Client-Server-Architektur entkoppelt Gerätebeschreibung und Applikationen. (Quelle: Pepperl+Fuchs/ask4fdi.com)
Hauptkomponente der Infrastruktur sind die im Feld, in der Nähe der Feldgeräte installierten, managed Ethernet-Switches. Ports für 1000-BASE-T und Glasfaser bedienen die Verbindung in den Leittechnikraum und bis zu 24 Ports für Ethernet-APL bieten den Anschluss für die in der Prozessautomation typische Instrumentierung: Sensorik für Temperatur, Druck oder Durchfluss sowie Aktorik für Ventile. Ethernet-APL erfüllt dabei die Anforderungen im Feld von Prozessanlagen, deren raue Umgebungsbedingungen durch Außeninstallation auch im explosionsgefährdeten Bereich gekennzeichnet sind.
Ethernet-APL definiert alle notwendigen Eigenschaften für eine Installation im Feld und effektive Arbeitsprozesse, etwa einfache Planung und Nachweis des Explosionsschutzes mit Eigensicherheit oder ein Verpolungsschutz für die Signalleitungen. Kabelwege zwischen Feldverteiler und -geräten können bis zu 200 m betragen, sodass der Verteiler an einem gut zugänglichen Ort installiert werden kann. Durch den ausschließlichen Einsatz von Punkt-zu-Punkt-Verbindungen ist die Infrastruktur maximal segmentiert, sodass Arbeiten an einem Instrument im laufenden Betrieb einfach und ohne negative Rückwirkungen ausführbar sind.
Alle Informationen direkt zugänglich
Ob Erstinbetriebnahme, Wartungsarbeiten oder Anlagenerweiterungen: Als reines Übertragungsmedium ermöglicht EthernetAPL den Zugriff auf Gerätedaten sogar ganz ohne die für den Anlagenbetrieb notwendige Konfiguration. Durch Standardmechanismen wie die Nachbarschaftserkennung über das Link-Layer-Discovery-Protokoll (LLDP) kann der Installateur die Identifikations- und Wartungsdaten des Geräts direkt nach der Montage auf Korrektheit überprüfen und mögliche Mängel noch vor dem Verlassen der Baustelle korrigieren.
Das schließt die Qualität der Installation ein: Infrastrukturkomponenten wie der Ethernet-APL-Rail-Field-Switch von Pepperl+Fuchs benötigen lediglich ihre Hilfsspannungsversorgung und eine Netzwerkanbindung, um über die Qualität der Installation selbst zu informieren. Signale unter Einhaltung der Namur-Ampel nach NE 107 zeigen Erfolg oder Nachbesserungsbedarf an.
Die aus Messungen gewonnenen Rohdaten, wie Signalpegel, Rauschabstand und Jitter, können auf einem Server als Zeitreihen abgelegt werden. Sie stehen den Fachleuten damit weltweit zur Verfügung, etwa direkt für die Fehleranalyse oder für KI-gestützte, anlagenübergreifende Analysen. Die Experten können so Anomalien zeitig aufdecken oder Entscheidungen unterstützen, welche Geräte oder Komponenten bei einem Anlagenstillstand gewartet oder getauscht werden sollten. Mit dieser Expertise an der Hand erfolgt ein Eingriff zum Erhalt des Anlagenbetriebs nur dann, wenn er wirklich notwendig ist und vermeidet damit unnötige Aufenthalte im Produktionsbereich. Mit Ethernet als gemeinsamem Medium steht eine nahtlose Kommunikation über praxiserprobte Protokolle, wie Ethernet/IP oder Profinet, zur Verfügung, sodass Protokollübergänge inklusive zugehörigem Engineering und Wartungsaufwand entfallen.
Mit Ethernet im Feld erfolgt jeglicher Zugriff parallel zur Prozessleittechnik und schnell dank hoher Bandbreite.