– Ethernet-APL on käytännössä sama Ethernet, jota käytämme joka päivä, kuvaa Juha Taipale, Endress+Hauserin Field Automation Advisor.

Fyysisesti ratkaisu näyttää perinteiseltä milliampeerilaitteelta: kaksi johdinta, plus ja miinus. Mutta kaapelissa kulkee täysiverinen Ethernet.

– Se näyttää tutulta, mutta siirtää aivan eri määrän dataa. Esimerkiksi virtausmittarilta voidaan yhden mittausarvon sijaan tarkastella useita parametreja, diagnostiikkatietoa ja laitteella tuotettuja laskennallisia arvoja, kuten vuorautumista, täydentää Tuukka Virkki, Endress+Hauserin Digital Business Manager.

Single Pair Ethernetistä prosessiteollisuuteen

Ethernet-APL (Advanced Physical Layer) pohjautuu Single Pair Ethernet -teknologiaan, jonka juuret ovat ajoneuvoteollisuudessa. Prosessiteollisuuteen se on sovitettu huomioimaan erityisesti Ex-tilat ja pitkät kaapelivedot.

Taustalla on laaja teollinen yhteistyö, jossa mukana ovat olleet keskeiset kenttäväylä- ja standardointiorganisaatiot sekä laitevalmistajat. Lopputuloksena on avoin, standardoitu ratkaisu, joka ei sido käyttäjää yhteen toimittajaan tai suljettuun ekosysteemiin.

Endress+Hauserilla Ethernet-APL-laitteet ovat olleet markkinoilla vuodesta 2023 alkaen, ja niitä löytyy jo laajasti eri tuotesarjoista: paine- ja paine-eromittauksesta pinnan-, lämpötilan- ja virtausmittaukseen.

– Käytännössä kaikista päätuoteryhmistämme löytyy jo Ethernet-APL-optio, Virkki kertoo.

Säästöjä koko elinkaarelle

Miksi teollisuuden kannattaisi hyödyntää Ethernet-APL:ää?

– Säästöt syntyvät joka vaiheessa – sekä CAPEX- että OPEX-puolella, Taipale tiivistää.

Aiemmissa digitalisointihankkeissa projektikustannukset nousivat helposti. Ethernet-APL muuttaa asetelman, koska se perustuu samaan verkkosuunnittelun logiikkaan kuin muukin Ethernet-infrastruktuuri. Kenttälaitteet integroidaan osaksi tuttua verkkotopologiaa.

Verkko löytää laitteet automaattisesti, dokumentoi kytkennät ja topologian, ja helpottaa käyttöönottoa. Jos laite ei näy verkossa, tiedetään heti, että kyse on kaapelointi- tai asennusvirheestä. Dokumentointi syntyy käytännössä samalla kun verkko rakennetaan.

– Jokaisessa laitteessa on web-palvelin. Et tarvitse erikoistyökaluja, vaan voit selata ja konfiguroida laitteita suoraan selaimella, Taipale kuvaa.

Suurin muutos liittyy kuitenkin dataan. Kenttälaitteet ovat jo pitkään olleet teknisesti älykkäitä, mutta suuri osa niiden tuottamasta datasta on jäänyt hyödyntämättä.

– Meillä on ollut valtavan fiksuja laitteita, mutta data on ollut jumissa laitteella. Nyt se vapautuu, Taipale sanoo.

Kun kaikki mittaus- ja diagnostiikkatieto on jatkuvasti saatavilla, voidaan rakentaa uusia analytiikka- ja kunnossapitomalleja. Tekoälyn ja analytiikkatyökalujen kehitys on luonut tälle suuntaukselle momentumin: nyt tarvitaan luotettavaa, relevanttia dataa – ja Ethernet-APL mahdollistaa sen.

Avoin data, vapaat kädet

Endress+Hauserin rooli on tarjota mittalaitteet ja niiden tuottama data.

– Olemme datan haravoijia. Laitteet tuottavat mittaustiedon lisäksi tietoa omasta tilastaan, ja monissa tapauksissa useita erilaisia mittauksia samasta prosessista, Virkki kertoo.

Yritys tarjoaa myös digitaalisia palveluita ja pilviratkaisuja esimerkiksi ennakoivaan kunnossapitoon ja dokumentaation hallintaan. Olennaista on, että data on saatavilla avoimien rajapintojen kautta.

– Se ei tarkoita, että asiakkaan pitäisi ostaa meiltä erillinen kunnossapitojärjestelmä. Data on avoimesti käytettävissä siellä, missä asiakas sitä haluaa hyödyntää, Virkki painottaa.

Tietoturva osana kokonaisuutta

Tietoturva nousee esiin lähes jokaisessa keskustelussa. Taipale kääntää näkökulman toisinpäin:

– Ethernet-APL on ainoa tapa taata tietoturvallisuus kentällä.

Kun käytössä on standardoitu Ethernet-teknologia, voidaan soveltaa samoja segmentointi-, valvonta- ja salausperiaatteita kuin IT-verkoissa. Kenttälaitteet eristetään kytkintasolla, liikennettä monitoroidaan jatkuvasti ja salausratkaisut kehittyvät osaksi kokonaisuutta.

– Suurempi riski on se, että tehdään omia virityksiä ilman yhteistä arkkitehtuuria. Kun asiat tehdään hallitusti ja yhteistyössä IT:n kanssa, ratkaisu on turvallinen, Taipale korostaa.

Koulutusta tarjolla

Tukeakseen asiakkaita siirtymässä Endress+Hauser järjestää hands-on Ethernet-APL -koulutuksia, joissa osallistujat pääsevät konkreettisesti tutustumaan teknologiaan.

– Koulutus on käytännönläheinen. Osallistuja pääsevät näkemään, miten laitteet otetaan käyttöön, mitä dataa saadaan ja mitä komponentteja käyttöön tarvitaan, Virkki kertoo.

Koulutukset on suunnattu automaatiopäälliköille, projektihenkilöille ja kenttälaitteiden parissa työskenteleville asiantuntijoille – kaikille, jotka harkitsevat siirtymistä Ethernet-APL:ään. Lisätietoja koulutuksista löytyy oheisesta QR-koodista.

Rohkea lupaus

Taipale tiivistää Ethernet-APL:n sanoman numeroihin 10–90–50. Laitteen hankintahinta on tyypillisesti noin 10 prosenttia mittausposition elinkaarikustannuksista. Loput 90 prosenttia syntyvät käytöstä, huollosta ja kunnossapidosta.

– Me sanomme, että kokonaiskustannukset voidaan puolittaa, kun data vapautetaan ja teknologia otetaan käyttöön, hän sanoo.

Ethernet-APL ei ole vain uusi liityntäoptio. Se on infrastruktuuriratkaisu, joka avaa kenttätason osaksi yleistä, kehittyvää ja turvallista verkkoarkkitehtuuria – ja antaa teollisuudelle työkalut hyödyntää mittausdatan täysi arvo.