Ethernet-APL

Ethernet-APL(Advanced Physical Layer)は、プロセスプラントの現場機器レベル、すなわち危険場所を含む現場レベルにイーサネット技術を導入するために設計された物理層仕様です。この技術は IEEE 802.3cg(10BASE-T1L) に基づき、プロセス産業特有の要求を満たすよう拡張されたもので、電源供給と通信を1本の2線ケーブルで同時に実現し、長距離 高速通信を可能にします。
これにより、制御室から現場機器までのシームレスな接続が可能となり、プロセスデータや診断データへのアクセス性向上、およびプラントネットワークへの統合の容易化が実現します。

Ethernet APL

Ethernet-APLの主な特長

  • 電源と通信を1本の2線ケーブルで実現

  • 長距離伝送が可能: 幹線(トランクライン)は最大1000 m、支線(スパーライン)はフィールドスイッチから機器まで最大200 m

  • 高速通信 10 Mbit/s

  • 防爆エリアに対応 Zone 0 / 1 / 2 および Division 1 / 2 での設置に適合

  • 標準イーサネットベースのプロトコル (例:PROFINET over APL)に対応

Ethernet-APLとは?

Ethernet-APLは、10BASE-T1Lによる単一ペアイーサネットをベースに、プロセスオートメーション用に拡張された通信仕様を採用しています。本技術は、本質安全の概念を取り入れ、長距離配線や過酷な環境下での高い信頼性を実現しています。ネットワーク構成は、トランク&スパー(幹線 支線)トポロジーを採用しています。幹線(トランクライン)は電源を供給するバックボーンとして機能し、そこから分岐するスパーラインでフィールドスイッチと各デバイスを接続します。

電源と通信には共通の2芯シールドケーブルを使用するため、配線作業の簡素化とコスト削減が可能です。また、既存のフィールドバス配線を再利用できる点も大きな利点です。APLは真の2線式フィールド機器に対応しているほか、4線式機器に外部電源を併用して使用することもできます。この柔軟性により、既設プラント(ブラウンフィールド)の改修にも、新規設置(グリーンフィールド)にも適用できる汎用性を備えています。

防爆エリアでの使用

APL graphic
Ethernet-APLは、防爆エリアにおいても高速イーサネット通信を直接実現できるよう設計されています。

この技術の重要な特長は、防爆要件を満たしながら、電源と高速データ通信を同時にフィールド機器へ供給できる点です。機器は Zone 0/1/2 および Division 1/2 に直接設置でき、プラント設計を大幅に簡素化するとともに、追加の防爆機器を削減することが可能です。Ethernet-APLで採用されている本質安全の概念は、準拠する機器やインフラ間で相互運用性が確保されるよう定義されています。

プロトコルと統合

現在、Ethernet-APLはフィールドレベルでPROFINETを直接使用でき、高度な診断機能、パラメータ設定、制御システムとの統合をサポートしています。また、Ethernet技術を基盤としているため、将来的には OPC UA やその他の IIoT(産業用IoT)向けデータ交換モデルにも対応可能です。これは、NAMUR Open Architecture(NOA)の「並列データアクセス」の概念にも整合しています。

運転およびエンジニアリング上の利点

従来の 4–20 mA/HART や フィールドバスシステムと比較して、Ethernet-APL には以下のような利点があります:

  • 多変数データや診断情報などのデータ可視性が向上

  • 試運転の高速化とネットワーク設定の簡素化

  • IT/OT(情報技術/運用技術)の統合を実現する標準化されたイーサネットインフラ

  • リモートによる更新や設定変更によるライフサイクル管理の容易化

  • 電源線と通信線を統合することで配線の複雑さを削減

KROHNEでの導入

Ethernet-APL技術を初めて搭載するKROHNE製品は、 OPTIMASS X400MFC 400 コンバーター付き)です。このモデルはまず EMEA地域(欧州 中東 アフリカ) でリリースされ、その後 アジア および 米国市場 へ順次展開される予定です。Ethernet-APL対応により、OPTIMASS X400はプロセスオートメーション向けの直接イーサネット接続を実現し、プラントネットワークとの統合性を向上させるとともに、防爆エリアにおける高度な診断機能を可能にします。 
 
Ethernet-APLの電力供給能力は、従来の4–20 mAと比較して拡張された2線式機器のラインアップに対応できますが、大口径機器や高粘度 特殊流体など、最も負荷の大きいアプリケーション全てをカバーするには十分ではありません。そのため、KROHNEはまず第一段階として、ハイエンド4線式コンバータ(xFC 400シリーズ)のラインにAPL対応を追加し、MFC 400から展開を開始しました。

関連製品

MFC 400 F コリオリ質量流量変換器 – リモートフィールドハウジング仕様仕様

OPTIMASS コリオリ質量流量センサーとの組み合わせ用コリオリ質量流量変換器

  • コンパクト型およびリモートフィールド型ハウジング
  • 高度要件に対応する充実した診断機能(NE107)と Entrained Gas Management(EGM™)機能を搭載
  • 4線式、 3 x 4…20 mA、 HART®7、 Modbus、 FF、 Profibus-PA/DP、 PROFINET、 EtherNet/IP™、 Bluetooth®
  • 安全系アプリケーションでも、 Bluetooth® または HART® 経由のリモートアクセスによる安全な無線接続が可能
OPTIMASS 6400 C コリオリ質量流量計 - フランジ接続コンパクト仕様

先端プロセス用途向けコリオリ質量流量計

  • 高精度(±0.05%フラット)、極低温から高温までの流体用(-200...+400°C /-328...+752°F)、EGMTM により広範な気相分率や複雑な流量条件下でも安定して動作
  • SIL 2/3; 取引計量: OIML R117, R137, MI-005, MI-002; API, AGA;サニタリー仕様認証
  • フランジ接続: DN10...300 / ½...12", 最大 PN 160 / ASME Cl 1500
  • 3 x 4...20 mA、HART®7、Modbus、FF、Profibus-PA/DP、PROFINET、PROFINET (Ethernet-APL)、EtherNet/IP™、Bluetooth®対応
OPTIMASS 7400 C コリオリ質量流量計 - フランジ接続コンパクト仕様

先端プロセス用途向けコリオリ質量流量計

  • 高精度(±0.1%)、粘性 腐食性 剪断感受性流体対応。幅広いガス分率および複雑流動条件下でも安定動作(EGMTM)
  • 国際規格準拠: OIML R117、MI-005; API; 衛生認証
  • フランジ: DN10...100 / ½...4"、最大 PN100 / ASME Cl 600; その他
  • 3 x 4...20 mA、HART®7、Modbus、FF、Profibus-PA/DP、PROFINET、PROFINET (Ethernet-APL)、EtherNet/IP™、Bluetooth®対応
OPTIMASS 1400 C コリオリ質量流量計 - フランジ接続コンパクト仕様

一般用途およびプロセス制御向けコリオリ質量流量計

  • 液体および気体の質量流量、密度、体積流量を計測し、幅広いガス分率および複雑流動条件下でも安定して動作(EGMTM)
  • サニタリー認証取得済
  • フランジ接続: DN15...100 / ½...4"、最大 PN100 / ASME Cl 600; 各種サニタリー接続に対応
  • 3 x 4...20 mA、HART®7、Modbus、FF、Profibus-PA/DP、PROFINET、PROFINET (Ethernet-APL)、EtherNet/IP™、Bluetooth®対応
OPTIMASS 2400 C コリオリ質量流量計 - フランジ接続コンパクト仕様

大容量バルク計測向けコリオリ質量流量計

  • 最大流量 4,600 t/hの気体と液体用;幅広いガス分率および複雑流動条件下でも安定動作(EGMTM)
  • 国際規格準拠: OIML R117、MI-005、MI-002; API AGA
  • フランジ接続: DN100…400 / 4…16", 最大 PN160 / ASME Cl 1500
  • 3 x 4...20 mA、HART®7、Modbus、FF、Profibus-PA/DP、PROFINET、PROFINET (Ethernet-APL)、EtherNet/IP™、Bluetooth®対応
OPTIMASS 3400 C コリオリ質量流量計 - ねじ接続仕様

低流量および定量用途用向けコリオリ質量流量計

  • 高精度(±0.1%):液体および気体( >0.3 kg/h / 0.01 lb/min)を対象に、幅広いガス分率および複雑流動条件下で安定動作(EGMTM
  • 標準耐圧:最大300 bar / 4351 psi
  • フランジ接続: DN15 / ½"; ねじ込み接続およびクランプ接続も可
  • 3 x 4...20 mA、HART®7、Modbus、FF、Profibus-PA/DP、PROFINET、PROFINET (Ethernet-APL)、EtherNet/IP™、Bluetooth®対応