Ethernet-APLとは？

Ethernet-APL（Advanced Physical Layer）は、IEEE 802.3cg 10BASE-T1L規格に基づく、シングルペアイーサネット向けに強化された物理層で、現場のプロセスオートメーションや危険な環境での使用における厳しい要件を満たすように設計されています。Ethernet-APLは、単一の接続でデータと電力の両方の伝送をサポートすることでネットワークアーキテクチャを簡素化し、より効率的でコスト効率の高い導入を実現します。また、最大1,000mの距離にわたって10 Mbit/秒の高速全二重通信を実現します。これらの機能を備えたEthernet-APLは拡張性が高く信頼性の高い産業用ネットワークの構築に最適であり、フィールドレベルの機器におけるイーサネットへのアクセスに革命をもたらしています。

 

Ethernet-APLの主な特長

2線式イーサネット シングルツイストペアケーブルを使用することで、材料費を削減し、設置作業を簡素化し、貴重な時間とリソースを節約できます。

電力およびデータ シングルツイストペアケーブルを介して電力とデータを伝送することで、産業環境において専用の電源ラインを不要にします。

高速接続 最大10 Mbit/秒の全二重通信速度をサポートしています。これは他のフィールド通信プロトコルと比べて300倍以上の速度です。

 

長距離伝送 最大1,000m（10BASE-T1L）のシームレスな通信に対応。

防爆 防爆設計のため、危険な環境での使用に最適です。

 

Ethernet-APLとシングルペアイーサネットの違い

Ethernet-APLは、IEC TS 63444:2023で規定された業界特有のプロファイルであり、石油/ガス、化学、製薬など、さまざまな業界におけるプロセスオートメーションの特定のニーズに対応するためにIEEE 802.3cg 10BASE-T1Lシングルペアイーサネット（SPE）規格を拡張したものです。この技術は、以下の重要な特性を活用することで、フィールド機器と産業用ネットワークをイーサネット経由でシームレスに統合可能です。

 

・標準化された電力供給: あらかじめ定義された電力クラスに基づき、単一のツイストペアケーブルで電力とデータを同時に伝送します。​

・危険区域向け保護機能: 危険区域での導入を想定し、安全対策が組み込まれた設計となっており、本質安全（CID2 Zone 0/1）および非本質安全（CID2 Zone 2）の両方の用途に対応しています。

・フィールド接続の効率化:  電気的パラメータ、トポロジールール、ポート分類、およびデバイスの役割を規定し、信頼性の高い現場設置を実現します。

 

Ethernet-APLはどのような変革をもたらしているのか？

Ethernet-APLは、標準的なイーサネットを現場レベルまで拡張し、運用効率を高める堅牢で信頼性の高いデジタル通信を実現します。この技術は防爆機能や重要な安全機能を備えており、危険な環境での使用に最適です。APL対応のネットワーク機器やフィールドデバイスを利用することで、プロセスをシームレスに統合および最適化し、プロセスプラントの生産性と安全性を向上させることができます。Ethernet-APLは単なるアップグレードではなく、よりスマートで安全な産業オペレーションを構築するためのゲームチェンジャーとも言える技術です。

 

Ethernet-APLが活躍するアプリケーション

複雑なオペレーションや過酷な環境に対応するため、堅牢かつ信頼性が高く、高性能なネットワークソリューションが求められる石油/ガス、鉱業、化学といった産業では、プロセスオートメーションが極めて重要となっています。Ethernet-APLは、これらの産業の特有のニーズに合わせたメリットを提供します。Ethernet-APLの導入がこれらの分野にどのように貢献するか、その例をご紹介します。

 

<要件>

・過酷で危険な稼働環境においても、24時間365日の連続稼働を保証する確かな信頼性

・大規模かつ遠隔地での設置に対応にする性能

・リアルタイムの監視および制御機能

 

<Ethernet-APLのメリット>

・防爆機能: Ethernet-APLは、危険な環境での使用を想定して設計されており、石油/ガス、鉱業、化学産業などでよく見られる爆発の危険がある環境でも安全な運用を保証します。

・長距離接続: 最大1,000mのケーブル長に対応するEthernet-APLは、分散した産業用フィールドデバイスを長距離にわたって接続します。

・リアルタイム通信: 最大10 Mbit/秒のデータ伝送速度を誇るEthernet-APLは、他のフィールド通信プロトコルよりも高精度なデータ収集と制御を可能にし、意思決定と運用効率の向上に貢献します。

 

Ethernet-APLに関するよくある質問

Ethernet-APLは、過酷な環境下でも長距離にわたって信頼性の高い高速データ通信を実現し、産業用通信に革命をもたらしています。このFAQセクションでは、Ethernet-APLに関するよくある質問にお答えします。

 

●Ethernet-APLを利用するには、特定のデバイスは必要ですか？

Ethernet-APLはその特性上、技術的メリットを最大限に活用するには、センサやアクチュエータなどのAPLフィールドデバイスや、ネットワーク通信用のAPLスイッチといった互換性のあるデバイスが必要です。また、APL対応デバイスを使用することで、コンポーネント間のゲートウェイやフィールドバリアといった機能を持ったデバイスの追加が不要となり、ネットワークインフラを合理化することができます。

 

●Ethernet-APLと4-20mA技術の違いは何ですか？

従来の4-20mA技術は、データ伝送速度が遅く、ポイント to ポイント配線に制約があります。これに対し、Ethernet-APLはより高速なデータ伝送速度、柔軟なネットワークアーキテクチャ、そして既存のITネットワークとのシームレスな統合を実現します。これらのメリットを備えたEthernet-APLは、リアルタイム制御、高度な分析、および多様なデバイスやシステム間の相互運用性を必要とする現代の産業用アプリケーションに最適です。

 

●Ethernet-APLと既存のフィールドバスの違いは何ですか？

従来のフィールドバスはフィールドレベルでのデジタル通信を可能にしますが、複雑でデータ伝送速度が遅く、拡張性に限りがあり、相互運用性の課題もあるため、これらが普及の妨げとなることが少なくありません。Ethernet-APLは標準的なイーサネットプロトコルを活用しており、より高速なデータ通信と最適化されたプロトコル互換性による円滑なシステム統合を実現します。これにより、接続性を簡素化し、全体的な性能を向上させることで、フィールドレベルのオペレーションを最新化します。

 

●Ethernet-APLは既存の産業用イーサネットプロトコルとの互換性をどう確保していますか？

Ethernet-APLはプロトコルに依存しない物理層であり、PROFINET、EtherNet/IP、HART-IP、OPC UAといったさまざまな産業用イーサネットプロトコルを運用するための汎用性の高い基盤を提供します。 Ethernet-APL自体はアプリケーション層の互換性を提供しませんが、標準化団体による継続的な取り組みにより、これらのプロトコルをAPL技術を最大限に活用できるよう適応させることが可能となっています。そのため、Ethernet-APLは、プロセスオートメーション向けに相互運用可能な高性能通信を構築するための、将来を見据えたプラットフォームとなっています。

 

Ethernet-APLをより理解するために

こちらの動画では、TSN、SPEおよびEthernet-APLが、現代の製造業における産業用ネットワークにどのような変革をもたらしているかをご紹介していますので、ぜひご覧ください。

 

 

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産業エコシステムの推進

Moxaは、Open Process Automation™フォーラムに貢献できることを誇りと考え、産業オートメーションの未来を形作るという取り組みをさらに強化しています。業界のリーダー企業と連携し、Ethernet-APLをはじめとする、オープンでベンダー中立な技術標準および高度な接続性を推進しています。Moxaは、産業用およびプロセスオートメーション分野における相互運用性とイノベーションの促進を目標としています。

 

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