Os casos práticos de PROFINET over 10BASE-T1L, incluindo Ethernet-APL, continuam aumentando, por meio da automação de processos e fábricas, conectando mais dispositivos de campo a redes PROFINET e, com isso, disponibilizando datasets mais ricos aos sistemas de gestão de nível superior, o que tem gerado ganhos significativos de produtividade ao mesmo tempo em que custos operacionais e consumo de energia são reduzidos.
A proposta da Ethernet to the field (Ethernet no campo) é conectar todos os sensores e atuadores a uma rede IT/OT convergente. No entanto, para alcançar essa visão, há desafios de engenharia de sistemas, porque alguns desses sensores são limitados em consumo e espaço. Existe um mercado crescente de microcontroladores de baixa e ultrabaixa potências com capacidades de memória interna relevantes para aplicações de sensores e atuadores, mas a maioria desses processadores não possui Ethernet MAC integrada. Portanto, não suportam uma interface Ethernet MII, RMII ou RGMII media-independent (independente de mídia). Uma PHY tradicional não pode ser conectada a eles.
Para conectar um número cada vez maior de dispositivos de campo de baixa potência, é necessária uma 10BASE-T1L MAC+PHY, que permite a conectividade de longo alcance de dispositivo de campo PROFINET. Assim, a conectividade à Ethernet de um processador é feita via SPI, reduzindo a carga sobre o processador e eliminando a necessidade de um MAC integrado. A funcionalidade MAC agora está integrada diretamente à 10BASE-T1L PHY. Uma 10BASE-T1L MAC-PHY oferece aos arquitetos de dispositivo flexibilidade e mais opções, pois viabiliza uma variedade de processadores de ultrabaixa potência. Ao otimizar a partição da aplicação, uma 10BASE-T1L MAC-PHY habilita dispositivos de campo de baixa potência, para a instalação intrinsicamente segura da Zona 0 na indústria de processos, conhecida como Ethernet-APL.
10BASE-T1L MAC-PHY vs BASE-T1L PHY
Tanto a 10BASE-T1L PHY quanto a 10BASE-T1L MAC-PHY apresentam vantagens significativas em diferentes casos práticos. Para aplicações críticas de potência, uma 10BASE-T1L MAC-PHY permite o uso de sistemas de baixa potência, proporcionando maior flexibilidade na escolha do host processor, inclusive de ultrabaixa potência sem um MAC integrado. Ao atualizar um dispositivo existente para acrescentar conectividade Ethernet, uma 10BASE-T1L MAC-PHY fornece um caminho para aproveitar um processador existente e acrescentar conectividade Ethernet por meio de uma porta SPI, eliminando a necessidade de um processador maior com um MAC integrado.
Para aplicações de alto desempenho, em que um dispositivo de campo requer um processador de alta performance com um MAC, uma 10BASE-T1L PHY com interfaces MII, RMII e RGMII MAC permite que uma 10BASE-T1L PHY seja rapidamente desenvolvida reutilizando controladores de interface MAC existentes para acrescentar conectividade PROFINET.
Maior flexibilidade
Com a disponibilidade da 10BASE-T1L PHYs e 10BASE-T1L MAC-PHYs, os arquitetos de redes agora têm uma flexibilidade maior para atender aos requisitos das instalações de manufatura de amanhã conectadas à Ethernet. Dispositivos de potência ultrabaixa e os de alto desempenho podem ser implantados na mesma rede Ethernet e estar em conformidade com limitações estritas de potência máxima para requisitos de casos práticos de áreas perigosas. 10BASE-T1L Power Switches e 10BASE-T1L Field Switches requerem o uso de 10BASE-T1L PHYs de baixa potência com PROFINET Industrial Ethernet Switches para montar topologias de rede Tronco e Ramal, que fornecem alimentação e dados por meio de um único cabo de par trançado, incluindo casos práticos de áreas perigosas.
A conectividade de dispositivos de campo PROFINET requer 10BASE-T1L PHYs e 10BASE-T1L MAC-PHYs para conectar uma vasta gama de dispositivos de campo. Dispositivos de campo de maior potência, incluindo medidores de vazão, usam um processador de alto desempenho com um MAC integrado à 10BASE-T1L PHY. Já os de potência mais baixa, tais como sensores de temperatura com processador de ultrabaixa potência sem um MAC integrado, utilizam uma 10BASE-T1L MAC-PHY para conectividade PROFINET via interface SPI para o processador.
Autores:
– Maurice O’ Brien
Gerente de Marketing Estratégico
Comunicações Industriais
Dispositivos Analógicos
– Volker Goller
Engenheiro de Aplicações de Sistemas
Tecnologia Ethernet Determinística
Dispositivos Analógicos
