知識(shí)講堂 | APL-過(guò)程行業(yè)的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸

APL，Advanced Physical Layer,高級(jí)物理層。它描述了以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸在物理層面的進(jìn)一步發(fā)展。

PART 1

以太網(wǎng)APL的由來(lái)

傳統(tǒng)以太網(wǎng)連接現(xiàn)場(chǎng)層設(shè)備的問(wèn)題

傳統(tǒng)以太網(wǎng)已全面連接自動(dòng)化金字塔的上部層級(jí)，但通常不適用于連接最底層的現(xiàn)場(chǎng)層。其問(wèn)題在于安裝往往過(guò)于復(fù)雜，最大傳輸距離不足，如：百兆以太網(wǎng)需要兩對(duì)雙絞線，千兆以太網(wǎng)需要四對(duì)雙絞線傳輸數(shù)據(jù)，以太網(wǎng)設(shè)備需要額外的線纜進(jìn)行供電，銅纜最大傳輸距離為100米等。

過(guò)程行業(yè)應(yīng)用傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線的問(wèn)題

過(guò)程行業(yè)傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線如HART、PROFIBUS PA，因其傳輸速度低難以滿足未來(lái)的需要，如：HART協(xié)議傳輸速率為1200bps，PROFIBUS PA協(xié)議傳輸速率為31.25kbps，向更高層級(jí)傳輸數(shù)據(jù)需要配置額外的網(wǎng)關(guān)，會(huì)增加額外的工作量及成本。

APL技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)生

在當(dāng)今世界自動(dòng)化技術(shù)向網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化、IT與OT融合等發(fā)展的大趨勢(shì)和大背景下，新的以太網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)呼之欲出，APL技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)隨之誕生。

PART 2

以太網(wǎng)APL介紹

以太網(wǎng)APL標(biāo)準(zhǔn)

APL以單對(duì)以太網(wǎng)SPE為基礎(chǔ)，是一個(gè)面向過(guò)程行業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)。單對(duì)以太網(wǎng)SPE技術(shù)由各種支持不同數(shù)據(jù)速率和電纜長(zhǎng)度的標(biāo)準(zhǔn)組成，適合多種應(yīng)用場(chǎng)合。其中分為10BASE-T1S、10BASE-T1L、100BASE-T1及1000BASE-T1這幾項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。

以太網(wǎng)APL可用于易爆區(qū)域

APL采用IEEE 802.3cg 10BASE-T1-L標(biāo)準(zhǔn)以及IEC TS 60079-47、2021-03 (2-WISE) 標(biāo)準(zhǔn)（2-WISE =兩線本質(zhì)安全以太網(wǎng)），支持本安在內(nèi)的各類防爆保護(hù)措施。因此，以太網(wǎng)APL可用于易爆區(qū)域，并能以10 Mbps的速率實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)達(dá)1,000 m的橋接距離。

PART 3

以太網(wǎng)APL的特性

APL具有協(xié)議無(wú)關(guān)性

APL可以與多種通訊協(xié)議，如：PROFINET、EtherNet/IP、OPC UA等共存。

數(shù)據(jù)傳輸和供電同時(shí)進(jìn)行

APL的數(shù)據(jù)和供電可同時(shí)通過(guò)屏蔽雙絞線進(jìn)行傳輸。

透明傳輸

APL無(wú)需網(wǎng)關(guān)或者代理服務(wù)器即可與IT層互聯(lián)。

支持多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

APL支持環(huán)形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌С指删€/分支拓?fù)?，干線長(zhǎng)度可達(dá)1,000 m，分支長(zhǎng)度可達(dá)200 m。

惡劣環(huán)境下可用

APL可用于防爆區(qū)域（0、1及2區(qū)）。

PART 4

以太網(wǎng)APL網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)

以太網(wǎng)APL既可用于小型工廠（如制藥廠或化工廠），也可用于過(guò)程行業(yè)中的大型工廠。APL現(xiàn)場(chǎng)交換機(jī)可以與工業(yè)管理型交換機(jī)（如菲尼克斯2200/2300系列交換機(jī)）組成MRP環(huán)網(wǎng)，距離更遠(yuǎn)的應(yīng)用場(chǎng)合可采用干線分支型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

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