Single Pair Ethernet (SPE) - модное слово, когда речь идет о сетевой инфраструктуре для промышленного Интернета вещей (IIoT). Пользователи ожидают, что это будет последовательная коммуникационная архитектура во всех приложениях, в которых генерируются данные. За этим стоит концепция расширения Ethernet для включения датчиков. Это означает, что везде, где нет магистралей данных, вам все еще нужна компактная передача данных на большие расстояния.
Промышленная сеть Ethernet используется в промышленных приложениях и дает много преимуществ при передаче в реальном времени. Однако технология слишком сложна для простых сенсорных применений. «Архитектура шины по-прежнему используется на уровне сенсорного привода. Теперь мы хотим создать коммуникационную инфраструктуру на основе IP с единым протоколом связи от датчика к облаку », - объясняет Саймон Зайрайнер, глава отдела управления продуктами SAI & IE в Weidmüller.
Дополнительная информация по теме строительных конструкций: передача данных
Моделирование, легкая конструкция, умные компоненты - какие разработки будут преобладать? Компания Konstruktionsspraxis наградила «конструкторами» компании, чьи решения могут изменить дизайн и разработку в долгосрочной перспективе.
Задача: Digitalization и Industry 4.0 все чаще собирают, анализируют и оценивают данные. Важно быстро и надежно спроектировать огромный поток данных - от датчика до облака. Для этого пока нет единых стандартов, что усложняет последовательную коммуникационную архитектуру.
Решение: В инфраструктуре промышленной связи, в частности, единственная пара Ethernet (SPE) - это мегатенденция, которая становится все более распространенной. SPE требуется только одна пара проводов для передачи данных и питания (Power over Dataline PoDL). Weidmüller участвует в технологическом партнерстве с другими компаниями с целью продвижения стандартизации технологии.
Что в нем: SPE обеспечивает передачу данных до самого последнего уголка производственной зоны и, таким образом, также открывает приложения, для которых промышленный Ethernet будет негабаритным. Таким образом, SPE удовлетворяет основным требованиям для приложений IIoT.
Избегайте завышенных скоростей передачи данных
Это должно быть успешно с единственной парой Ethernet. Поскольку SPE не использует слишком большие скорости передачи данных, он может соединять большие расстояния с более компактной конструкцией. Потому что - в отличие от предыдущих кабелей Ethernet - технология подключения требует только одну пару проводов вместо двух или четырех пар.
Это благодаря развитию в автомобильной промышленности. Потому что экономия места и веса играют здесь важную роль. Вам нужна инфраструктура с как можно меньшим количеством кабелей, но благодаря все более автономным характеристикам вождения им приходится многое делать. «По этим причинам производители автомобилей начали разработку протокола для одиночной пары Ethernet с органом стандартизации IEEE в 2012 году», - объясняет Seereiner.
Ганноверская ярмарка 2019
Заключено технологическое партнерство для единой пары Ethernet
Из-за оцифровки в промышленности сейчас появляется та же тема: поскольку в машины и системы интегрируется все больше датчиков, кабели должны быть компактными и подходящими для промышленного использования. Одиночная пара Ethernet считается ключевой технологией, которая позволяет использовать приложения IoT в промышленности: скорости передачи 10 Мбит / с при длине передачи от 1000 м до 1 Гбит / с при длине до 40 м даже для сложных датчиков достаточно. Сканеры и камеры для мониторинга или записи типа и положения компонента также могут быть интегрированы в сеть с Ethernet.
Строительный Подкаст Практики
Эпизод 2: Передача данных
Подкаст Konstruktionsspraxis, специализированный журнал для прослушивания, предоставляет быструю и интересную информацию о захватывающих технологических темах. В этом эпизоде мы поговорим с Саймоном Зерейнером из Weidmüller о единой паре Ethernet.
Данные и энергоснабжение в одном
Благодаря линии питания с передачей данных (PoDL) питание подключенного компонента также может быть обеспечено с помощью однопарной сети Ethernet. До 60 Вт может быть направлено на интерфейс с одновременной передачей данных со скоростью 100 Мбит / с. «Это позволяет снабжать датчик энергией и данными только одним двухпроводным кабелем. И все это в небольшом, компактном дизайне », - объясняет Зерейнер. Дополнительного кабеля для энергоснабжения нет, что дает преимущества в стесненных условиях.
Передача энергии закреплена в стандартах, а передача данных осуществляется одновременно. IEEE определил разделение на разные классы мощности. Поскольку классы 1-9 уже назначены Power over Ethernet (PoE), классы мощности в PoDL начинаются с 10.
Разъем серии IEC 63171
В портфеле Weidmüller уже есть два разъема для однопарной технологии Ethernet. Вариант в классе защиты IP20 и вариант в классе защиты IP67. Оба варианта относятся к серии стандартов IEC 63171, в которой определены разъемы для одиночной пары Ethernet.
Благодаря прочному запирающему механизму - аналогичному механизму разъема RJ45, усилию отрыва не менее 50 Н и промышленной диэлектрической прочности 2,25 кВ постоянного тока, новые разъемы SPE обладают идеальными свойствами для промышленного использования. Высокая плотность упаковки гарантирует, что по сравнению с разъемом RJ45 в среде IP20 требуется до 50% меньше места. Кроме того, разъемы SPE также можно быстро и легко собрать в полевых условиях и подходят для прокладки кабелей в диапазоне от AWG 26 до AWG 22.
Дополнительная информация о Weidmüller - партнере для промышленного подключения
Имея опытных экспертов, Weidmüller поддерживает своих клиентов и партнеров по всему миру продуктами, решениями и услугами в промышленной среде энергии, сигналов и данных. Компания знает отрасли и рынки, а также технологические проблемы завтрашнего дня. Weidmüller постоянно разрабатывает инновационные, устойчивые и эффективные решения для индивидуальных потребностей клиентов. Вместе с ними, компания хочет установить стандарты в промышленном соединении.
- Группа компаний Weidmüller имеет производственные мощности, торговые компании и агентства в более чем 80 странах.
- В 2018 финансовом году объем продаж Weidmüller составил 823 млн. Евро, в которых занято около 4900 сотрудников.
С этими новыми разработками Weidmüller играет новаторскую роль, потому что технология далеко не принята в промышленности. Этот новаторский дух заложен в ДНК компании. Своими изобретениями Вайдмюллер всегда помогал формировать отрасль технологий подключения и устройств. Вот почему компания занималась темами Индустрии 4.0 и оцифровки на ранних этапах. Основой цифрового преобразования является IIoT, который обеспечивает постоянный обмен данными между всеми частями, компонентами и устройствами. Поэтому Вайдмюллеру уже давно понятно, куда направляется этот путь и как компания может помочь сформировать цифровую трансформацию с помощью промышленной связи и технологии связи.
Опыт бассейна и ноу-хау
Для дальнейшего продвижения единой пары Ethernet для промышленности многие эксперты в области технологий разъемов и соединений, технологий автоматизации и кабельной промышленности собрались вместе, чтобы разработать международно-применимые стандарты для этой технологии.
Weidmüller также был вовлечен в такое технологическое партнерство с самого начала. «Мы хотим, чтобы тема единой пары Ethernet была максимально широкой, чтобы производители датчиков, кабелей, разъемов, измерительных приборов и микросхем, а также конечных устройств работали вместе в нашей сети, чтобы объединить свои навыки», - описывает партнерство Seereiner,
Это создало платформу, на которой все участвующие компании могут обмениваться идеями. «Вы извлекаете выгоду из опыта других, например, когда речь идет о внедрении новых продуктов», - говорит Зерайнер. Цель технологического партнерства - обеспечить скоординированную инфраструктуру для устройств, разъемов, кабелей и измерительной техники.
Международная стандартизация как основа
Международная стандартизация формирует основу для такой единой и интегрированной инфраструктуры. В такой важной технологии участвуют различные ассоциации, в том числе IEEE. Для проекта IEEE 802.3cg соединители с их электрическими свойствами были впервые определены в среде IEEE. Можно использовать все разъемы, которые соответствуют электрическим свойствам стандарта.
Разъемы для одиночной пары Ethernet определены в стандартах серии IEC 63171-X. Конструкция сопрягаемых поверхностей и механические требования к соединителям описаны в подчиненном ряду стандартов. Например, разъемы SPE Weidmüller относятся к варианту IEC 63171-2 для среды IP20 и к варианту IEC 63171-5 для среды IP67.
Четырехкамерный разъем SPE
На выставке в Ганновере компания представит свои решения с двумя разъемами для одиночной пары Ethernet. «Обе сопрягаемые поверхности - для IP20 и IP67 - совместимы друг с другом. Это особенно выгодно в технологии полевых измерений. Там пользователи могут просто подключать устройства с интерфейсом IP67 и наоборот с помощью измерительного разъема IP20 », - рассказывает Seereiner заранее. И далее: «В дополнение к отдельным разъемам планируется 4-камерная версия». Это означает, что четыре кабеля SPE могут быть выполнены в компактном размере через интерфейс: корпус меньше, чем обычный корпус RJ45. Поэтому Weidmüller работает над другими решениями, которые обеспечивают инфраструктуру для технологии SPE.