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以太網-APL 和 OPC UA 在流程自動化中的應用

在當今的流程自動化領域，數據驅動的決策和高效的通信至關重要。為了應對這些挑戰，兩種突破性的技術應運而生：以太網-APL 和 OPC UA。以太網-APL 是一種專為流程行業設計的專用以太網物理層，而 OPC UA 是一種用於工業自動化的協議，提供具備語義信息的數據，使設備之間能夠安全有效地通信。這兩種技術的結合創造了流程自動化中數據傳輸和控制的全新範式。

概述

以太網-APL 的發展簡史

以太網-APL 的開發始於 2015 年左右，由 ABB、Emerson、Endress+Hauser、Krohne、Pepperl + Fuchs、Phoenix Contact、R. Stahl、Rockwell Automation、Samson、Siemens、Vega 和 Yokogawa 等流程自動化領先供應商組成的聯盟推動。這個聯盟的目標是開發一種完全兼容 IEEE 802.3 以太網標準的解決方案，同時滿足特定標準，例如雙線電纜、長電纜線路以及對所有防爆技術的支持。

以太網-APL 和 OPC UA 的關鍵里程碑

2017 年，ABB 開發了一系列原型，以證明 OPC UA 適用於以足夠的性能和低內存佔用量安全傳輸設備數據。2021 年，首批以太網-APL 產品在 ACHEMA Pulse 虛擬貿易展上推出，標誌著歷時十年的將以太網擴展到流程自動化工廠現場級通信的旅程已完成。

法規符合性和標準

以太網-APL 旨在滿足特定標準，包括與 IEEE 802.3 以太網標準的兼容性以及對所有防爆技術的支持。它還旨在易於安裝和使用。OPC UA 由 OPC 基金會和 FieldComm Group 標準化，確保不同設備和系統之間的互操作性。

以太網-APL 設備和集成

主要以太網-APL 設備

以太網-APL 支持各種設備，包括：

• 液位傳感器
• 壓力傳感器
• 流量計
• 其他現場設備

與 OPC UA 的集成

OPC UA 技術集成到這些設備中，以提供安全有效的通信，使設備數據能夠以語義信息傳輸。

以太網-APL 的額外功能

以太網-APL 提供以下額外功能：

• 快速更新速率（高達 2 毫秒）
• 穩健可靠的運行
• 支持多個控制系統和現場開關
• 與現有 DCS 系統（如 PROFINET 和以太網/IP）兼容。

以太網-APL 的定價和成本效益

定價結構

以太網-APL 消除了對網關或其他協議轉換的需求，降低了複雜性並降低了擁有成本。與傳統現場總線系統或模擬 4-20 mA + HART 系統相比，該技術還提供了更好的可用性和穩健性。

客戶服務和支持

聯繫方式

ABB 提供各種客戶服務渠道，包括以太網-APL 和 OPC UA 設備的技術支持和文檔。為客戶提供全天候支持和多語言協助。

以太網-APL 和 OPC UA 的優缺點

優點

• 高速數據通信
• 安全有效的數據傳輸
• 安裝簡化，複雜性降低
• 提高可用性和穩健性
• 彌合 IT 和 OT 應用之間的差距。

缺點

• 實施新技術的初始投資成本
• 可能存在與現有系統的兼容性問題
• 人員需要接受處理新協議的培訓。

結論

以太網-APL 是一種專為流程行業設計的專用以太網物理層，提供高速數據通信，並通過單根電纜實現內置安全功能。OPC UA 集成到以太網-APL 設備中，以提供安全有效的通信，使設備數據能夠以語義信息傳輸。該技術已在各種工業環境中得到成功測試，證明了其穩健可靠的運行。

關於以太網-APL 和 OPC UA 的常見問題

以下是一些關於以太網-APL 和 OPC UA 的常見問題及其答案：

以太網-APL 的關鍵特點是什麼？

以太網-APL 的關鍵特點包括：高速數據通信、通過單根電纜實現供電和通信以及針對危險區域的安全措施。

OPC UA 如何與以太網-APL 集成？

OPC UA 技術提供具有語義信息的數據，使設備之間能夠安全有效地通信，並且集成到以太網-APL 設備中以提供快速更新速率和穩健的運行。

參考

• [1] https://library.e.abb.com/public/19baeb58fb7848beb655b847f11a9be6/60-67%20m0096_EN_72dpi.pdf?x-sign=F1KixrvQM3FKm764W2V9WSuEirexzTTX%2BPx20jGgpYAREtPjdq5%2B%2BHP3ZJRs9JHe
• [2] https://new.abb.com/news/detail/80779/abb-brings-ethernet-apl-with-opc-ua-to-the-field
• [3] https://www.chemicalprocessing.com/industrynews/news/33037699/abb-to-deliver-advanced-control-system-for-basfs-ethernet-apl-project-in-europe
• [4] https://www.automationworld.com/communication/article/55014984/basf-completes-successful-ethernet-apl-tests-with-abb-dcs
• [5] https://global.abb.com/group/en