Pepperl+Fuchs: Ethernet-APL, eficiencia y flexibilidad para el campo

Transferencia rápida y eficiente de grandes volúmenes de datos, sin barreras y de manera fiable. Ethernet-APL proporciona las condiciones perfectas para la futura comunicación de la Industria 4.0. Las expectativas para esta tecnología del futuro son igualmente altas en la automatización de procesos.

Para que el estándar Ethernet se implemente en aplicaciones de campo en plantas de proceso, debe cumplir requisitos tales como cables largos, robustez e instalación simple. La protección contra explosiones requiere una capa física con seguridad intrínseca, que debe considerarse durante el proceso de diseño. La capa física avanzada de Ethernet (Ethernet-APL) es, por lo tanto, una Ethernet de par único (SPE) basada y diseñada para cumplir con los requisitos de los estándares IEEE e IEC. El tipo de protección de seguridad intrínseca ya forma parte integral de esta tecnología.

En el caso de Ethernet-APL, la comunicación con los dispositivos de campo se realiza a través de conexiones rápidas cuyas propiedades físicas están especialmente adaptadas a la automatización de procesos. La instrumentación de la planta de proceso representa un gran número de participantes, cada uno de los cuales sólo necesita transmitir cantidades muy pequeñas de datos: valores medidos, diagnósticos y alarmas. Las pruebas masivas iniciales muestran que, incluso una red completamente equipada con más de 200 dispositivos de campo en la red troncal Ethernet, que conecta el nivel de campo con la sala de control, sólo requiere una baja utilización. Estos excelentes requisitos previos permiten a los arquitectos de redes planificar estructuras claras.

En principio, Ethernet-APL es exactamente la tecnología adecuada para permitir una comunicación digital sin barreras. Ahora los usuarios pueden contar con la comodidad y la conveniencia. Esta es una plataforma del futuro que garantiza una integración perfecta de todos los componentes de planta en un solo sistema utilizando herramientas estandarizadas para instalación, resolución de problemas y diagnósticos simplificados. Los usuarios pueden beneficiarse de aplicaciones basadas en datos a las que se puede acceder desde dispositivos fijos y móviles. Lo ideal es que se pueda acceder a toda la información directamente desde el teléfono inteligente.

¿Qué precisión tiene el estado actual de desarrollo?

El alto nivel de aceptación de Ethernet en oficinas y en producción sugiere que Ethernet-APL se convertirá en la red elegida para aplicaciones de campo en plantas de proceso. La estandarización y el desarrollo básico, que se completó en 2021, contaron con el apoyo de asociaciones líderes como Fieldcomm Group, OPC Foundation, ODVA, PROFIBUS y PROFINET International, y otros miembros claves de la industria. Por ejemplo, los grandes proveedores de equipos están desarrollando actualmente dispositivos e infraestructuras de campo basados en Ethernet-APL. Un gran número de usuarios están mostrando interés y planificando las primeras plantas con esta innovadora tecnología. Todos los estándares son de libre acceso para fabricantes y usuarios y están disponibles a través de las grandes organizaciones de usuarios (PI, ODVA, FCG; OPC-F).

Las pruebas de conformidad ya desarrolladas por organizaciones de usuarios y mutuamente reconocidas garantizan un alto nivel de interoperabilidad. Tanto los fabricantes como las organizaciones de usuarios como PI, ZVEI y NAMUR trabajan, codo con codo, para delinear escenarios de aplicación y establecer buenas prácticas profesionales. El objetivo es proporcionar a las organizaciones orientación y recomendaciones de capacitación que ayudarán a los usuarios a utilizar la tecnología con éxito. Actualmente se están realizando pruebas de red con un número máximo de dispositivos de campo, redundancia de anillo y controladores redundantes. Los resultados iniciales son muy prometedores.

¿Cuáles son los beneficios específicos de Ethernet-APL?

Dado que Ethernet-APL es solo una capa física, los protocolos industriales basados en Ethernet se utilizan hasta el dispositivo de campo. No existen gateways de conversión de protocolos, que todavía son omnipresentes en las plantas modernas actuales. Esta omisión simplifica la ingeniería, configuración y servicio de estos dispositivos. El manejo es mucho más cómodo y reduce el riesgo de errores. Además, la tecnología permite el acceso a todos los datos del dispositivo en paralelo. Los modernos dispositivos de campo registran múltiples valores de proceso y una gran cantidad de datos adicionales valiosos. No sólo se reduce el número de dispositivos necesarios, sino también la tecnología de instalación correspondiente en el conducto. Se trata de un factor de coste significativo que puede implementarse ya en la fase de planificación de la planta. Con Ethernet-APL, los usuarios pueden aprovechar al máximo los datos adicionales en tiempo real. Es posible realizar un monitoreo centralizado del estado de los componentes y el mantenimiento requerido puede identificarse en una etapa temprana. El mantenimiento predictivo evita paradas no programadas y aumenta significativamente la disponibilidad de planta.

Otra ventaja fundamental es la experiencia: Ethernet-APL se basa en más de 30 años de experiencia en comunicación digital, combinado con los conceptos más modernos de digitalización y protección contra explosiones. Dado que Ethernet existe desde hace años, muchos clientes ya tienen la experiencia para planificar, construir y mantener sus redes. Sólo es nueva la física diseñada para la tecnología de procesos, lo que garantiza que los clientes estén familiarizados con la tecnología. 
 

La aplicación de Ethernet-APL es útil en áreas no peligrosas donde existen requisitos estrictos sobre la fiabilidad de los dispositivos de campo debido a las adversas condiciones ambientales. Cuando se diseña con protección contra explosiones intrínsecamente segura, los componentes electrónicos están sobredimensionados en un 30 por ciento. Además, el uso flexible de Ethernet-APL en todo el mundo es otro beneficio clave. Basada en los estándares IEEE e IEC establecidos, la tecnología permite una comunicación que puede certificarse en todas las regiones del mundo. Las pruebas y la certificación de productos garantizan la interoperabilidad, lo que significa que incluso dispositivos de diferentes fabricantes pueden funcionar juntos fácilmente.
 

¿Qué deberían hacer ahora los futuros usuarios?

Para marcar el rumbo para el uso futuro de Ethernet-APL en una etapa temprana, ha llegado el momento de familiarizarse con esta tecnología del futuro. Switches, infraestructuras y los primeros dispositivos de campo ya están disponibles en el mercado. Los usuarios deben determinar ahora el mejor curso de acción para su negocio basándose en directivas, continuos debates, nuevos conocimientos y grupos de trabajo. Los fabricantes de dispositivos de automatización de procesos deberían ampliar la infraestructura de comunicaciones y los protocolos industriales de sus productos. Y los diseñadores de instalaciones ya pueden utilizar dispositivos de campo multifuncionales para ahorrar costes considerables en el proceso de instrumentación.

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Este artículo aparece publicado en el nº 551 de Automática e Instrumentación págs. 52 y 53.