IEC 63171-7 -standardin mukainen SPE takaa ensimmäistä kertaa aidon yhteensopivuuden yli valmistajarajojen ja vähentää yrityksesi suunnitteluriskejä.
Single Pair Ethernet Yhtenäinen laitteiden tiedonsiirto anturista pilveen: Single Pair Ethernet (SPE) mahdollistaa Ethernet-siirron vain yhdellä johdinparilla ja takaa siten antureiden kustannustehokkaan ja tilaa säästävän liittämisen. Näin mahdollistuu IP-pohjainen jatkuva tiedonsiirto kenttätasolle asti. Single Pair Ethernet -tekniikka mahdollistaa tiedonsiirron lisäksi myös päätelaitteiden samanaikaisen tehonsyötön PoDL:n (Power over Data Line) välityksellä. Lue whitepaper-julkaisusta, miten voit varmistaa kenttätiedonsiirron tulevaisuuden vaatimukset täyttävän toiminnan.
Mikä on Single Pair Ethernet?
Perinteinen Ethernet yhdistää jo automaatiopyramidin ylimmät tasot, mutta se on usein liian monimutkainen tai kantaman osalta rajoitettu alimmalle kenttätasolle. SPE-tekniikka laajentaa tässä yhteydessä Ethernetin suorituskykyprofiilia.
Single Pair Ethernet on fyysinen kerros, jossa tiedonsiirto tapahtuu vain yhden kierretyn parikaapelin välityksellä, toisin kuin Fast Ethernetissä (100 Mb/s), jossa käytetään kahta parikaapelia, tai Gigabit-Ethernetissä, jossa käytetään neljää parikaapelia. Näin kompaktit laitteet, anturit ja toimilaitteet voidaan liittää suoraan kenttätasolta – ilman ylimääräisiä alijärjestelmiä tai yhdyskäytäviä. SPE on kevyt ja materiaalia säästävä Ethernetin edistysaskel nykyisillä ja tulevilla sovellusalueilla.
Edut Single Pair Ethernet mukautuu täydellisesti teollisuuden vaatimuksiin
Uuden Single Pair Ethernet-standardin usein kysytyt kysymykset
IP20- ja M12-pistokkeiden odotetaan tulevan saataville vuoden 2027 alussa. Suosittelemme, että aloitat suunnittelun jo nyt. Suunnitelmissa on siirtää myös muita rakenteita uuden standardin piiriin.
Phoenix Contact on ollut aktiivisesti mukana uuden standardin suunnittelussa, sekä alulle panossa, – voit hyötyä kokemuksestamme ja innovatiivisuudestamme.
Uusi liitäntärajapinta yksinkertaistaa integrointia, lisää yhteensopivuutta ja mahdollistaa entistä joustavamman käytön lukuisissa sovelluksissa.
Olemassa olevia SPE-tuotteita ei toistaiseksi poisteta valikoimasta. Vastaava päätös käsitellään vasta pitkällä aikavälillä, kun uusi tuotevalikoima on otettu kokonaan käyttöön.
Kyllä, ratkaisumme on suunniteltu niin, että voit käyttää nykyisiä ja uusia tuotteita joustavasti ja rinnakkain järjestelmissäsi.
SPE-tekniikka
Yhteenveto Single Pair Ethernet -tekniikan kannalta merkittävistä standardeista
Whitepaper-julkaisun SPE-standardit ja -normit
SPE:n suorituskyky riippuu selkeästi määritellyistä standardeista ja normeista. Whitepaper-julkaisussa kerrotaan, kuinka kansainväliset sääntelykehykset luovat perustan yhtenäiselle, yhteentoimivalle ja tulevaisuuden vaatimukset täyttävälle SPE-infrastruktuurille. SPE-standardit on määritetty standardissa IEEE 802.3. Tässä standardissa kuvataan tekniset reunaehdot Ethernet-pohjaiselle tiedonsiirrolle johdinparin välityksellä. Ne eroavat toisistaan siirtonopeuksien ja etäisyyksien suhteen. Standardissa IEC 63171 kuvataan näiden SPE-standardien kanssa yhteensopivat pistoliittimet. Tällä hetkellä IEC 63171-7:n 2. painos on valmisteilla.
IEC 63171-7, 2. painos, perustuu olemassa olevaan hybridi-SPE-liitäntään. Se määrittelee yhtenäisen liitäntärajapinnan, joka kattaa johdonmukaisesti sekä hybridi- että puhtaasti tietopohjaiset sovellukset. Standardissa erotellaan erilaisia malleja, jotka sopivat käyttökohteesta ja suojausvaatimuksista riippuen. Niihin kuuluvat muun muassa IP20-pistokkeet suojattuihin ympäristöihin sekä kestävät M8- ja M12-mallit kenttätasolle.
Power-over-Data-Line (PoDL)
Ethernetin kautta tapahtuvan tiedonsiirron lisäksi SPE-tekniikka mahdollistaa myös päätelaitteiden samanaikaisen tehonsyötön. Power over Data Line (PoDL) -tekniikan avulla voidaan lähettää jopa 52 W:n hyötytehoa.
Eri teholuokat on kuvattu standardeissa IEEE 802.3bu ja IEE 802.3.cg. Tämän tekniikan avulla voidaan syöttää virtaa jopa 1 000 metrin päässä sijaitsevaan anturiin tai toimilaitteeseen tiedonsiirtoon käytettävän kaapelin kautta. Kenttäkaapeloinnin asennustyö ja tilantarve vähenevät minimiin.
PoDL-teholuokat
Single Pair Ethernet -sovellukset SPE soveltuu erinomaisesti erilaisiin sovelluksiin maatalous-, rakennus-, teollisuus- ja prosessiautomaatiossa. SPE-tekniikka voidaan integroida helposti olemassa olevaan Ethernet-infrastruktuuriin riippumatta siitä, missä ympäristössä sitä käytetään. Silloinkin kun suuntauksena ovat resursseja säästävät ja hyvin pienikokoiset laitteet, Single Pair Ethernetin tilaa säästävät johdotukset jättävät enemmän tilaa elektroniikalle.
Lämpö ja kylmyys, kosteus ja pöly, iskut ja tärinä – maatalouskoneiden dataliittimille asetetaan äärimmäisiä vaatimuksia. Phoenix Contact tarjoaa vankkoja pistoliittimiä pitkäikäiseen, vakaaseen ja suorituskykyiseen SPE-tiedonsiirtoon, jotta myös suurissa kuormituksissa saavutetaan maksimaalinen luotettavuus. Maatalousalan elektroniikkasäätiön (Agricultural Industry Electronics Foundation, AEF) jäsenenä edistämme uusien tiedonsiirtostandardien, kuten High-Speed ISOBUS (HSI), kehittämistä ja tuemme niitä Single Pair Ethernet -tuotteillamme.
Kaikilla tuotantoaloilla antureiden integrointi on avainasemassa. SPE integroi luotettavasti anturit, toimilaitteet tai kenttälaitteet olemassa olevaan Ethernet-ympäristöön. Tämä tarkoittaa, että tarvittavat tiedot ja prosessitiedot voidaan siirtää suoraan ohjaustasolle tai pilveen analysoitavaksi. Toisin kuin kenttäväyläprotokollat, Ethernet läpäisee kaikki automaation tasot. Ylimääräiset yhdyskäytävät tai liitännät jäävät pois. Vähentäminen vain yhteen johdinpariin yksinkertaistaa myös antureiden kaapelointia suoraan koneisiin tai järjestelmiin. Järjestelmien rakentaminen, käyttö ja ylläpito tehostuvat ja tulevat kustannustehokkaammiksi.
Tilaa säästävä tekniikka soveltuu erinomaisesti autoteollisuuden sovelluksiin. Siirtonopeus on 10 Mb/s – 1 Gb/s vain yhdellä kierretyllä johdinparilla, ja kaapelin enimmäispituus on 15 metriä (suojaamaton) tai 40 metriä (suojattu). Näin ollen se on suunniteltu ihanteellisesti käytettäväksi ajoneuvojen kaapelisarjoissa. Lisäksi kehitteillä on useita uusia SPE-standardeja, joiden pitäisi mahdollistaa tiedonsiirtonopeudet 10 Gb/s asti ja jopa enemmän. Uusissa autosukupolvissa SPE korvaa siis CAN-, MOST-, FlexRay- ja muut väyläjärjestelmät. Turvatoiminnot, ohjaus ja tiedonsiirto toimivat yhtenäisesti Ethernetin kautta. Tämä on olennainen edellytys verkotetulle tai autonomiselle ajamiselle.
Kenttälaitteiden ja antureiden suora kaksijohtiminen Ethernet-liitäntä prosessiteknisten sovellusten räjähdysvaarallisilla alueilla mahdollistaa Ethernet-APL:n. Advanced Physical Layer (APL) käyttää IEEE 802.3cg -standardin mukaista 10BASE-T1-L-standardia yhdessä IEC TS 60079-47, 2021-03 (2-WISE) -standardin (2-WISE = 2-Wire Intrinsically Safe Ethernet) kanssa ja tukee räjähdyssuojauksen menetelmiä sekä luontaista turvallisuutta. Käyttö räjähdysvaarallisilla alueilla ja suurten, jopa 1 000 metrin etäisyyksien kattaminen 10 Mb/s nopeudella on mahdollista. Uusi tiedonsiirtoinfrastruktuuri varmistaa Ethernetin yhtenäisen käytön prosessiteollisuudessa.
Verkotetut rakennukset takaavat hyvän tehokkuuden, paremman turvallisuuden ja lisämukavuuden. Käyttämällä yhtenäistä IP-protokollaa esimerkiksi anturit, kytkimet tai termostaatit voidaan liittää rakennuksenhallintajärjestelmään paikallisen tietoverkon ja pilven kautta. Yhtenäinen SPE-kaapelointi korvaa nykyiset kenttäväyläjärjestelmät, monimutkaiset liitännät tai yhdyskäytävät. On myös mahdollista käyttää uudelleen olemassa olevia kaksijohtimisia kaapeli-infrastruktuureja, kuten verkkojohtoja. Asennus ja käyttöönotto helpottuvat merkittävästi.
Single Pair Ethernet System Alliance
Phoenix Contact on liittoutunut yhteen muiden SPE System Allianceen kuuluvien johtavien teknologiayritysten kanssa. Kumppaniyritykset yhdistävät Single Pair Ethernetiä koskevan asiantuntemuksensa ja vaihtavat ajatuksia tavoitteellisesti. Niiden yhteisenä tavoitteena on edistää SPE-teknologian käyttöä IIoT-sovelluksissa (Industrial Internet of Things) ja muilla sovellusaloilla.
