流程自动化中高级物理层APL现状和发展趋势

概述

过程工厂运行20多年，要求对人员、产品和环境安全，以及环境。危险区域和恶劣条件下的爆炸可能性要求任何新技术的部署都经过了彻底的测试，并提供了额外的商业利益。技术在处理上不能复杂，也不能要求广泛训练以太网是企业中事实上的通信标准，但它不是满足过程自动化领域的要求，无需修改。

具有高级物理层的以太网（以太网APL™）将实现长电缆长度以及通过本质安全的防爆，通过两根电线进行通信和供电。以太网APL基于IEEE和IEC标准，支持任何基于以太网的自动化协议，并将发展成为一种针对整个过程的单一、长期稳定的技术自动化社区。本白皮书涵盖了以太网APL的业务环境、技术规范、对不同用户类型的影响以及发展现状。在本白皮书中，现场总线指的是数字通信技术至HART、FOUNDATION Fieldbus H1或PROFIBUS PA等工艺装置内的现场。

流程自动化的形势和商业现状

如今，过程工厂竞相生产更多的产品，减少浪费，利润微薄利润率要求产量随着质量的提高而提高。数字化转型已经使公司越来越值得考虑进行投资以获得来自过程自动化系统和仪器仪表的更多工厂数据。然而为了这样做，需要新的程序和产品才能从工厂，并在每次生产运行中提取更多价值。

在制造业，工业物联网（IIoT）和工业4.0已经成为日常运营的一部分，在不久的将来，这些技术也将进入过程自动化和仪器仪表领域。在过程工业中，特定领域的概念，如开放过程自动化论坛（OPAF）提出的NAMUR开放体系结构（NOA）或开放过程自动化标准（O-PAS™）试图简化流程的有效构建、调试和操作植物。更广泛地使用无线解决方案、简化的现场设备集成和以太网字段表示这些概念的整体组成部分。流程自动化的领先供应商认识到客户需要添加标准以太网对现有现场设备安装的通用性和通信速度。以太网已部署在自动化金字塔的上层在现场使用4线以太网设备，如驱动器、流量、分析仪和电机控制中心。但是，它需要增强功能来支持流程领域的应用程序。图1比较了过程自动化领域的技术的属性。

图1：过程自动化领域的技术

这些领先的供应商和标准开发组织中的一个关键小组已经到来以及加快发展和采用新的开放标准的目标用于过程自动化和仪器仪表的以太网物理层，可以部署在危险区域，允许长距离连接，并包括设备选项通过线路供电。这种新的以太网高级物理层被称为“以太网APL”以及定义信息结构和含义的自动化协议传输到现场设备和从现场设备传输，将是过程自动化的IIoT。它将为将数字化世界扩展到过程自动化和仪器仪表。

本文描述了以太网APL的标准化和开发：这是一个单一、加固和可靠的物理层，其属性满足加工厂。以太网APL实现了基于以太网的通信的逻辑扩展从企业系统到现场。最后一米的以太网连接将允许任何企业董事会可以从其广泛的网络中的所有区域获取数据。