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Die digitale Prozessanlage

09. Dezember 2020, 11:40 Uhr   |  Inka Krischke

Die digitale Prozessanlage
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Die Prozessindustrien sind mit sehr spezifischen Situationen konfrontiert, sodass Ethernet erst allmählich auch hier zur Basistechnologie für eine digitale Zukunft wird. Ethernet-APL ist ein Ansatz dazu.

Die Welt der digitalen Kommunikation ist eine Ethernet-Welt. Ethernet treibt das Internet an, es verbindet Computer zu Hause und ist zum Kommunikationsrückgrat fast jeder Organisation geworden. Cloud-basierte Lösungen basieren auf Ethernet. Fertigungsprozesse werden mit Ethernet automatisiert. Sogar das Internet der Dinge verwendet das Ethernet-Protokoll zur Verbindung mit Computern und Systemen. Es ist daher nicht überraschend, dass Industrie 4.0 und ähnliche Initiativen auf diesen omnipräsenten Kommunikationsstandard setzen, der die Welt erobert hat.

Anders jedoch in den Prozessindustrien. Hier rückt Ethernet erst nach und nach in den Status einer Basistechnologie für die digitale Zukunft auf.
‚Ethernet-APL‘ beschreibt eine neue physikalische Ebene für das Ethernet, die auf die Anforderungen von Prozessanlagen zugeschnitten ist und sich nahtlos in die allgegenwärtige Ethernet-Welt integriert. Ethernet-APL (Advanced Physical Layer) ist ein gemeinsames Entwicklungs- und Standardisierungsprojekt der vier großen Nutzergruppen in der Prozesswelt: der FieldComm Group, der ODVA, der OPC Foundation und Profibus/Profinet International. Gemeinsam mit Pepperl+Fuchs unterstützen zwölf PCS- und Hardware-Anbieter Ethernet-APL.

Was Ethernet so erfolgreich gemacht hat, ist vor allem seine inhärente Einfachheit – ein Gerät wird angeschlossen und automatisch vom Netzwerk erkannt. Es muss nur einmal konfiguriert werden und funktioniert immer wie vorgesehen. In der Prozessautomatisierung ist eine solche Einfachheit für viele Anlagenbetreiber bis dato noch Wunschdenken. Ethernet-APL soll das ändern. 

An die Prozesswelt angepasst

Die Betreiber von Prozessanlagen hatten hingegen gute Gründe, an der bewährten 2-Draht-Verkabelung festzuhalten. Denn für die Prozessindustrien hat die Standard-Ethernet-Kommunikation eine Reihe gravierender Nachteile – beginnend schon damit, dass die Länge eines Ethernet-Kabels auf 100 m begrenzt ist. Weitläufige Prozessanlagen müssen jedoch oft Entfernungen von bis zu 1000 m überbrücken. Probleme gibt es auch bei der Stromversorgung der Geräte über eine Ethernet-Leitung. Zudem erfordern viele verfahrenstechnische Anlagen einen zuverlässigen Schutz in Gefahrenbereichen, insbesondere den Explosionsschutz durch die Schutzart Eigensicherheit und eine ausgeprägte Widerstandsfähigkeit gegen elektromagnetische Störungen. 

Es gab vier Hauptforderungen auf dem Weg, Ethernet an die Prozesswelt anzupassen:

• ein zuverlässiger Datenpfad für eine schnelle Kommunikation

• die passende Stromversorgung für Feldgeräte über die Datenleitungen

• ein effizienter Explosionsschutz 

• eine deutlich vereinfachte Installations- und Verbindungstechnik.

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1. Die digitale Prozessanlage
2. Mehr Daten mit höherer Geschwindigkeit
3. Die nötige Infrastruktur

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