| 三種獨立的應(yīng)用場景——適用于短距離小型網(wǎng)絡(luò)和長距離大型網(wǎng)絡(luò)！

Ethernet-APL（Advanced Physical Layer，高級物理層）是過程工業(yè)的新標(biāo)準(zhǔn)。它基于IEEE 802.3cg的10BASE-T1L規(guī)范，并通過使用兩線制以太網(wǎng)來連接到現(xiàn)場設(shè)備。Ethernet-APL的主要優(yōu)勢是互操作性和靈活性（通過現(xiàn)場設(shè)備的無縫連接和信息層上的快速數(shù)據(jù)傳輸來實現(xiàn)），無論是在短距離的小型網(wǎng)絡(luò)還是在長距離的大型網(wǎng)絡(luò)中。對于過程工業(yè)而言，更關(guān)鍵的是，Ethernet-APL還支持Ex Zones 0、1和2中的點燃保護(hù)（Ignition Protection）本質(zhì)安全型“i”。通過使用Ethernet-APL技術(shù)，未來實現(xiàn)自動化網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化將變得更加容易。

| Ethernet-APL支持多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

考慮到工廠類型多種多樣，還涉及到了各種網(wǎng)絡(luò)模型，特別是工廠規(guī)模，因此網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)易于擴(kuò)展且成本低廉，并且應(yīng)該支持冗余功能，同時能夠滿足過程工業(yè)的特殊要求，包括在惡劣環(huán)境或潛在爆炸性環(huán)境中運行。Ethernet-APL工程指南描述了Ethernet-APL網(wǎng)絡(luò)的多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，但是在所有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中Ethernet-APL的支線情況都是相同的。Ethernet-APL設(shè)備可以通過IV類線纜（不超過200米）連接到交換機(jī)，并以10Mbps的傳輸速率進(jìn)行通信。接下來我們將對其中的三種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1：

APL現(xiàn)場交換機(jī)直接連接到標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，并且安裝環(huán)境的配置在很大程度上決定了APL交換機(jī)的安裝位置——在控制柜中還是在現(xiàn)場。在此拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，APL交換機(jī)使用的是普通的銅纜或光纖來直接連接到控制網(wǎng)絡(luò)，并且這部分網(wǎng)絡(luò)的典型傳輸速率為100Mbps。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)類似于今天的現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu)，旨在適應(yīng)當(dāng)時的舊改工廠。由于那時還無法預(yù)見數(shù)字化的發(fā)展趨勢，因此其過程控制遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到今天的要求，然而現(xiàn)在需要跟上21世紀(jì)的發(fā)展。

拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2和3：

這兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)與上面的第一種類似，不過他們的區(qū)別在于前者即“拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2和3”使用了帶有傳統(tǒng)APL交換機(jī)的中繼技術(shù)。而根據(jù)APL交換機(jī)是否帶電源，前者又分為了兩種不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，一種是選擇部署帶有自主電源供應(yīng)的APL電源交換機(jī)，另一種是部署需要使用額外供電的APL現(xiàn)場交換機(jī)。

就ATEX環(huán)境中的安裝而言，Ethernet-APL使用了2-WISE防爆模型（2線本質(zhì)安全以太網(wǎng)），并且該模型是建立在久經(jīng)驗證的FISCO（Fieldbus Intrinsically Safe Concept，現(xiàn)場總線本質(zhì)安全概念）模型之上的。

| 網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性——困擾工廠運營商的一大問題

為了確保PROFINET網(wǎng)絡(luò)能夠穩(wěn)定運行且不發(fā)生故障，則必須監(jiān)控Ethernet-APL設(shè)備所承受的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。持續(xù)控制負(fù)載峰值可以防止由于過載而導(dǎo)致單個設(shè)備的零星故障。正如IEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers，電氣和電子工程師協(xié)會）所設(shè)想的那樣——當(dāng)交換機(jī)中的網(wǎng)絡(luò)從100Mbps過渡到10Mbps時，100Mbps控制網(wǎng)絡(luò)中較高的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載會對10Mbps支線上的Ethernet-APL設(shè)備造成嚴(yán)重影響。這是因為與控制網(wǎng)絡(luò)相比，Ethernet-APL支線上的數(shù)據(jù)吞吐量僅為控制網(wǎng)絡(luò)的10%，因此需要通過設(shè)置網(wǎng)絡(luò)負(fù)載速率來限制交換機(jī)端口的入口和出口數(shù)據(jù)流量。