa (compañías representadas en Uruguay por Secoin S.A.) están trabajando junto a otras empresas líderes en el desarrollo del Ethernet-APL.
Topologías
Disposición de una planta compacta
Ethernet-APL está diseñado para soportar cualquier topología de instalación relevante. Esta topología muestra la infraestructura para instalaciones compactas o de interior, como se ve en las industrias química o farmacéutica. En este caso, los switches Ethernet-APL suelen ubicarse en cajas de conexiones o armarios de control en áreas no peligrosas o en áreas peligrosas hasta en la Zona 2, División 2. La longitud máxima del cable es de hasta 200 m hasta el instrumento. La protección contra explosiones para cualquier área peligrosa incluye seguridad intrínseca seleccionable para la conexión del instrumento.
Disposición de una planta de largo alcance
Esta topología es un ejemplo de instalaciones de largo alcance, como las de la industria del petróleo y gas. Permite longitudes de cable de hasta 1000 m entre los conmutadores del segmento troncal. En este caso, los switches Ethernet-APL están diseñados para funcionar en áreas peligrosas, que suelen ser la Zona 1 y 2 o la División 2. Normalmente, son alimentados en bucle por el conmutador de alimentación Ethernet-APL y distribuyen tanto las señales de comunicación como la alimentación a los dispositivos de campo a través de espuelas (spurs). Esta instalación Ethernet-APL también cumple todos los requisitos de protección contra explosiones con seguridad aumentada o seguridad intrínseca. Esta topología proporciona una ruta de migración clara para los usuarios de bus de campo durante los proyectos brownfield.
Whitepaper
Por más información, consultar el Whitepaper “Ethernet – To the Field” desarrollado por “The APL Project”, respaldado por las principales organizaciones de desarrollo de estándares de la industria (SDO) FieldComm Group, ODVA, OPC Foundation y PROFIBUS & PROFINET International, así como por los principales proveedores de la industria de la automatización de procesos, incluidos ABB, Emerson, Endress+Hauser, Krohne, Pepperl+Fuchs, Phoenix Contact, R. Stahl, Rockwell Automation, Samson, Siemens, Vega y Yokogawa.