Strefa techniczna
Dzielimy się z Tobą wiedzą i doświadczeniem, które zdobyliśmy we współpracy z najlepszymi w Polsce i na świecie w dziedzinie bezpieczeństwa przeciwwybuchowego i pożarowego.
Automatyka przemysłowa to przede wszystkim komunikacja. Sposób, w jaki połączone są ze sobą poszczególne elementy i systemy, ma wpływ na działanie całego układu i możliwości rozbudowy. Ethernet-APL wprowadzany jako standard jest kolejnym krokiem w rozwoju automatyzacji przemysłu.
Na przestrzeni ostatnich dekad powstało wiele różnych systemów sterowania i komunikacji opartych o odmienną architekturę, mających swoje własne wady i zalety. Z czasem zauważono, jak istotna jest kompatybilność, co doprowadziło do pewnego stopnia standaryzacji. Choć nigdy nie były to wiążące przepisy prawne, większość przemysłu dostosowuje się do obowiązujących standardów. Opierającym się temu zjawisku przedsiębiorcom trudniej korzystać z najnowszych osiągnięć technologicznych i rozbudowywać istniejącą infrastrukturę. Wiele standardów powstaje w sposób organiczny, poprzez postępującą dominację konkretnego rozwiązania technologicznego. Jednak Ethernet-APL wchodzi na rynek w inny pod paroma względami sposób.
Podczas ACHEMA 2022, Światowego Forum Przemysłu Przetwórczego, nowym standardem komunikacji w przemyśle ustanowiono Ethernet-APL. W podejmowaniu tej decyzji brały udział różne firmy z branży i cztery organizacje technologiczne ze Stanów Zjednoczonych i Europy o globalnym zasięgu: FieldComm Group, ODVA, OPC Foundation oraz PROFIBUS+PROFINET International. Jednak poza samym ustanowieniem, co ma być nowym obowiązującym standardem, opracowano również specyfikację dla tego systemu. Odpowiedzialność za te wytyczne i, w razie potrzeby, ich aktualizację powierzono tym czterem organizacjom.
Forum ACHEMA odbywa się co roku we Frankfurcie i jest doskonałą okazją, by zapoznać się z innowacjami z zakresu automatyki przemysłowej pokroju Ethernet-APL.
Pod koniec 2022 roku powołano dodatkowo Związek użytkowników technologii automatyki w branży przetwórczej jako część grupy NAMUR. Nazwano go NAMUR APL i powierzono mu misję popularyzacji standardu Ethernet-APL, edukacji w kwestii zastosowań, dla których jest zalecany, jego dalszego rozwoju i nadzoru nad jakością rozwiązań korzystających z niego. Związek ten zrzesza reprezentantów takich firm jak Bayer, BASF, Bilfinger, Covestro, DOW, Evonik i Lanxess. Teraz, około półtora roku od opublikowania wytycznych, kiedy nowe przełączniki Ethernet-APL trafiają już do użytku, wsparcie związku dla branży jest szczególnie istotne.
Wszystkie te kroki związane ze standaryzacją służą w dużej mierze usprawnieniu rozwoju i ułatwieniu kooperacji. Jednak ponad wszystko automatyka przemysłowa zyskuje na wprowadzeniu standardu komunikacji Ethernet-APL, ponieważ działa lepiej niż dotychczas popularne rozwiązania. Podstawą działania jest typowy dwużyłowy kabel Ethernet 10BASE-T1L według międzynarodowego standardu IEEE, który może działać w obwodach iskrobezpiecznych. Jego funkcjonalność i zasięg są jednak dodatkowo rozszerzone przede wszystkim poprzez tzw. przełączniki polowe (ang. field switches). Człon APL, który oznacza Zaawansowaną warstwę fizyczną (ang. Advanced Physical Layer), odpowiada właśnie temu usprawnieniu.
Zmiany, jakie wprowadza Ethernet-APL, pozwalają łatwiej kontrolować proces produkcyjny, szczególnie w strefach zagrożonych wybuchem. Poza podstawowymi funkcjami, jakie spełniają przełączniki w każdej sieci Ethernet, te dodatkowo mogą m.in. zapewnić zasilanie urządzeniom w obwodzie iskrobezpiecznym.
Jest to realizowane w topologii gwiazdy typowej dla dotychczasowych rozwiązań Ethernet lub w topologii magistrali z odgałęzieniami, która bardziej przypomina sieci w protokole HART. Każde takie rozgałęzienie może zasilać podzespoły w odległości do 200 m. Natomiast sama magistrala osiąga według standardu nawet kilometr długości.
Schemat systemu Ethernet-APL zorganizowanego w topologii magistrali z odgałęzieniami.
Dużą zaletą Ethernet-APL jest jednak możliwość zredukowania tego dystansu, nawet w strefie zagrożonej wybuchem. Automatyka przemysłowa działająca w oparciu o taką sieć może pracować w każdej strefie wg klasyfikacji ATEX, od bezpiecznej po 0. Nie jest już konieczne umieszczanie przełączników w pomieszczeniu kontrolnym, z dala od procesów przemysłowych. Teraz wszystkie komponenty można rozlokować tam, gdzie to się opłaca. Optymalizacja obwodów komunikacyjnych z Ethernet-APL pomaga zaoszczędzić na setkach metrów przewodów.
Wraz z nowym standardem wprowadzono również klasyfikację dostępnych przełączników polowych. Obecnie rozróżnia się dwie klasy: typ A oraz typ C, nazwane od rodzaju iskrobezpieczeństwa. Oznacza to, że sprzęt typu A jest oznaczony Ex ia, czyli najbardziej restrykcyjnym i oferującym najwyższy poziom bezpieczeństwa ograniczeniem. Dysponuje mocą do 0,54 W i może być stosowany w każdej strefie, także 0. Typ C to przełączniki o zwiększonej mocy, do 1,11 W, opatrzone oznaczeniem Ex ic. Są przeznaczone do strefy 2 i bezpiecznej.
Trwają jednak prace nad trzecią klasą przełączników Ethernet-APL, czyli typem B. Według planów będą mogły zapewnić do 1,17 W mocy i pracować w strefie 0 z zabezpieczeniem Ex ia. Pierwsze urządzenie o takiej specyfikacji powinny już niedługo być dostępne dla użytkowników. Automatyka przemysłowa otrzyma dzięki temu dodatkową elastyczność w projektowaniu obwodów iskrobezpiecznych.
Choć zmiany są pozornie niewielkie, oferują szereg ułatwień. Ethernet-APL cechuje się większą elastycznością implementacji. Oferuje sieci o różnej topologii, możliwe do zastosowania w każdej strefie zagrożonej wybuchem. Dzięki temu cały system można dostosować idealnie do indywidualnych potrzeb każdego zakładu. Jednocześnie fakt, że nowy standard korzysta ze znajomych doświadczonym inżynierom elementów, ułatwi bezproblemowe wprowadzenie go w jak największej liczbie zakładów. Nowa infrastruktura jest na tyle podobna, że duża część już istniejących elementów jest z nią zgodna. Może wystarczyć instalacja kilku nowych modułów.
Ale zmiany, które czekają przemysł, to nie tylko usprawnienia techniczne, które wiążą się z przewagą Ethernet-APL nad wcześniejszymi rozwiązaniami. Dzięki takiemu stopniowi standaryzacji łatwiejsze stanie się projektowanie, serwis i modernizacja systemów z zakresu automatyki przemysłowej. Wprowadzenie organów nadzorujących rozwój i implementację dalej przyspiesza i usprawnia te procesy. Powstały też nowe, ogólnodostępne narzędzia, takie jak NOA (NAMUR Open Architechture) czy O-PASTM (Open Process Automation Standard). Dzięki nim łatwiej o swobodny przepływ informacji, a co za tym idzie, szybsze dążenie do innowacji niż przy mniejszej standaryzacji.
Nowe urządzenia w standardzie Ethernet-APL sprawiają, że automatyka przemysłowa może być jeszcze łatwiej sterowana w strefie zagrożonej wybuchem.
Owoce współpracy innowatorów przemysłu przetwórczego są dostępne dla wszystkich. Z systemu Ethernet-APL warto skorzystać w każdym zakładzie, niezależnie od występowania strefy zagrożonej wybuchem czy branży. Sprawniejsze działania i lepszy dostęp do nowych rozwiązań, które będą opracowywane pod obowiązujący standard, to coś, na czym zyska automatyka przemysłowa wszędzie.
Jeśli chcesz korzystać z najlepszych i najbardziej nowoczesnych rozwiązań na rynku, skontaktuj się z ekspertami z ASE ATEX. Poza wysokiej jakości przełącznikami Ethernet-APL firmy R.Stahl, które właśnie wzbogacają naszą ofertę, dysponujemy szeroką wiedzą i doświadczeniem w projektowaniu różnych systemów przemysłowych. Sprawdź, jak możesz zyskać z nami i nie przegapić żadnej innowacji.