以太网 APL 的优势与适应未来需求
背景信息：不同于 4 … 20 mA，信号干扰或漂移可以立即被检测到，从而提高过程测量的可靠性。
以太网 APL 的硬件成本比远程 I/O 大约高出 5 %，但仍然比传统的直接布线便宜。与 4...20 mA 或 HART 相比，虽然硬件成本更高，但 APL 节省了工程、集成和调试成本：数据速率高、布线简单且数据完全透明，这些都有助于加快流程并减少错误。这一评估基于研究、成本分析以及试点项目和来自真实生产系统的实践经验。
效率的提高抵消了略高的采购成本，而统一的设备数据、更丰富的诊断选项以及便捷的设备更换等额外优势则可带来长期的积极影响。
结论：以太网 APL 具有较好的经济效益，与所有的现有技术相比，它尤其在节省时间、降低出错率和简化流程上更具优势。
以太网 APL 得到了所有大型系统和现场设备制造商的支持，并且在被持续不断地继续开发。大量试点项目证实该技术获得了较高的接受度。对于用户，这意味着 不同制造商的设备可无缝协作、易于整合并确保长期运行
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非常适合稳定的、面向未来的系统
。通过贯彻标准化，可确保设备能够集成到未来几代的控制系统和自动化解决方案中。
以太网 APL 的可靠性非常高，因为它采用坚固的两线制线缆进行可靠的数据传输，从而大大减少了信号干扰。即便在线路较长或环境中有密集干扰时，通信依然保持稳定，从而可支持快速响应，并可靠实现计划的维护间隔。
此外，以太网是非常成熟的技术，又专门针对过程工业的要求进行了开发， 集成的本质安全和防爆保护使其在防爆区域也能实现安全使用。
集成至现有系统以及文档记录
APL 支持通过 GSDML 文件、网络服务器或备份功能来自动检测设备。系统可以自动对新安装的仪表进行配置并沿用现有参数。这显著简化了传感器或执行器的更换过程，特别是在拥有大量现场设备的大型系统中。
背景信息：
通过以下三种机制，系统可以自动检测已连接的是哪种设备，并加载相应的参数，将其集成到系统中——无需手动重新编程。借此可节省时间，降低出错率，对于拥有大量现场设备的大型系统而言尤其具有优势。
1. 通过 GSDML 文件来描述设备
- GSDML 文件：每一台 APL 设备都含有一个标配的 XML 文件，它描述其属性、通信参数和配置选项。
- 仪表连接：连接时，仪表会将其 GSDML 文件传输给控制系统。
- 系统集成：控制系统读取文件、识别仪表、辨别可用参数并将其正确集成到系统中。
2. 设备中的网络服务器
- VEGA 的 APL 设备拥有集成的网络服务器。
- 用户可以通过控制系统直接访问仪表，查询其属性并进行配置。
3. 备份和配置功能
- 仪表将现有的参数传输给控制系统。而后，将传输的数据保存在一个数据库或一个项目文件中，以便在必要时可以将它们回传到仪表上。
- 更换仪表时，这些参数会自动传输到新仪表上。
数量取决于 APL 供电功率以及交换机的电力分配。通常，每个区段可以运行 8 – 24 台设备，在此必须考虑线路电阻和总供电功率。
大部分现有的两线制线缆都可以继续使用。然而，前提条件是控制系统和交换机基础设施要能与 APL 兼容。
背景信息：APL 在物理上采用和传统的现场设备相同的两线制原理，但可以实现更高的数据速率以及 APL 供电。因此在许多情况下，可以保留布线，只需要更换终端设备或交换机，而无需对整个系统进行现代化改造。
APL 要求指定的电缆长度、分段和拓扑。规划设计软件可协助搭建网络架构，并模拟测试性能上限、带宽要求以及故障诊断路径。双线以太网 (2 Wise) 的运用更加简化了规划工作和文档的制作，因为供电和数据传输线路可以按照标准的两线制进行规划。
安全、规范和标准
由于可以将设备直接连接到控制层，因此以太网 APL 减少了所需网关的数量。安全相关数据 (Safety) 可以通过同一网络可靠地进行传输，并且符合认证要求。高达 10 Mbit/s 的带宽使过程数据、诊断信息和 IIoT 应用能够同时运行，而不会影响控制系统。此外，分段网络、受控交换机和加密功能也有助于实现网络安全。
具体而言， 您需要的硬件更少，可以将安全相关流程直接集成进网络，并同时处理测量值与分析数据，而网络始终受到保护，可防范未经授权的访问。
根据双线 (2 Wise) 原理认证的 APL 设备可用于高达 0 区的防爆区域。运用双线原理时，仅通过两根电缆即可同时实现电源和数据的安全传输，因此在防爆区域不会产生火花或过高的能量。
背景信息：结合以太网 APL 物理规范，本质安全 (IS) 标准可确保设备的安全运行。
现代化的维护与保养策略
APL 支持 PA-DIM 和 OPC UA。它可纳入工业 4.0 和 NAMUR 开放架构 (NOA)，因为它为控制系统、分析平台或云应用程序提供了透明的过程和诊断数据。
背景信息：遵守这些标准，可确保不同制造商的仪表能够交互操作，并且系统能以标准化的方式处理诊断数据。
通过实时诊断可实现具有针对性的维护。根据 NAMUR NE 107 或通过 PA-DIM 发出的警告可以集中读取并自动进行处理。目前，传输的主要是设备状态或测量值状态等静态值，由此可以快速检测故障并更有针对性地规划维修作业。
未来，发展将转向预测性维护，通过持续的数据分析，预测即将发生的故障。
运用以太网 APL，现场可以直接提供更多信息，无需额外的网关。这为更有效的维护策略提供了新的可能，用户可以减少计划外停机，并更合理地协调维护措施。
如果您想在您的系统中使用以太网 APL，您应该做好周密的准备。VEGA 也提供包含 APL 主题在内的实用培训，包括线上及线下课程。在 VEGA 的培训中，您不仅将学习理论，还将学习 VEGA 现场设备和软件工具的实际操作。
一般而言，您需要重点关注以下主题：
- 技术基础：对 APL 物理特性、确定性数据传输和网络分段的理解。
- 现有系统集成：了解如何将 APL 现场设备集成至现有的控制系统、PLC 和资产管理系统中。
- 设备配置和诊断：如何使用 GSDML 文件、网络服务器和备份功能，以及如何利用诊断数据实现维护和优化。
- 安全方面：防爆、网络安全以及网络防护措施。
- 实际应用和最佳实践：绿地项目与现有系统的应用案例，PLC 和 IIoT 平台的并行数据流，预测性维护。
数字化和工业物联网 (IIoT) 应用
借助以太网 APL，现在可以更加轻松、可靠地实现 IIoT 应用——即使在防爆区域也是如此，因为有了以太网 APL 技术后，以太网首次得以扩展到现场设备层，而网关或转换器等数据带宽严重受限的“数据障碍”将一去不复返。
通过现场层与以太网的直接连接，采用 NOA 原理的 IIoT 应用或直接连接云/资产管理系统都可以实现。
背景信息：APL 同时支持多个通信通道，因此传统的控制任务和 IIoT 中的数据分析/优化功能可以彼此独立运行。
举例：一台压力变送器可以同时将测量值发送到 PLC 上执行控制任务，并将其发送到云平台上用于分析和优化，而各个过程不会相互影响。
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