ABB-開發(fā)探秘以太網(wǎng)*物理層

作為流程工業(yè)工廠現(xiàn)場(chǎng)的第五代*數(shù)據(jù)通訊技術(shù)，以太網(wǎng)*物理層技術(shù)開啟了一個(gè)新的時(shí)代，實(shí)現(xiàn)了從現(xiàn)場(chǎng)到整個(gè)企業(yè)和云端快速、安全、可靠的通信，將數(shù)字化連接提升到一個(gè)新的高度，將有力推動(dòng)工業(yè)邁向數(shù)字化智能化的未來。

ABB聯(lián)同其他的自動(dòng)化企業(yè)和國際標(biāo)準(zhǔn)組織，開發(fā)出用于流程工業(yè)危險(xiǎn)區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)級(jí)以太網(wǎng)連接——以太網(wǎng)*物理層。通過將其應(yīng)用拓展到基于OPC UA的融合網(wǎng)絡(luò)，幫助行業(yè)跨越IT/OT之間的界限，實(shí)現(xiàn)從現(xiàn)場(chǎng)到云端的無縫融合。

隨著通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，流程自動(dòng)化技術(shù)正在經(jīng)歷持續(xù)的技術(shù)迭代和應(yīng)用變革。數(shù)據(jù)與傳輸成為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)前進(jìn)的重要推動(dòng)力。

數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的發(fā)展歷史

早期，測(cè)量過程值的主要方式是將現(xiàn)場(chǎng)儀表連接到分布式控制系統(tǒng) (DCS)，這依賴于簡(jiǎn)單布線將模擬測(cè)量轉(zhuǎn)換為4-20 mA模擬信號(hào)。之后，HART技術(shù)在模擬信號(hào)的基礎(chǔ)上引入數(shù)字通信，從而保持了傳統(tǒng)布線的簡(jiǎn)易性優(yōu)勢(shì)。盡管已經(jīng)數(shù)字化，但帶寬和通信速度卻仍然極低。

九十年代引入的全數(shù)字串行現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，在21世紀(jì)開始的幾年成為了技術(shù)上的選擇。由于帶寬提高，這項(xiàng)技術(shù)需要網(wǎng)關(guān)，而且在工程、操作和維護(hù)方面過于復(fù)雜，無法真正滿足流程工業(yè)供應(yīng)商的要求。

要實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的未來，流程工業(yè)需要一種具有以太網(wǎng)級(jí)帶寬和通信速度的技術(shù)，易于設(shè)計(jì)、操作和維護(hù)，同時(shí)還可擴(kuò)展到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，并可在危險(xiǎn)區(qū)域運(yùn)行。

將以太網(wǎng)擴(kuò)展到流程工業(yè)

以太網(wǎng)以其高帶寬和高速度成為眾多行業(yè)廣泛認(rèn)可的有線數(shù)字技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，具備一整套安裝部署、故障排除和診斷的標(biāo)準(zhǔn)化工具。盡管如此，以太網(wǎng)在流程工業(yè)中的應(yīng)用卻相對(duì)有限。有兩個(gè)很突出的原因：傳統(tǒng)通信技術(shù)因其簡(jiǎn)單性和成本效益占據(jù)主導(dǎo)；許多流程工業(yè)環(huán)境中存在危險(xiǎn)工況。

2015 年，ABB等12家的自動(dòng)化企業(yè)和4家國際標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)組織的支持下，啟動(dòng)了*物理層（APL）項(xiàng)目，他們?cè)?018年確定，任何可持續(xù)的解決方案都應(yīng)兼容，應(yīng)達(dá)到 IEEE 802.3cg以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，并滿足特定標(biāo)準(zhǔn)，包括雙線電纜、長電纜線路、同一電纜滿足供電和通信、支持所有防爆技術(shù)，包括本質(zhì)安全、簡(jiǎn)易安裝等。

以太網(wǎng)*物理層（Ethernet-APL）是將以太網(wǎng)擴(kuò)展到現(xiàn)場(chǎng)的近十年歷程的成果。Ethernet-APL的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無需協(xié)議轉(zhuǎn)換，具有高度的兼容性和易用性。其速度達(dá)10 Mbps，既具備4-20mA信號(hào)連接的簡(jiǎn)單性，又具有適合儀器通信和多協(xié)議支持的以太網(wǎng)級(jí)帶寬。通過在危險(xiǎn)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)與廣泛分布的雙線回路供電現(xiàn)場(chǎng)儀表的連接，Ethernet APL可在不削弱安全性的情況下提高通信性能。

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