IEC 61326-2-72025 测量、控制和实验室用电气设备 EMC要求 第2-7部分特殊要求 带以太网-APL接口的设备的测试配置、操作条件、测试水平和性能标准标准立项发展报告

IEC61326-2-7:2025测量、控制和实验室用电气设备EMC要求第2-7部分：特殊要求带以太网-APL接口的设备的测试配置、操作条件、测试水平和性能标准标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Electricalequipmentformeasurement,controlandlaboratoryuse-EMCrequirements-Part2-7:Particularrequirements-Testconfigurations,operationalconditions,testlevelsandperformancecriteriafordeviceswithEthernet-APLinterfaces摘要随着工业4.0和智能制造的深入推进，过程自动化领域对以太网通信的物理层需求日益增长，以太网高级物理层（Ethernet-APL）技术应运而生，为过程工业中的现场设备提供了高速、远距离且本质安全的以太网连接方案。然而，该新技术的引入对电磁兼容性（EMC）性能评估提出了全新挑战。国际电工委员会（IEC）于2025年12月4日正式发布IEC61326-2-7:2025标准，作为IEC61326系列标准的重要组成部分，专门针对带Ethernet-APL接口的测量、控制和实验室用电气设备规定了特殊的EMC测试配置、操作条件、测试水平和性能标准。本报告系统梳理了该标准的立项背景、核心技术内容、与相关标准的协调关系及其行业影响，旨在为相关企事业单位、检测机构和标准化工作者提供全面的技术参考和实施指导。该标准的发布填补了Ethernet-APL设备EMC评估领域的国际标准空白，对于保障工业网络可靠性、推动过程自动化数字化转型具有重要的里程碑意义。关键词：电磁兼容；以太网高级物理层；IEC61326；过程自动化；工业通信；抗扰度；性能标准；标准化AbstractWiththedeepeningadvancementofIndustry4.0andintelligentmanufacturing,thedemandforEthernetcommunicationatthephysicallayerinprocessautomationhasbeengrowingsubstantially.Ethernet-APL(AdvancedPhysicalLayer)technologyhasemergedasatransformativesolution,providinghigh-speed,long-distance,andintrinsicallysafeEthernetconnectivityforfielddevicesintheprocessindustry.However,thisnewtechnologyintroducessignificantchallengesforelectromagneticcompatibility(EMC)performanceevaluation.OnDecember4,2025,theInternationalElectrotechnicalCommission(IEC)officiallypublishedtheIEC61326-2-7:2025standard,whichspecifiesparticularEMCtestconfigurations,operationalconditions,testlevels,andperformancecriteriaforelectricalequipmentusedinmeasurement,control,andlaboratoryapplicationswithEthernet-APLinterfaces.Thisreportsystematicallyreviewsthestandard'sdevelopmentbackground,coretechnicalcontent,coordinationwithrelatedstandards,andindustryimplications,aimingtoprovidecomprehensivetechnicalreferencesandimplementationguidanceforrelevantenterprises,testinginstitutions,andstandardizationprofessionals.ThepublicationofthisstandardfillstheinternationalstandardizationgapinEMCassessmentforEthernet-APLdevices,markingasignificantmilestoneinensuringindustrialnetworkreliabilityandfacilitatingthedigitaltransformationofprocessautomation.Keywords:ElectromagneticCompatibility;Ethernet-APL;IEC61326;ProcessAutomation;IndustrialCommunication;Immunity;PerformanceCriteria;Standardization一、引言1.1立项背景在工业数字化转型的浪潮中，过程自动化领域正经历着深刻的技术变革。传统的过程控制网络往往依赖于多种现场总线协议（如HART、FF、PROFIBUS等），这些协议在带宽、速率和互操作性方面存在固有局限性，难以满足工业物联网（IIoT）时代对海量数据传输和深度数据分析的需求。以太网技术凭借其高带宽、开放性和生态成熟度，成为工业通信网络演进的首选方向。然而，标准以太网物理层设计并不完全适合过程工业的特殊应用环境。过程自动化现场设备面临爆炸性危险环境、长距离布线、供电受限等多重约束。在此背景下，Ethernet-APL（AdvancedPhysicalLayer，高级物理层）技术作为一项突破性创新应运而生。该技术基于10BASE-T1L以太网物理层标准（IEEE802.3cg-2019），通过单对双绞线实现最大1000米（对于本质安全应用为200米）的传输距离，同时支持10Mbit/s的全双工通信速率，并可实现数据与电源在同一条线缆上的同步传输。更重要的是，Ethernet-APL通过限制电压和电流至本质安全水平，可直接应用于Zone0/20等最高危险等级区域，从根本上颠覆了传统过程自动化网络的架构范式。自2021年Ethernet-APL技术正式推向市场以来，全球主要过程自动化设备制造商（如Endress+Hauser、ABB、Siemens、Emerson等）纷纷推出支持该技术的现场仪表和控制系统产品。然而，EMC评估体系的缺位成为制约该技术大规模部署的重要瓶颈之一。既有IEC61326系列标准主要针对传统模拟或数字接口设备制定，对于Ethernet-APL接口所涉及的物理层特性（如以太网信号频谱特征、布线拓扑、端接方式等）和电磁环境适应性要求未作针对性规定。这一标准化空白使得制造商在进行符合性声明、用户在选型验收时均面临不确定性，也影响了不同品牌设备在同一网络中的协同运行可靠性。鉴于此，IEC/TC65/SC65A（工业过程测量控制和自动化—系统方面）下属的MT15维护组自2022年起启动IEC61326-2-7标准的制定工作，历经工作组草案（WD）、委员会草案（CD）、国际标准草案（DIS）等多个阶段，最终于2025年12月4日正式发布。1.2标准定位与意义IEC61326-2-7:2025作为IEC61326系列标准中的专项标准，其核心定位在于：在通用要求（IEC61326-1）的基础上，针对带Ethernet-APL接口的设备补充规定特定于该接口技术的EMC试验配置、操作条件、测试级别和性能判据。该标准适用于测量、控制和实验室用电气设备中集成Ethernet-APL接口的产品，涵盖现场变送器、执行器、分析仪器、分布式I/O模块、网关设备以及控制系统组件等。该标准的发布具有多重里程碑意义：其一，填补了Ethernet-APL技术在EMC评估领域的国际标准空白，为全球范围内的设备制造商提供了统一的符合性评定依据；其二，通过明确规定测试配置和操作条件，确保了不同实验室之间测试结果的可比性和可重复性；其三，针对过程自动化特殊电磁环境和可靠性要求制定的性能判据，为用户提供了科学合理的设备选型和验收标准；其四，该标准与IEC61326系列其他部分以及IEC61000-4系列基础EMC标准形成有机衔接，维护了标准体系的完整性和一致性。二、标准制定过程与参与单位2.1制定历程IEC61326-2-7:2025标准的制定过程遵循了IEC标准开发的规范流程，主要经历了以下关键阶段：-2022年第一季度：IEC/TC65/SC65A正式批准新工作项目提案（NWIP），成立项目组（PT61326-2-7），明确标准适用范围和技术框架；-2022年第三季度至2023年第二季度：项目组起草工作组草案（WD），围绕Ethernet-APL接口的物理层特性分析、EMC风险识别和测试方法草案进行多轮技术讨论；-2023年第三季度：形成委员会草案（CD），分发至各国家委员会征求意见，收到来自德国、美国、中国、日本、瑞士等主要成员国的反馈意见共计百余条；-2024年第一季度：项目组对CD意见进行逐条处理，修改完善后形成国际标准草案（DIS）；-2024年第三季度：DIS投票获得通过，进入最终国际标准草案（FDIS）阶段；-2025年上半年：完成FDIS终稿编辑工作；-2025年12月4日：IEC61326-2-7:2025正式发布。2.2主要起草单位介绍本标准由IEC/TC65/SC65A归口管理，其核心起草工作由德国联邦物理技术研究院（Physikalisch-TechnischeBundesanstalt,PTB）牵头主导。PTB是全球顶尖的计量与物理技术研究机构，隶属于德国联邦经济事务和气候行动部，总部位于布伦瑞克和不莱梅哈芬。作为IEC61326系列标准维护组（MT15）的积极成员单位，PTB在工业测量设备的电磁兼容性研究领域积累了超过三十年的技术经验，其专家团队深度参与了IEC61326-1、IEC61326-2-x系列等多个标准的制修订工作。PTB在Ethernet-APL技术的EMC标准化工作中发挥了不可替代的引领作用。一方面，PTB同时承担着德国国家计量院的职能，在本质安全技术（Ex）领域具有深厚的技术积淀和标准话语权，能够从防爆安全与电磁兼容协同设计的角度为Ethernet-APL接口的试验方法提供权威的技术输入；另一方面，PTB拥有国际先进的全电波暗室、混响室和开放式试验场等EMC测试设施，可针对10BASE-T1L物理层信号特征开展高精度的测试验证工作。在标准研制过程中，PTB联合了Endress+Hauser、Siemens、ABB等全球领先的过程自动化设备制造商以及PhoenixContact、Pepperl+Fuchs等工业网络基础设施供应商，通过多方联合试验验证，确保标准技术内容的科学性、可操作性和行业共识性。三、标准核心内容解析3.1适用范围与规范性引用IEC61326-2-7:2025明确规定了其适用范围为：用于测量、控制和实验室用途的、带有Ethernet-APL接口的电气设备。该标准需与IEC61326-1（电磁兼容性要求—第1部分：通用要求）配合使用，IEC61326-1规定了通用试验条件和性能判据框架，而本标准的特殊要求条款优先于通用要求中的相应条款适用。标准的规范性引用文件主要包括：-IEC61326-1:2020，测量、控制和实验室用电气设备—EMC要求—第1部分：通用要求；-IEC61000-4-2，静电放电抗扰度试验；-IEC61000-4-3，射频电磁场辐射抗扰度试验；-IEC61000-4-4，电快速瞬变脉冲群抗扰度试验；-IEC61000-4-5，浪涌（冲击）抗扰度试验；-IEC61000-4-6，射频场感应的传导骚扰抗扰度试验；-IEC61000-4-8，工频磁场抗扰度试验；-IEC61000-4-11，电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度试验；-IEEE802.3cg-2019，以太网特定物理层规范（10BASE-T1L）；-IEC60079-0/-11，爆炸性环境—本质安全相关标准。3.2关键技术要求3.2.1测试配置（TestConfigurations）针对Ethernet-APL接口的特殊物理层特征，标准对测试配置作出了细致规定。在辐射抗扰度和辐射发射测试中，Ethernet-APL端口的布线方式、线缆类型和终端负载条件均需模拟实际应用场景。具体而言：-端接方式：Ethernet-APL端口的测试应连接符合标准规定的终端负载（即标准APL现场设备或等效的测试适配器），以真实模拟数据通信状态下的端口电气特性；-辅助设备布置：为Ethernet-APL通信提供供电的电源设备（PowerSwitch）或耦合器应按照制造商规定的拓扑结构接入测试布置，其布置位置和接地方式应予以记录；-接地与隔离：应按照制造商安装说明设置设备接地方式，对于供电隔离型APL设备，应特别关注信号参考地与保护接地之间的连接关系。3.2.2运行条件（OperationalConditions）标准的第三项核心内容是规定Ethernet-APL设备在EMC测试期间应保持的运行状态。标准要求：-设备应在额定供电条件下运行，并处于最能代表正常工作的典型操作模式；-对于带Ethernet-APL接口的设备，测试期间Ethernet-APL通信链路应处于激活状态，即至少保持物理层链路正常建立（link-up），数据链路层应运行典型的周期性通信负载；-推荐使用实际应用所用的通信协议（如PROFINET、EtherNet/IP、HART-IP等）生成真实的通信流量，以模拟实际工况下的信号频谱特征；-若设备具备无线通信接口或其他辅助接口，应在不影响EMC测试目的的前提下按要求进行设置；-测试过程中应记录设备的通信状态（误码率、丢包率等）作为性能评估的辅助数据。3.2.3测试水平（TestLevels）针对Ethernet-APL接口设备所处的过程自动化应用环境，标准规定了一系列具有针对性的试验严酷度等级。在与IEC61326-1规定的工业环境测试水平保持基本一致的基础上，部分试验项目根据Ethernet-APL接口的电气特性进行了专门调整：-静电放电（ESD）：接触放电±4kV，空气放电±8kV（与IEC61326-1工业环境等级一致），但要求在Ethernet-APL端口及其连接线缆上施加放电；-射频电磁场辐射抗扰度：80MHz至6GHz频段，场强10V/m（非调制），1kHz正弦波80%幅度调制，符合IEC61326-1中工业环境要求；-电快速瞬变脉冲群（EFT）：信号端口和通信端口施加±2kV（5/50ns），重复频率5kHz，通过容性耦合夹施加于Ethernet-APL线缆；-浪涌抗扰度：Ethernet-APL通信线缆采用线对线±1kV、线对地±2kV的试验等级，耦合方式依据IEC61000-4-5规定的电容耦合方法；-射频场感应的传导骚扰抗扰度：150kHz至80MHz频段，试验电平为10V（非调制），1kHz正弦波80%幅度调制；-工频磁场：50Hz磁场强度30A/m（连续场），适用于对磁场敏感的设备；-电压暂降与短时中断：针对直流供电设备规定相应的电压暂降等级（如30%剩余电压持续10ms等），考核Ethernet-APL通信在电源扰动条件下的维持能力。3.2.4性能判据（PerformanceCriteria）性能判据是衡量受试设备在EMC试验中是否满足要求的关键要素。IEC61326-1将性能判据划分为A、B、C三个等级，分别对应试验期间及试验后设备功能的保持程度。IEC61326-2-7基于Ethernet-APL技术特征和质量要求，对性能判据的适用和具体化做出了规定：性能判据A（试验期间功能正常）：适用于对过程测量与控制连续性要求较高的设备。在抗扰度试验期间和试验后，设备应保持Ethernet-APL通信链路的持续连通（无链路断开、无重连），通信丢包率应维持在既定阈值以下（推荐不超过0.1%），测量精度或控制输出误差应在制造商规定的基本误差范围内。性能判据B（试验期间功能暂时降低或丧失，试验后自动恢复）：对于部分便携式或低功耗设备，允许在抗扰度试验期间Ethernet-APL通信出现暂时中断或性能下降，但在试验结束后设备应自动恢复正常运行，无需人工干预，且不应对存储数据造成损失。性能判据C（试验后需人工复位或干预）：仅限于特定试验项目（如浪涌）中极少数情况下允许，且设备应在试验后通过人工复位操作完全恢复功能，不产生硬件损坏或数据永久丢失。此外，标准特别强调：对于带有安全功能（如符合功能安全标准IEC61508的设备）或用于关键过程控制的Ethernet-APL设备，制造商应在EMC评估报告中明确说明设备的性