Ethernet-APL : avantages et évolutivité
En conclusion, contrairement au 4 … 20 mA, les perturbations de signal ou les dérives sont immédiatement détectées, ce qui améliore la fiabilité de la mesure de process.
Ethernet-APL est environ 5 % plus coûteux que les E/S déportées en termes de matériel, mais reste plus économique que le câblage direct classique. Par rapport aux systèmes 4 … 20 mA ou HART, les coûts matériels sont plus élevés, mais l’APL permet de réduire les dépenses d’ingénierie, d’intégration et de mise en service. En effet, les débits élevés, la simplicité du câblage et la transparence complète des données accélèrent les opérations et réduisent les erreurs. Cette estimation repose sur des études, des analyses de coûts et des projets pilotes ainsi que sur des retours d’expérience d’installations réelles.
Les gains d'efficacité compensent les coûts d'acquisition légèrement plus élevés, tandis que les atouts supplémentaires tels que les données d'appareil uniformes, les possibilités de diagnostic étendues et le remplacement simplifié des appareils ont un impact positif à long terme.
Conclusion : Ethernet-APL est économiquemengt rentable – notamment grâce au gain de temps , à la réduction des risques d'erreurs et à la simplification des opérations par rapport à toutes les autres technologies établies.
Tous les grands fabricants de systèmes et d'appareils de terrain soutiennent Ethernet-APL et le perfectionnent en continu. De nombreux projets pilotes confirment que la technologie est largement acceptée. Pour les utilisateurs, cela signifie que les appareils de différents fournisseurs fonctionnent ensemble sans aucune difficulté, sont simples à intégrer et garantissent une disponibilité à long terme
– l'idéal
pour des installations stables et pérennes.
La normalisation permet de s'assurer que les appareils pourront aussi s'intégrer dans les futures générations de systèmes de contrôle-commande et de solutions d'automatisation.
Ethernet-APL est réputé particulièrement fiable, car il s'appuie sur une transmission des données robuste via des lignes à 2 fils, ce qui réduit fortement les perturbations de signal. Même avec des câbles très longs ou dans des environnements très perturbés, la communication reste stable, ce qui garantit des temps de réponse très rapides et des intervalles de maintenance planifiés de manière fiable.
De plus, la technologie Ethernet largement prouvée, a été spécialement adpatée aux exigences de l'industrie de process : ainsi, la sécurité intrinsèque intégrée et la protection ATEX garantissent une utilisation sûre même dans les zones à risque d'explosion.
Intégration dans les installations existantes et documentation
APL permet la détection automatique des instruments via des fichiers GSDML, un serveur web intégré ou des fonctions de sauvegarde. Le système peut configurer automatiquement un appareil nouvellement installé et reprendre les paramètres existants. Cela facilite grandement l'échange de capteurs ou d'actionneurs, en particulier dans les grandes installations comportant de nombreux appareils de terrain.
En conclusion,
Grâce aux trois mécanismes suivants, le système identifie automatiquement l'appareil connecté, charge les paramètres correspondants et l'intégre à l'installation, sans nécessiter de reprogrammation manuelle. Ainsi vous gagnez du temps et réduisez le risque d'erreur, ce qui est particulièrement intéressant dans les grandes installations comportant de nombreux appareils de terrain.
1. Description de l'appareil par fichiers GSDML
- Fichier GSDML : chaque appareil APL contient un fichier XML normalisé décrivant ses caractéristiques, ses paramètres de communication et ses options de configuration.
- Raccordement de l'appareil : dès qu'il est raccordé, l'appareil transmet ses données GSDML au système de commande.
- Intégration système : le système de commande lit le fichier, identifie l'appareil et l'intègre correctement dans le système avec les paramètres disponibles.
2. Serveur web dans l'appareil
- Les appareils VEGA APL disposent d'un serveur web intégré.
- L'utilisateur peut accéder directement à l'appareil via le système de contrôle-commande, consulter ses caractéristiques et procéder aux configurations nécessaires.
3. Fonctions de sauvegarde et restauration
- L'appareil transmet ses paramètrages existants au système de contrôle-commande. Là, les données sont stockées dans une base de données ou un fichier de projet. Elles peuvent ainsi être récupérées en cas de besoin pour les réinjecter dans l'appareil.
- En cas de remplacement d'un appareil, ces paramètres sont transmis automatiquement au nouveau capteur.
Le nombre d'appareils dépend de la puissance Power-over-APL disponible et de la répartition de l'alimentation par le commutateur. Typiquement, on peut faire fonctionner de 8 à 24 appareilspar segment, sachant qu'il faut tenir compte des résistances de ligne et de la puissance disponible.
On peut continuer à utiliser de nombreux câbles bifilaires existants, il est toutefois indispensable que les systèmes de contrôle-commande et l’infrastructure de switches soient compatibles APL.
En conclusion, APL utilise le même principe physique à 2 fils que les appareils de terrain classiques, mais offre de plus hauts débits et permet l'alimentation électrique des appareils (Power-over-APL). Dans de nombreux cas, on peut conserver le câblage existant et de ne remplacer que les appareils terminaux ou les commutateurs sans devoir moderniser l'ensemble de l'installation.
APL exige des longueurs de câble, une segmentation et des topologies bien définies. Un logiciel de planification facilite la conception du réseau et permet de simuler les limites de performances, les besoins en bande passante ainsi que les chemins de diagnostic en cas de défaut. Le concept 2 wise simplifie largement la planification et la documentation, car l'alimentation électrique et la transmission des données peuvent être représentées de manière normalisée sur deux fils.
Sécurité et normes
Ethernet-APL réduit le nombre de passerelles nécessaires parce qu'il est possible d'intégrer les appareils directement au niveau contrôle-commande. Les données de sécurité (dites « Safety ») peuvent être transmises de manière fiable et certifiée via le même réseau. La bande passante élevée de 10 Mbit/s permet de faire circuler en parallèle les données de process, les diagnostics et de faire tourner les applications IIoT sans perturber le système de contrôle. De plus, la segmentation du réseau, l'utilisation de switches contrôlés et le chiffrement renforcent la cybersécurité.
Concrètement, vous avez besoin de moins de matériel, vous pouvez intégrer directement les process de sécurité dans le réseau et traiter en parallèle les données de mesure et d'analyse, tout en maintenant la protection du réseau contre les accès non autorisés.
Les appareils APL peuvent s'utiliser dans les zones ATEX jusqu'en zone 0 s'ils sont certifiés selon le principe 2 wise. Avec 2 wise, deux fils suffisent pour assurer simultanément l'alimentation électrique et la transmission de données sécurisée, ce qui évite toute formation d'étincelles ou apport d'énergie excessive dans les zones à risque d'explosion.
En conclusion, les normes de sécurité intrinsèques alliées aux spécifications physiques d'Ethernet-APL garantissent ainsi un fonctionnement sûr des appareils.
Stratégies modernes de maintenance et d'entretien
APL est compatible avec PA-DIM et OPC UA. Dans le contexte de l'industrie 4.0 et de l'architecture NOA (NAMUR Open Architecture), c'est un atout, car les données de process et de diagnostic peuvent être fournies de manière transparente aux systèmes de contrôle-commandes, aux plateformes d'analyse ou aux applications dans le cloud.
En conclusion, Le respect de ces normes garantit l’interopérabilité entre appareils de différents fabricants et la gestion normalisée des données de diagnostic.
Le diagnostic en temps réel permet une maintenance ciblée. Les alertes conformes à la NAMUR NE 107 ou PA-DIM peuvent être consultées de manière centralisée et traitées automatiquement Actuellement, ce sont principalement des valeurs statiques, telles que l'état de l'appareil ou les valeurs de mesure qui sont transmises, ce qui permet de détecter rapidement les défaillances et de planifier les interventions de manière plus ciblée.
Les progrès s'orientent vers la maintenance prédictive, dans laquelle les appareils peuvent prédire les défaillances imminentes grâce à l'analyse continue des données.
Grâce à Ethernet-APL, on peut disposer de plus d'informations remontées directement du terrain sans nécessiter de passerelles supplémentaires. Cela ouvre de nouvelles perspectives pour une stratégie de maintenance plus efficace, afin de réduire les arrêts imprévus et de coordonner au mieux les opérations d'entretien.
Si vous souhaitez utiliser Ethernet-APL dans votre installation, une préparation ciblée est indispensable. VEGA propose notamment des formations pratiques qui incluent le volet APL, en ligne ou en présentiel. Vous y découvrez non seulement la théorie, mais aussi l'usage pratique des appareils de terrain et outils logiciels VEGA associés.
D'une manière générale, les thèmes à privilégier sont les suivants :
- Bases de la technologie : comprendre les propriétés physiques de l'APL, la transmission déterministe des données et la segmentation du réseau.
- Intégration dans les systèmes existants : savoir comment les appareils de terrain APL peuvent être intégrés dans les systèmes de contrôle-commande, les API et les systèmes de gestion des actifs existants.
- Configuration et diagnostic des appareils : savoir utiliser les fichiers GSDML, les serveurs web et les fonctions de sauvegarde ; savoir utiliser les données de diagnostic pour la maintenance et l'optimisation.
- Notions de sécurité : protection contre les explosions, sécurité des réseaux et mesures de cybersécurité.
- Applications concrètes et bonnes pratiques : exemples d'applications dans les installations neuves ou existantes, flux parallèles de données vers les API et les plates-formes IIoT, maintenance prédictive.
Passage au numérique et applications IIoT
Grâce à Ethernet-APL, vous pouvez dès aujourd'hui mettre en œuvre des applications IIoT de manière plus simple et fiable, même dans les zones à risque d'explosion. En effet, Ethernet-APL amène pour la première fois le protocole Ethernet en continu jusqu'au niveau des appareils de terrain : les « obstacles » à la circulation des données, tels que les passerelles ou convertisseurs à bande passante très limitée, appartiennent au passé.
Grâce à cette connexion Ethernet directe au niveau du terrain, vous pouvez mettre en œuvre des applications IIoT basées, par exemple, sur les principes NOA ou en connectivité directe avec les systèmes de gestion des actifs ou dans le cloud.
En conclusion, APL prend en charge plusieurs canaux de communication simultanément, ce qui permet de faire tourner indépendamment les unes des autres des tâches de pilotage classiques et l'analyse/l'optimisation des données dans l'IIoT.
Exemple : un capteur de pression peut envoyer ses valeurs de mesure en même temps à l'API pour le pilotage et à une plate-forme dans le cloud pour l'analyse et l'optimisation, sans que les deux processus interfèrent mutuellement.
Fermer