Jednopárový Ethernet urychluje digitalizaci výroby

Single Pair Ethernet accelerates Manufacturing Digitalization
Rozhovor:
McKenzie Reed, Technology Manager, Standards Development

Jednopárový Ethernet (SPE) je důležitým stavebním prvkem, který nově definuje architekturu průmyslových automatizačních systémů pro dosažení  integrované digitální výroby pro vyšší produktivitu a ziskovost. SPE přináší průmyslovou automatizaci do hlavního proudu inovativních technologií s využitím standardů výpočetní techniky a IoT.

Jednopárový Ethernet (SPE) 10BASE-T1 je dvouvodičová síťová technologie Ethernetu s fyzickou vrstvou 10 Mb/s podle specifikace IEEE 802.3cg. Technologie SPE založená na Ethernetu podporuje přenos více protokolů pro zavedené průmyslové ethernetové protokoly včetně PROFINET, Ethernet/IP, HART-IP a MODBUS TCP/IP. SPE využívá pro datovou komunikaci a přenos informací v rámci celé firmy a do cloudových aplikací internetový protokol (IP), který je běžný ve světě počítačů a Internetu věcí (IoT). To pomáhá překlenout poslední důležité nedostatky v oblasti komunikace pro dosažení úplné digitalizace výroby, která umožní zvýšit její konkurenceschopnost a ziskovost.

NIŽŠÍ NÁKLADY NA INSTALACI A UDRŽITELNOST

Dvouvodičové provedení SPE snižuje náklady na instalaci díky více než 75% zmenšení průměru kabelu, nižší hmotnosti, nižším nákladům, menší velikosti konektoru a o 30 % většímu poloměru ohybu než u CAT 5. Tímto způsobem je SPE také velmi udržitelnou formou komunikační technologie s extrémním snížením nároků na spotřebu surovin, jako jsou měď a plasty.

INTELIGENTNÍ PROPOJENÍ VSTUPNÍCH ZAŘÍZENÍ

SPE je prostředníkem pro inteligentní průmyslové komponenty včetně senzorů, akčních členů, senzorů vidění, robotů, regulátorů, stykačů, monitorů vibrací a motorových pohonů. Tato inteligentní vstupní zařízení předávají neřízená provozní data, včetně měření kvality, efektivity výroby, monitorování aktiv, diagnostiky a doporučení pro prediktivní údržbu, přímo výrobním provozům nebo podnikovým a cloudovým systémům. Technologie SoC
(System-on-Chip) umožňuje okamžité zpracování v jakémkoli zařízení v terénu díky nižším nákladům a vysokému výkonu, protože se používá v sériově vyráběných produktech, jako jsou chytré telefony a zařízení pro sledování zdraví.

NAPÁJENÍ PO DATOVÉ LINCE

Standard Power over Data Line – PoDL (IEEE 802.3bu) dále zvyšuje efektivitu instalace napájení zařízení v terénu prostřednictvím komunikačních vodičů. Specifikace zahrnuje možnosti provozu na 12, 24 a 48 V. Napětí 12 V je vhodné pro bateriové a mobilní aplikace, zatímco 24 V je běžné napětí řídicích panelů a řídicích jednotek.

MULTIDROP APLIKACE

Část specifikace 10BASE-T1S zajišťuje deterministický přenos založený na protokolu Ethernet bez kolizí v síti s více okruhy bez ethernetových přepínačů, čímž lze dosáhnout ještě vyšších úspor v rámci nákladů na instalaci.

OD 10 Mb/s AŽ PO 10 Gb/s

Struktura protokolu SPE IEEE802.3 již nabízí rychlosti od 10 Mb/s až po 10 Gb/s a lze ji použít v široké škále průmyslových aplikací od senzorů vidění s vysokým rozlišením, lidarů až po laserové skenery vyžadované v případě kolaborativní robotiky nebo autonomních logistických systémů.

STANDARD KONEKTORŮ

IEC 63171-6 je mezinárodní norma pro jednopárová ethernetová rozhraní v průmyslových aplikacích. Párovací průmyslové rozhraní T1 popsané v normě IEC 63171-6 bylo v roce 2016 zařazeno společností HARTING do standardizace a nyní je mezinárodně standardizovaným výchozím rozhraním pro sítě SPE v prostředí M3I3C3E3 (průmysl). IEC 63171-6 (průmyslové provedení) je kompletní dokument standardu se všemi potřebnými specifikacemi a zkušebními sekvencemi, který je součástí současných norem pro kabely SPE publikovaných v rámci ISO/IEC 11801-3 + AMD 1 a budoucí ANSI/TIA 568.5 pro průmyslovou kabeláž. Standard obsahuje širokou škálu možných variant rozhraní pro různé průměry kabelů a speciální aplikace od IP20 až po M8/M12 pro IP65/67 se šroubovým spojením a spojkou PushPull.

VAŠE CESTA K SPE

V roce 2019 společnost HARTING spolu s dalšími 6 společnostmi založila globální organizaci SPE Partner Network e.V., jejímž cílem je posílit vývoj všech komponent podporujících jednopárový Ethernet a informovat průmysl o této nové technologii a výhodách při zavádění integrované digitální výroby. SPE přináší průmyslovou automatizaci do hlavního proudu inovativních technologií s využitím standardů výpočetní techniky a IoT.

KOMUNITA SPE

 Nadace Single Pair Ethernet Partner Network e.V. nyní spojuje více než 50 společností z celého světa. Společným cílem všech členů je uvést ekosystém SPE do života. Za tímto účelem všichni členové přispívají svými odbornými zkušenostmi ke společnému pokroku v mezinárodní standardizaci, vyvíjejí všechny potřebné jednotlivé komponenty a zařízení, a napomáhají tak uvedení technologie SPE na trh. Síť SPE představuje výhody průmyslové spolupráce, společného vývoje a úzké kooperace ve prospěch průmyslu a budoucích uživatelů této technologie.

Get in touch
McKenzie Reed
Technology Manager, Standards Development