Topologien

Ethernet-APL ist auf beliebige Industrial-Ethernet-Protokolle wie EtherNet/IP, HART-IP, OPC/UA und PROFINET anwendbar. Dies erleichtert die Integration für Planer, Anlagenbauer und Anlagenbetreiber deutlich, da bei Ethernet-basierter Infrastruktur des gesamten Netzwerks keine Gateways oder Protokollschnittstellen notwendig. Der Planungs- und Zeitaufwand lässt sich dadurch erheblich minimieren. Darüber hinaus nutzt Ethernet-APL bereits vorhandene Konzepte: Steckverbinder und Kabeltypen können so wiederverwendet werden. Dies schützt Investitionen in Installation und Instrumentierung.

Der neue Ethernet Advanced Physical Layer unterstützt alle relevanten Installationsmöglichkeiten. Die folgenden zwei Topologiebeispiele zeigen typische Implementierungen: 1. für kompakte oder Indoor-Installationen und 2. für lange Kabellängen in in verfahrenstechnische Anlagen etwa im Außenbereich.

Der DIN-Rail Switch bietet Funktionen und Verbindungen für die Sterntopologie. Jedes Feldgerät ist mit einer Stichleitung verbunden. Das Backbone kann als redundanter Ring konfiguriert werden. Anwender entscheiden sich für diese Topologie, um folgende Eigenschaften und Anforderungen zu erfüllen:

• Installationen im Innenbereich, wie sie in der chemischen, pharmazeutischen oder Lebensmittelindustrie vorkommen
• Netzwerk-Switches befinden sich in Feldbusverteilern und Schaltschränken
• Kabellänge bis zu 200 m zum Feldgerät
• Ethernet-Redundanz, die häufig auf der Anlagenebene oder im Schaltschrank erforderlich ist
• Explosionsschutz für alle explosionsgefährdeten Bereiche

Ethernet-APL für Anlagen mit großer Reichweite nutzt die Trunk-und-Spur-Topologie. Diese erlaubt Outdoor-Installationen, wie sie zum Beispiel in der Öl- und Gasindustrie zu finden sind. Ethernet-APL wird dabei via Power Switch mit der obersten Ebene im Schaltschrank verbunden und unterstützt dort Ringredundanz für sehr hohe Verfügbarkeit. Der Field Switch bildet die eigensichere Barriere für die Stichleitungen und wird vom Trunk-Kabel mit Strom versorgt. Dies ähnelt den heutigen FieldConnex®-Lösungen mit Power Hubs, FieldBarriers und Segment Protectoren.
 

 Anwender wählen die Trunk-und-Spur-Topologie, um folgende Funktionen und Anforderungen zu erfüllen:

• Kabellänge von bis zu 1000 m in das Feld
• Field Switches werden über Zweidrahtleitung versorgt
• Verteilung auf mehrere Feldgeräte via Feldbusverteiler im Feld
• Ethernet-Redundanz auf Anlagenebene
• Explosionsschutz für jeden explosionsgefährdeten Bereich

Dieses Layout ist zu 100% mit der in Feldbusinstallationen gängigen Trunk-und-Spur-Topologie kompatibel. Es bietet einen klaren Migrationspfad für Brownfield-Projekte, da das installierte Kabel wiederverwendet werden kann.

Ethernet-APL unterstützt die in der Prozessindustrie bereits fest etablierte Trunk-und-Spur-Topologie. Vorhandene 2-Leiter-Installationen für Feldbus können so weiterhin genutzt werden. Das spart nicht nur Kosten und schützt Investitionen, es verkürzt auch die Installationszeit erheblich. Die beim Feldbus übliche Multidrop-Kommunikation wird über Switches in Punkt-zu-Punkt-Kommunikation aufgetrennt, wodurch mögliche Störungen der Kommunikation stets nur die einzelne Verbindung betreffen können. Dies verbessert die Anlagenverfügbarkeit nachhaltig. Plug-and-Play-Connectivity gewährleistet darüber hinaus bei vorhandener Feldbusinfrastruktur eine schnelle und einfache Integration neuer Geräte.

Die Instrumentierung mit PROFIBUS PA kann an Ort und Stelle erhalten bleiben, da sich die Switches von Pepperl+Fuchs an die Kommunikation und das Protokoll anpassen und die Gerätedaten automatisch in PROFINET übersetzen. Diese Funktion basiert auf der standardisierten PROXY-Profil-Technologie, sodass diese mit jedem Leitsystem oder Steuerung möglich ist, das dieses Profil unterstützt.