Reif für den Realbetrieb Ethernet-APL erschließt die Feldebene

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Ethernet-APL bringt die digitale Transformation voran, indem es Ethernet bis ins Ex-Feld über lange Strecken ermöglicht. BASF-Lasttests zeigen Stabilität, Interoperabilität und Skalierbarkeit in der modernen Prozessautomatisierung.

Die digitale Transformation der Prozessindustrie schreitet voran – mit dem Ziel, Anlagen effizienter, flexibler und transparenter zu betreiben. Doch trotz zunehmender Vernetzung auf Management- und Steuerungsebene bleibt ein zentraler Datenschatz bislang weitgehend unerschlossen: die erweiterten Prozess- und Diagnosedaten aus der Feldebene. Der Grund liegt häufig in den technischen Grenzen klassischer Übertragungstechniken wie Hart, Profibus oder der 4…20 mA-Schnittstelle – zu langsam, zu limitiert in der Bandbreite, zu komplex in der Integration.

 Mit Ethernet-APL (Advanced Physical Layer) wird diese Lücke geschlossen. Die Technologie bringt Ethernet dorthin, wo es bisher nicht hin konnte: direkt ins Feld – auch in explosionsgefährdete Bereiche und über weite Strecken. Dass Ethernet-APL dabei nicht nur eine theoretische Lösung bietet, sondern im realen Anlagenbetrieb überzeugt, haben jüngst durchgeführte Lasttests bei BASF gezeigt. In einer praxisnahen Multi-Vendor-Umgebung wurden Komponenten von Endress+Hauser und weiteren Anbietern in ein Profinet-over-Ethernet-APL-Netzwerk eingebunden – mit durchweg positiven Ergebnissen: hohe Netzstabilität, vollständige Interoperabilität und Skalierbarkeit bis zur maximalen Gerätezahl.

 Dieser Nachweis unter Realbedingungen markiert einen wichtigen Meilenstein für die gesamte Branche – und macht deutlich: Ethernet-APL ist bereit für den breiten industriellen Einsatz. Doch was genau bedeutet das für Betreiber, Planer, Instandhalter und Automatisierer – und wie verändert Ethernet-APL die Zukunft des Engineerings, der Anlagenführung und der digitalen Integration?

Doch bei aller Innovationskraft darf ein Punkt nicht übersehen werden: Mit Ethernet-APL zieht auch das Thema IT-Sicherheit bis auf die Feldebene.

Leistungsbeweis unter Realbedingungen

Die Antwort beginnt auf der untersten Ebene der Automatisierungspyramide – bei den Feldgeräten. Lange war man sich nicht sicher, ob eine durchgängige Ethernet-Kommunikation bis in diese unterste Ebene unter realen Bedingungen überhaupt zuverlässig umsetzbar ist. Aktuelle Lasttests bei BASF bestätigen nun: Es ist möglich – stabil, interoperabel und skalierbar. In einer praxisnahen Multi-Vendor-Umgebung wurde ein Profinet-over-Ethernet-APL-Netzwerk aufgebaut, in dem über 240 Messgeräte – darunter Durchfluss-, Druck-, Füllstand- und Temperaturtransmitter – mit sogenannten Fieldswitches verschiedener Anbieter in das Emerson-Leitsystem DeltaV eingebunden worden sind. 

Zum Einsatz kamen Komponenten von Endress+Hauser sowie weiterer etablierter Hersteller aus der Prozessautomatisierung. Die Ergebnisse überzeugten: Interoperabilität, Netzlastverhalten, Redundanzumschaltung und Skalierbarkeit erfüllten nicht nur die Anforderungen, sondern übertrafen sie in Teilen. Auch Vorseriengeräte konnten auf Basis der Testergebnisse gezielt für die Markteinführung optimiert werden.

Mit Ethernet-APL erhalten Betreiber damit erstmals die Möglichkeit, Feldgeräte direkt und ohne Datenverluste in eine durchgängige Ethernet-Kommunikation einzubinden. Das eröffnet neue Perspektiven für den Anlagenbetrieb: Messwerte stehen in Echtzeit zur Verfügung, Diagnosedaten lassen sich hochauflösend auswerten, und Inbetriebnahmen können deutlich schneller abgeschlossen werden. Auch Wartungsarbeiten werden effizienter, weil Geräte frühzeitig Zustandsveränderungen melden und gezielte Eingriffe ermöglichen. Dank der Kompatibilität mit etablierten Protokollen wie Profinet lassen sich die Daten zudem nahtlos in bestehende Automatisierungs- und IT-Strukturen integrieren – ganz ohne Medienbrüche oder aufwendige Konvertierungen.

Ethernet-APL: Effizienz über den gesamten Anlagenlebenszyklus

Diese Vorteile wirken sich nicht nur punktuell aus, sondern entfalten entlang des gesamten Anlagenlebenszyklus ihr Potenzial – von der Planung über die Inbetriebnahme bis hin zum laufenden Betrieb. Bereits im Engineering sorgt Ethernet-APL für spürbare Vereinfachungen: Die Direktverdrahtung an APL-Switches reduziert den Aufwand gegenüber klassischen Feldbussystemen deutlich. Eine standardisierte, flexible Netzwerktopologie erleichtert die Planung, senkt die Komplexität und verkürzt Projektlaufzeiten. Gleichzeitig entfallen aufwendige Ex-Berechnungen dank des 2-WISE-Konzepts. Redundanzmechanismen sorgen für hohe Verfügbarkeit und ermöglichen eine zukunftssichere Auslegung.

Auch im Betrieb profitieren Anwender von präzisen digitalen Messwerten in Echtzeit, einer Datenübertragungsrate von 10 Mbit/s sowie dem durchgängigen Fernzugriff – etwa für Parametersicherungen, Firmware-Updates oder die kontinuierliche Zustandsüberwachung. Diagnosedaten lassen sich zentral abrufen, cloudbasiert auswerten und für vorausschauende Instandhaltung nutzen. Die automatische Geräteerkennung - etwa über Start-up Records und PA-Profil V4.0 - erleichtert den Austausch und reduziert Stillstandszeiten. Damit unterstützt Ethernet-APL sowohl Ingenieure als auch Wartungs- und Betriebspersonal bei der effizienten Umsetzung moderner Digitalisierungskonzepte – robust, skalierbar und praxisnah.

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Digitalisierung braucht Sicherheit

Doch bei aller Innovationskraft darf ein Punkt nicht übersehen werden: Mit Ethernet-APL zieht auch das Thema IT-Sicherheit bis auf die Feldebene. Wo früher analoge Signale liefen, stehen nun IP-basierte Geräte mit Webinterfaces im Netzwerk – potenziell offen für Angriffe. Die Profibus-Nutzerorganisation (PI) arbeitet deshalb an herstellerübergreifenden Standards zur Cybersicherheit, die über Einzelmaßnahmen hinausgehen und robuste, zukunftsfähige Sicherheitsarchitekturen schaffen sollen. Dabei zeigt sich einmal mehr: Nur im Schulterschluss aller Beteiligten – von der Geräteentwicklung bis zum Anlagenbetrieb – lassen sich solche Herausforderungen wirksam und nachhaltig lösen.

Ethernet-APL schlägt Brücke zwischen Feld- und IT-Welt

Die Entwicklung und erfolgreiche Einführung von Ethernet-APL ist genau das Ergebnis dieser engen, koordinierten Zusammenarbeit entlang der gesamten Automatisierungskette – von Geräteherstellern über Switch- und Systemanbieter bis hin zu Betreibern. Was heute als zukunftsfähige Lösung im Feld ankommt, basiert auf abgestimmten Standards, partnerschaftlicher Entwicklung und dem gemeinsamen Ziel, die Kommunikation in der Prozessindustrie zu vereinfachen und zu verbessern. Ethernet-APL schlägt damit nicht nur technisch eine Brücke zwischen Feld- und IT-Welt – sondern auch organisatorisch: Es bringt alle Beteiligten an einen Tisch, um Anlagen zukunftssicher, effizient und digital aufzustellen. Die breite Unterstützung durch die Industrie zeigt: Die Richtung stimmt – und der Weg ist offen für die nächste Generation der Prozessautomatisierung.