Comprenda el Ethernet-APL

Ethernet-APL son las siglas de Advanced Physical Layer (capa física avanzada), una tecnología diseñada para admitir múltiples protocolos de comunicación industrial, como PROFINET, EtherNet/IP, OPC-UA y HART-IP.

El desarrollo de Ethernet-APL se inició en el año 2018 en el marco de la iniciativa conocida como APL Project, que reunió a un amplio consorcio de organizaciones para mejorar las normas IEEE e IEC existentes. El enfoque aprovechó estándares consolidados para garantizar una fuerte adopción en el mercado y una alta interoperabilidad.

Esta tecnología utiliza un cable apantallado de dos hilos que permite la comunicación en bucle con una estructura y topología de red fiables y sencillas. Ethernet-APL funciona en modo dúplex completo, admite longitudes de cable de hasta 1.000 metros y entrega datos a 10 Mbit/s.

Ethernet-APL ofrece importantes ventajas para los sistemas de comunicación industriales:

• Flexibilidad de protocolos: admite protocolos Ethernet ampliamente utilizados y estandarizados.
• Configuración de red simplificada: reduce la complejidad en la configuración y el mantenimiento.
• Herramientas unificadas para TI y TO: permiten una localización y resolución de fallos coherente en todos los dominios.
• Mínimo esfuerzo de instalación: reduce el tiempo y el coste de instalación.
• Cable a dos hilos: combina la transmisión de datos y la energía en un solo cable.
• Ampliación de la distancia: opera con fiabilidad a distancias de hasta 1.000 metros.
• Protección contra explosiones: incluye clasificaciones y certificaciones para áreas de peligro y seguridad intrínseca.
• Estabilidad eléctrica: protección contra sobretensiones y resistencia a las interferencias electromagnéticas.
• Apoyo a la migración: permite reutilizar, cuando es viable, los cables de bus de campo tipo A, lo que facilita la transición.

Ethernet-APL admite diversas topologías, como la configuración de troncal con derivaciones o la topología en estrella. Las conexiones son exclusivamente punto a punto entre cada equipo y los conmutadores que conforman el segmento.

Cada conmutador Ethernet-APL aísla la comunicación entre segmentos, evitando perturbaciones como la diafonía. También protege la comunicación frente a cualquier problema o interferencia de equipos de distintos segmentos.

Los atributos técnicos aplicables a Ethernet-APL son:

Cuando hablamos de conmutadores, también contamos con dos aspectos que aportan flexibilidad a la topología. En primer lugar, contamos con los conmutadores de potencia, que suministran energía y comunicación a través de uno o varios puertos troncales. Se alimentan de forma externa.

En segundo lugar, contamos con los conmutadores de campo, que ofrecen puertos donde pueden conectarse las derivaciones (spurs). En este caso, la alimentación proviene del troncal o de una fuente externa.

Este gráfico muestra un ejemplo de una topología de troncal con derivaciones (trunk-and-spur):

Se trata de una topología en estrella:

Los desarrolladores de esta tecnología buscaban facilitar su adopción generalizada en la industria, por lo que emplearon elementos ampliamente conocidos, como terminales de tornillo, terminales de pinza de muelle y conectores M8 y M12.

El cable utilizado para implementar Ethernet-APL también es un cable de uso habitual: se trata del cable de bus de campo tipo A (resistencia de 100 ohmios, tolerancia ±20 ohmios), según la norma IEC 61158-2, que sirve como referencia para las clases AWG 26-14 y secciones de 0,324 a 2,5 mm².

Para reducir los errores de cableado que se producen en otras tecnologías, Ethernet-APL adoptó la independencia de polaridad. No se permite que los equipos de campo se interfieran entre sí, y su configuración se realiza únicamente de manera punto a punto.

La especificación 2-WISE es una función adicional integrada en Ethernet-APL, que define los parámetros de los circuitos intrínsecamente seguros. El concepto se deriva de FISCO. Todas las normas de una aplicación intrínseca son las mismas, ya que los ingenieros y técnicos de campo ya están familiarizados con ellas.

La configuración de los equipos de campo es rápida gracias a la aplicación asistente y a la configuración automática; Ethernet-APL permite una transferencia de datos a alta velocidad, facilitando una puesta en marcha sencilla y rápida. Las tabletas industriales como la Field Xpert, junto con los smartphones y los dispositivos de prueba de cables, se convertirán en herramientas cotidianas para los técnicos de campo que trabajan con instrumentos digitales.

Esta tecnología se desarrolló para ser empleada de forma directa en aplicaciones reales del Internet Industrial de las Cosas, con el objetivo de simplificar la construcción, la puesta en marcha y la operación de las plantas de procesamiento. Para simplificar este proceso, contamos con NAMUR Open Architecture (NOA) y los estándares Open Process Automation (O-PAS™) del Open Process Automation Forum (OPAF).

Con los servicios IIoT en la nube, como el Netilion IIoT Ecosystem de Endress+Hauser, pronto contaremos con aplicaciones Ethernet-APL que faciliten la conectividad entre el campo y la nube, ofreciendo los servicios necesarios para distintas funciones, como diagnóstico y mantenimiento predictivo.

Estas aplicaciones permiten una integración fluida entre la TO y las TI, con el objetivo de unificar la tecnología de red. Permanezca atento: pronto le ofreceremos más información sobre Ethernet-APL, sus aplicaciones y asesoramiento técnico.