Il SPE secondo lo standard IEC 63171-7 garantisce per la prima volta un'autentica compatibilità tra i diversi produttori e riduce i rischi di pianificazione per la tua azienda.
Single Pair Ethernet Comunicazione integrata tra dispositivi dal sensore al cloud: il Single Pair Ethernet (SPE) consente la trasmissione di Ethernet attraverso un solo filo doppio, garantendo un collegamento dei sensori economico e poco ingombrante. Diventa possibile una comunicazione continua basata su IP fino al livello di campo. Oltre alla trasmissione dei dati, la tecnologia Single Pair Ethernet consente anche l'alimentazione simultanea dei dispositivi terminali tramite Power over Data Line (PoDL). Nel whitepaper scopri come rendere la tua comunicazione sul campo a prova di futuro.
Cos'è il Single Pair Ethernet?
Nella piramide dell'automazione, la rete Ethernet classica collega già i livelli superiori, ma per il livello di campo più basso risulta spesso troppo complessa o ha una portata limitata. La tecnologia SPE amplia in questo caso il profilo delle prestazioni dell'Ethernet.
Single Pair Ethernet è un livello fisico per la trasmissione dei dati tramite una sola coppia di fili intrecciati, anziché due fili doppi come nel caso del Fast Ethernet (100 MBit/s) o quattro fili doppi come nel caso del GBit Ethernet. In questo modo è possibile collegare dispositivi compatti, sensori e attuatori direttamente dal livello di campo, senza bisogno di sottosistemi o gateway aggiuntivi. SPE è l'evoluzione dell'Ethernet leggero che risparmia materiali e si adatta a molti campi d'impiego attuali e futuri.
I vantaggi La tecnologia Single Pair Ethernet risponde perfettamente alle esigenze del settore industriale
FAQ sul nuovo standard per Single Pair Ethernet
I connettori IP20 e i connettori maschio M12 sono previsti per l'inizio del 2027. Ti consigliamo di iniziare a pianificare fin da ora. È prevista la conversione di altre strutture al nuovo standard.
Phoenix Contact è parte attiva come iniziatore e co-progettista del nuovo standard: approfitta della nostra esperienza e della nostra forza innovativa.
Il nuovo standard di connessione semplifica l'integrazione, aumenta la compatibilità e consente una maggiore flessibilità nell'utilizzo in numerose applicazioni.
I prodotti SPE esistenti non sono attualmente in fase di fine produzione. Una decisione in merito verrà presa solo a lungo termine, una volta completata l'introduzione del nuovo portafoglio.
Sì, le nostre soluzioni sono progettate in un'ottica per cui i prodotti esistenti si possono utilizzare con flessibilità e in parallelo con quelli nuovi negli impianti dei nostri clienti.
Tecnologia SPE
Panoramica degli standard rilevanti per la tecnologia Single Pair Ethernet
Standard e norme SPE nel whitepaper
L'efficacia di SPE dipende da standard e norme chiaramente definiti. Il whitepaper illustra come i quadri normativi internazionali costituiscano la base per un'infrastruttura SPE coerente, interoperabile e a prova di futuro. Gli standard SPE sono definiti nella norma IEEE 802.3. Questo standard descrive le condizioni quadro tecniche per la trasmissione dei dati basata su Ethernet attraverso un filo doppio. Si distinguono velocità di trasmissione e distanze diverse. La norma IEC 63171 descrive i connettori compatibili con questi standard SPE. Attualmente è in fase di elaborazione la norma IEC 63171-7, edizione 2.
La norma IEC 63171-7, edizione 2, si basa sull'interfaccia SPE ibrida esistente. Essa definisce uno standard di connessione standardizzato che copre in modo coerente sia le applicazioni ibride che quelle basate esclusivamente sui dati. La norma distingue diverse forme costruttive, adatte a seconda del luogo di impiego e dei requisiti di protezione. Tra questi figurano, tra l’altro, gli standard di connessione IP20 per l’impiego in ambienti protetti, nonché robuste varianti M8 e M12 per il livello di campo.
PoDL – Power over Data Line
Oltre alla trasmissione dei dati via Ethernet, la tecnologia SPE consente anche l'alimentazione simultanea dei dispositivi terminali. Con Power over Data Line (PoDL) è possibile trasmettere una potenza utile fino a 52 W.
Le diverse classi di potenza sono descritte nello standard IEEE 802.3bu e IEEE 802.3cg. Grazie a questa tecnica è possibile alimentare un sensore o un attuatore situato a una distanza massima di 1.000 m tramite il cavo utilizzato per la trasmissione dei dati. Il lavoro di installazione e lo spazio necessario per il cablaggio in campo sono ridotti al minimo.
Classi di potenza PoDL
Applicazioni per Single Pair Ethernet SPE è ideale per diverse applicazioni in ambito agrario, edifici, industrie e automazione di processo. La tecnologia SPE può essere integrata facilmente in un'infrastruttura Ethernet esistente, indipendentemente dall'ambiente in cui viene utilizzata. Grazie a cavi poco ingombranti, il Single Pair Ethernet lascia più spazio per l'elettronica, in linea anche con la tendenza verso dispositivi miniaturizzati a risparmio energetico.
Calore e freddo, umidità e polvere, urti e vibrazioni: le esigenze dei connettori dati delle macchine agricole sono elevate. Per ottenere la massima affidabilità anche in presenza di carichi elevati, Phoenix Contact offre connettori robusti per una trasmissione di dati SPE duratura, stabile e ad alte prestazioni. In qualità di membro dell'Agricultural Industry Electronics Foundation (AEF), promuoviamo lo sviluppo di nuovi standard di trasmissione dati come l'High-Speed ISOBUS (HSI) e li supportiamo con i nostri prodotti per il Single Pair Ethernet.
In tutti i settori produttivi, l'integrazione dei sensori svolge un ruolo fondamentale. SPE integra in modo affidabile sensori, attuatori o dispositivi da campo nell'ambiente Ethernet esistente. Ciò significa che i dati e le informazioni di processo necessari possono essere trasmessi direttamente al livello di controllo o a un cloud per l'analisi. A differenza dei protocolli di bus di campo, Ethernet permea tutti i livelli di automazione. Non sono necessari gateway o interfacce supplementari. La riduzione a un solo filo doppio semplifica anche il cablaggio dei sensori direttamente nelle macchine o nei sistemi. La costruzione, il funzionamento e la manutenzione degli impianti diventano più efficienti ed economici.
Questa tecnologia salvaspazio è ideale per le applicazioni dell'industria automobilistica. Con una trasmissione di 10 MBit/s fino a 1 GBit/s attraverso una treccia di un solo filo doppio e una lunghezza massima del cavo di 15 m (non schermato) o 40 m (schermato), è ideale per l’uso in fasci di cavi di veicoli. Inoltre, sono in fase di sviluppo diversi nuovi standard SPE che puntano a consentire velocità di trasmissione dati fino a 10 GBit/s e superiori. Nelle nuove generazioni di automobili, SPE sostituisce quindi CAN, MOST, FlexRay e altri sistemi di bus. Le funzioni di sicurezza, il controllo e la comunicazione sono gestiti tutti tramite Ethernet. Si tratta di un presupposto essenziale per la guida collegata in rete o autonoma.
La connessione Ethernet a due fili diretta di dispositivi da campo e sensori in zone Ex di applicazioni tecniche di processo consente l'Ethernet-APL. L'Advanced Physical Layer (APL) usa lo standard 10 BASE-T1-L della IEEE 802.3cg e lo standard IEC TS 60079-47, 2021-03 (2-WISE) (2-WISE vuol dire 2-Wire Intrinsically Safe Ethernet) e supporta metodi della protezione da esplosioni, inclusa la sicurezza intrinseca. Diventa così possibile l'uso in zone a potenziale rischio di esplosione e il superamento di grandi distanze fino a 1.000 m a 10 MBit/s. La nuova infrastruttura di comunicazione consente l'uso continuo di Ethernet nell'industria di processo.
Gli edifici collegati in rete garantiscono un'elevata efficienza, maggiore sicurezza e comode funzioni aggiuntive. Utilizzando un protocollo IP universale, i sensori, gli interruttori o i termostati, ad esempio, possono essere collegati al sistema di gestione degli edifici tramite la rete dati locale e il cloud. Il cablaggio SPE continuo sostituisce i sistemi di bus di campo, le interfacce complesse o i gateway esistenti. Esiste anche la possibilità di riutilizzare le infrastrutture a due fili esistenti, come ad esempio i cavi di rete. L'installazione e la messa in servizio vengono notevolmente semplificate.
La Single Pair Ethernet System Alliance
Phoenix Contact fa parte, insieme ad altre aziende leader nel settore tecnologico, della SPE System Alliance. Le aziende partner focalizzano il loro know-how su Single Pair Ethernet e scambiano idee e informazioni in modo mirato. Insieme perseguono così l'obiettivo comune di promuovere la tecnologia SPE per l'Industrial Internet of Things (IIoT) e per tutti gli altri campi di applicazione.
