Расширенный физический уровень - Advanced Physical Layer
Ethernet Расширенный физический уровень (Ethernet-APL) описывает физический слой для Ethernet коммуникационная технология, специально разработанная для требований перерабатывающие отрасли. Развитие Ethernet-APL было обусловлено необходимостью обеспечения связи на высоких скоростях и на большие расстояния, подачи питания и сигналов связи через общие одиночные, витая пара (2-проводный) кабель, а также меры защиты для безопасного использования в взрывоопасный области.
Являясь подмножеством широко используемого стандарта Ethernet, разработанного специально для требовательных промышленных приложений, Ethernet-APL обеспечивает высокий уровень устойчивости для высоконадежной работы.
Ethernet давно стал стандартным коммуникационным решением в области информационных технологий, в то время как Промышленный Ethernet является общим описанием варианта этого стандарта для обрабатывающей и обрабатывающей промышленности. Ethernet-APL обеспечивает недостающее звено, расширяя унифицированную связь Ethernet вплоть до поля. приборы.
Структура
Являясь физическим уровнем, Ethernet-APL не зависит от какого-либо протокола или стека связи и разработан для широкого внедрения и применения в автоматизации процессов.
| OSI-Layer | Протокол | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 7 | заявка | EtherNet / IP, HART-IP, OPC UA, PROFINET, http,... | |||
| 6 | Презентация | ||||
| 5 | Сессия | ||||
| 4 | Транспорт | TCP, UDP | |||
| 3 | Сеть | IP | |||
| 2 | Канал передачи данных | CSMA / CD, IE, ТСН ... | |||
| 1 | Физический | Ethernet Fast-Ethernet Гигабит-Ethernet WLAN ... | Ethernet APL | ||
Ethernet как основа для APL
Ethernet-APL - это особый однопарный Ethernet на основе 10BASE-T1L, как определено в IEEE 802.3cg,[1] с дополнительными положениями для обрабатывающих производств. Таким образом, связь Ethernet-APL является частью и полностью совместима со спецификацией Ethernet IEEE 802.3.
Связь Ethernet-APL основана на скорости 10 Мбит / с полный дуплекс коммуникация осуществляется через один витая пара кабель. Он поддерживает все основные сетевые топологии включая хорошо известные ствол и топология ответвления, которая широко используется в обрабатывающих отраслях. Максимальная длина ствола - 1000 метров вглубь. Зона 1, Раздел 2. Максимальная длина ответвления определена как 200 м в зоне 0, разд. 1.
Ethernet-APL включает ряд улучшений[2] специально адаптированы к строгим требованиям обрабатывающих и других отраслей, например Искробезопасность и добавляет профили портов для дополнительного источника питания и защиты опасных зон.
Искробезопасность
Искробезопасность является жизненно важным требованием, особенно во всем мире перерабатывающие отрасли которые требуют простого в реализации решения для управления и силовых полевых приборов во взрывоопасных зонах. По этой причине дополнительная искробезопасность полностью интегрирована в определения стандарта связи Ethernet-APL.
В технической спецификации IEC TS 60079-47 ED1 [3] Должен быть определен искробезопасный 2-проводной Ethernet.
Барьер искробезопасности - это электронная схема на каждом выходе или входе выключателя или инструмент. Это предотвращает попадание воспламеняющейся электрической энергии на разъем. Барьер искробезопасности отделен от цепи связи (PHY). Такой принцип конструкции обеспечивает:
- Производители микросхем могут создавать коммерчески доступные PHY в количествах, доступных также для приложений, не требующих искробезопасности.
- Поставщики устройств могут легко создавать искробезопасные устройства
Ethernet-APL разработан для облегчения планирования, проверки, установки, документирования и реализации искробезопасной работы полевых приборов во взрывоопасных зонах. Это включает, среди прочего, живую работу с кабелями и инструментами без горячая работа разрешать. Все подходящие продукты имеют одобрение Уполномоченный орган.
Характеристики профиля порта
Часть стандартов для Ethernet-APL[3] включать определение профилей портов для взаимодействия в различных сценариях приложений. Сюда входят такие аспекты, как тип сегмента, различие между магистральным портом и ответвительным портом. Другие спецификации относятся к характеристикам мощности, различая между портами источник-нагрузка и порты без питания и без питания. Другое положение - определение классов мощности. Это включает ограничение максимального напряжения питания и тока питания для искробезопасный источник питания.
Дальнейшие темы, указанные в спецификации профиля порта, - это правила подключения, назначение контактов для клемм и разъемов, а также защита и заземление правила.
дальнейшее чтение
- Бенедикт Шпильманн: Ethernet для производственных предприятий / площадок, Презентация на конференции ODVA 2020-03-04 https://www.odva.org/Portals/0/Library/Conference/2020-ODVA-Conference_Ethernet-APL_Spielmann_Final_PPT.pdf
использованная литература
- ^ 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 соответствующей подачи энергии по одной сбалансированной паре проводников доступны на https://standards.ieee.org/standard/802_3cg-2019.html
- ^ «APL расширенного физического уровня». Белая книга PI. Profinet International. 2018.
- ^ а б Международная электротехническая комиссия: IEC TS 60079-47 ED1: Защита оборудования с помощью 2-проводной концепции искробезопасного Ethernet (2-WISE) будет опубликовано в 2020 г. Рабочая группа IEC SC 31G