SPE volgens de IEC 63171-7-standaard zorgt voor het eerst voor echte compatibiliteit over de grenzen van fabrikanten heen en vermindert de planningsrisico's voor uw onderneming.
Single Pair Ethernet Gangbare communicatie tussen apparaten, van de sensor tot in de cloud: het Single Pair Ethernet (SPE) maakt de overdracht van het Ethernet via slechts één aderpaar mogelijk en zorgt zo voor een kosteneffectieve en ruimtebesparende koppeling van sensoren. Continue IP-gebaseerde communicatie tot op veldniveau wordt mogelijk. Naast gegevensoverdracht maakt de Single Pair Ethernet-technologie ook gelijktijdige voeding van eindapparaten via Power over Data Line (PoDL) mogelijk. In de whitepaper leest u hoe u uw veldcommunicatie toekomstbestendig kunt maken.
Wat is Single Pair Ethernet?
Klassiek Ethernet verbindt in de automatiseringspiramide reeds de bovenste niveaus, maar is voor het onderste veldniveau vaak te omslachtig of heeft een beperkt bereik. De SPE-technologie breidt hier het prestatieprofiel van Ethernet uit.
Single Pair Ethernet is een Physical Layer voor gegevensoverdracht via slechts één getwist aderpaar in plaats van twee aderparen bij Fast Ethernet (100 Mbit/s) of vier aderparen bij Gigabit-Ethernet. Zo kunnen compacte apparaten, sensoren en actoren rechtstreeks vanaf het veldniveau worden aangesloten – zonder extra subsystemen of gateways. SPE is de lichte, materiaalbesparende Ethernet-vooruitgang voor huidige en toekomstige toepassingsgebieden.
Uw voordelen Single Pair Ethernet voldoet precies aan de vereisten van de industrie
FAQ over de nieuwe Single Pair Ethernet-standaard
IP20- en M12-stiftconnectoren worden begin 2027 verwacht. We raden u aan om nu te beginnen met plannen. De overstap van meer bouwvormen naar de nieuwe standaard is gepland.
Phoenix Contact is initiatiefnemer en actief medeontwerper van de nieuwe standaard – u profiteert van onze ervaring en innovatiekracht.
Het nieuwe connectorbeeld vereenvoudigt de integratie, verhoogt de compatibiliteit en maakt een nog flexibeler gebruik in talrijke van toepassingen mogelijk.
Bestaande SPE-producten zijn momenteel niet uitlopend. Een besluit hierover zal pas op de lange termijn worden overwogen, nadat het nieuwe programma volledig is ingevoerd.
Ja, onze oplossingen zijn zo ontworpen dat u bestaande en nieuwe producten flexibel en parallel in uw installaties kunt gebruiken.
SPE-technologie
Overzicht van de voor Single Pair Ethernet relevante standaarden
SPE-standaarden en -normen in de whitepaper
De prestaties van SPE zijn afhankelijk van duidelijk omschreven standaarden en normen. De whitepaper laat zien hoe internationale regelgeving de basis legt voor een naadloze, interoperabele en toekomstbestendige SPE-infrastructuur. De SPE-standaarden zijn gedefinieerd in IEEE802.3. Deze standaard beschrijft het technische kader voor op Ethernet gebaseerde gegevensoverdracht via één aderpaar. Zij verschillen in overdrachtssnelheden en afstanden. IEC 63171 beschrijft de compatibele connectoren voor deze SPE-standaarden. Momenteel wordt er gewerkt aan IEC 63171-7, editie 2.
IEC 63171-7, editie 2 bouwt voort op de bestaande hybride SPE-interface. Het definieert een uniform connectorbeeld dat zowel hybride als puur gegevensgebaseerde toepassingen op consistente wijze beslaat. De norm maakt onderscheid tussen verschillende bouwvormen, die afhankelijk van toepassingsgebied en beschermingvereiste geschikt zijn. Hieronder vallen onder andere IP20-connectorbeelden voor gebruik in beschermde omgevingen, evenals robuuste M8- en M12-varianten voor het veldniveau.
Power over Data Line (PoDL)
Naast gegevensoverdracht via het Ethernet maakt de SPE-technologie ook gelijktijdige voeding van de eindapparaten mogelijk. Met behulp van Power over Data Line (PoDL) kan een nuttig vermogen tot en met 52 W worden overgedragen.
De verschillende vermogensklassen worden beschreven in standaard IEEE 802.3bu en IEEE 802.3cg. Met deze techniek is het mogelijk een sensor of actor tot op 1.000 meter afstand van stroom te voorzien via de kabel die voor de gegevensoverdracht wordt gebruikt. De installatie-inspanning en de benodigde ruimte voor veldbekabeling worden geminimaliseerd.
PoDL-vermogensklassen
Toepassingen voor het Single Pair Ethernet SPE is ideaal voor diverse toepassingen in landbouw-, gebouwen-, industriële en procesautomatisering. SPE-technologie kan gemakkelijk worden geïntegreerd in een bestaande Ethernet-infrastructuur, onafhankelijk van de omgeving waarin deze wordt gebruikt. Ook bij de trend naar geminiaturiseerde apparaten die de natuurlijke hulpbronnen ontzien, biedt SPE u meer plaats voor uw elektronica dankzij ruimtebesparende kabels.
Hitte en kou, vocht en stof, schokken en trillingen – de eisen aan dataconnectoren in landbouwmachines zijn extreem. Om ook bij hoge belastingen maximale betrouwbaarheid te bereiken, biedt Phoenix Contact u robuuste connectoren voor een langdurige, stabiele en krachtige SPE-gegevensoverdracht. Als lid van de Agricultural Industry Electronics Foundation (AEF) stimuleren we de ontwikkeling van nieuwe standaarden voor de dataoverdracht, zoals High-Speed ISOBUS (HSI) en ondersteunen we die met onze producten voor Single Pair Ethernet.
In alle productiesectoren speelt de integratie van sensoren een sleutelrol. SPE integreert op betrouwbare wijze sensoren, actoren of veldapparaten in een bestaande Ethernet-omgeving. Dit betekent dat noodzakelijke gegevens en procesgegevens direct naar het besturingsniveau of naar een cloud kunnen worden overgedragen voor analyse. In tegenstelling tot veldbusprotocollen dringt het Ethernet door tot alle automatiseringsniveaus. Extra gateways of interfaces zijn niet nodig. De reductie tot slechts één aderpaar vereenvoudigt ook de bekabeling van sensoren direct in machines of systemen. Opbouw, bedrijf en onderhoud van installaties worden efficiënter en kosteneffectiever.
De ruimtebesparende technologie is bij uitstek geschikt voor toepassingen in de automobielindustrie. Met een overdracht van 10 Mbit/s tot 1 Gbit/s via slechts één getwist aderpaar en een maximale kabellengte van 15 meter (niet-afgeschermd) of 40 meter (afgeschermd) is deze ideaal voor gebruik voor kabelbomen in voertuigen. Voorts zijn er een aantal nieuwe SPE-standaarden in ontwikkeling die gegevensoverdrachtsnelheden tot 10 Gbit/s en zelfs hoger mogelijk moeten maken. In nieuwe generaties auto's vervangt SPE daarom CAN, MOST, FlexRay en andere bussystemen. Veiligheidsfuncties, besturing en communicatie verlopen uniform via het Ethernet. Dit is een essentiële voorwaarde voor verbonden of autonoom rijden.
De directe Single Pair Ethernet-aansluiting van veldapparaten en sensoren voor Ex-zones van procestechnische toepassingen maakt de Ethernet-APL mogelijk. De Advanced Physical Layer gebruikt de 10BASE-T1-L-standaard uit de IEEE 802.3cg samen met de IEC TS 60079-47, 2021-03 (2-WISE)-standaard (2-WISE = 2-Wire Intrinsically Safe Ethernet) en ondersteunt methoden van de explosiebescherming, inclusief de intrinsiekveiligheid. Het gebruik in explosiegevaarlijke omgevingen en de overbrugging van grote afstanden tot 1.000 meter bij 10 Mbit/s wordt mogelijk. De nieuwe communicatie-infrastructuur maakt zo het algemene gebruik van het Ethernet in de procesindustrie mogelijk.
Gebouwen met een netwerk zorgen voor een hoge efficiëntie, meer veiligheid en extra comfortfuncties. Door gebruik te maken van een universeel IP-protocol kunnen bijv. sensoren, schakelaars of thermostaten via het lokale datanetwerk en de cloud op het gebouwbeheersysteem worden aangesloten. De continue SPE-bekabeling vervangt bestaande veldbussystemen, complexe interfaces of gateways. Er bestaat ook de mogelijkheid om bestaande tweedraads kabelinfrastructuren, zoals netwerkkabels, opnieuw te gebruiken. Installatie en inbedrijfstelling worden aanzienlijk vereenvoudigd.
De Single Pair Ethernet System Alliance
Phoenix Contact heeft zich met andere toonaangevende technologische ondernemingen verenigd in de SPE System Alliance. De partnerbedrijven bundelen hun knowhow over het Single Pair Ethernet en wisselen deze doelgericht uit. Hun gemeenschappelijke doel is het stimuleren van de SPE-technologie voor het Industrial Internet of Things (IIoT) en alle andere toepassingsgebieden.
