SPE i samsvar med IEC 63171-7-standarden sikrer for første gang ekte kompatibilitet på tvers av produsentgrenser og reduserer planleggingsrisikoen for bedriften din.
Single Pair Ethernet Konsekvent utstyrskommunikasjon fra sensor til sky: Med Single Pair Ethernet (SPE) kan Ethernet overføres via bare ett lederpar, og sørger slik for rimelig og plassbesparende tilkobling av sensorer. Gjennomgående IP-basert kommunikasjon opp til feltnivået blir mulig. I tillegg til dataoverføringen muliggjør Single Pair Ethernet-teknologien også samtidig strømforsyning av sluttutstyr via PoDL – Power over Data Line. I White paper får du vite hvordan du kan fremtidssikre feltkommunikasjonen din.
Hva er Single Pair Ethernet?
Klassisk Ethernet kobler allerede sammen de øvre nivåene i automatiseringspyramiden, men er ofte for ressurskrevende eller har begrenset rekkevidde for det nederste feltnivået. SPE-teknologien utvider her ytelsesprofilen til Ethernet.
Single Pair Ethernet er en Physical Layer for dataoverføring via bare ett tvunnet ledningspar, i stedet for to dobbeltledere som ved Fast Ethernet (100 Mbit/s) eller fire dobbeltledere som ved Gigabit-Ethernet. På denne måten kan kompakte enheter, sensorer og aktuatorer kobles til direkte fra feltnivået – uten ekstra delsystemer eller gateways. SPE er en enkel og materialbesparende Ethernet-videreutvikling for mange av dagens og fremtidige bruksområder.
Dine fordeler Single Pair Ethernet oppfyller nøyaktig industriens kravprofil
FAQ om den nye Single-Pair-Ethernet-standarden
IP20-og M12-plugger forventes å være klare i begynnelsen av 2027. Vi anbefaler at du begynner å planlegge nå. Det er planlagt å tilpasse flere byggeformer til den nye standarden.
Phoenix Contact er initiativtaker og aktiv meddesigner av den nye standarden - du drar nytte av vår erfaring og innovasjonskraft.
Den nye plug-in-fronten forenkler integrasjonen, øker kompatibiliteten og muliggjør enda mer fleksibel bruk i en rekke applikasjoner.
Eksisterende SPE-produkter blir foreløpig ikke tatt ut av produksjon. En slik beslutning vil først bli vurdert på lang sikt, etter at den nye porteføljen er komplett innført.
Ja, løsningene våre er utformet slik at du kan bruke eksisterende og nye produkter fleksibelt og parallelt i systemene dine.
SPE-teknologi
Oversikt over standarder som er relevante for Single Pair Ethernet
SPE-standarder og normer i White paper
SPE-systemets ytelse avhenger av klart definerte standarder og normer. White paper viser hvordan internasjonale regelverk legger grunnlaget for en helhetlig, interoperabel og fremtidssikker SPE-infrastruktur. SPE-standardene er definert i IEEE 802.3. Denne standarden beskriver de tekniske rammebetingelsene for Ethernet-basert dataoverføring via ett lederpar. De er forskjellige i form av ulike overføringshastigheter og avstander. I IEC 63171 er de kompatible pluggforbinderne beskrevet for disse SPE-standardene. For øyeblikket er IEC 63171-7, 2. utgave, under utarbeidelse.
IEC 63171-7, utgave 2, bygger videre på det eksisterende hybrid-SPE-grensesnittet. Den definerer et enhetlig plugghode som på en konsistent måte dekker både hybride og rent databaserte applikasjoner. Standarden skiller mellom ulike byggeformer som er egnet avhengig av brukssted og beskyttelseskrav. Dette omfatter blant annet IP20-plugghoder for bruk i beskyttede miljøer, samt robuste M8- og M12-varianter for feltnivået.
Power-over-Data-Line (PoDL)
I tillegg til dataoverføringen via Ethernet er samtidig strømforsyning av sluttutstyret også mulig med SPE-teknologien. Ved hjelp av Power over Data Line (PoDL) kan det overføres en nytteeffekt på opptil 52 W.
De forskjellige ytelsesklassene er beskrevet i standard IEEE 802.3bu og IEEE 802.3cg. Med denne teknikken kan en sensor eller aktuator som ligger opptil 1000 meter unna, forsynes med strøm via kabelen som brukes for dataoverføring. Installeringsarbeidet og plassbehovet for feltkablingen reduseres.
PoDL-ytelsesklasser
Anvendelser for Single Pair Ethernet SPE er ideell for forskjellige anvendelser innen agrar-, bygnings-, industri- og prosessautomatisering. SPE-teknikken kan enkelt implementeres i en eksisterende Ethernet-infrastruktur, uavhengig av hvilke omgivelser den benyttes i. Også i forbindelse med trenden mot ressursbevarende, miniatyriserte enheter gir Single Pair Ethernet, takket være plassbesparende ledninger, mer plass til elektronikken.
Varme og kulde, fuktighet og støv, støt og vibrasjoner – kravene som stilles til datapluggforbindere i arbeidsmaskiner for landbruk er ekstreme. For å oppnå maksimal tilgjengelighet også ved høye belastninger tilbyr Phoenix Contact robuste pluggforbindere for stabil SPE-dataoverføring med høy ytelse over lang tid. Som medlem av Agricultural Industry Electronics Foundation (AEF) støtter vi opp om utviklingen av nye standarder for dataoverføring, som for eksempel høyhastighets ISOBUS (HSI) og bidrar til dette med våre produkter for Single Pair Ethernet.
På samtlige produksjonsnivåer spiller integrering av sensorer en nøkkelrolle. SPE implementerer sensorer, aktuatorer eller feltutstyr pålitelig i eksisterende Ethernet-omgivelser. Dermed kan nødvendige data og prosessinformasjon overføres direkte for analyse til styrenivået eller til en sky. I motsetning til feltbussprotokoll gjennomtrenger Ethernet samtlige automatiseringsnivåer. Ytterligere Gateways eller grensesnitt bortfaller. Ved å foreta reduksjon til bare ett lederpar, forenkles også kablingen av sensorer direkte i maskiner eller anlegg. Oppbygging, drift og vedlikehold av anlegg blir mer effektive og rimeligere.
Den plassbesparende teknikken er optimal for bruk innen bilindustrien. Med en overføring på 10 Mbit/s opptil 1 Gbit/s via bare ett tvunnet ledningspar og en kabellengde på maksimalt 15 meter (uskjermet) eller 40 meter (skjermet) er den ideell for bruk i kabeltrær i kjøretøyer. Det finnes også mange nye SPE-standarder under utvikling, som skal muliggjøre dataoverføringshastigheter opptil 10 Gbit/s og til og med enda høyere. I nye bilgenerasjoner erstatter SPE derfor CAN, MOST, FlexRay og andre bussystemer. Sikkerhetsfunksjoner, kontroller og kommunikasjon forløper enhetlig via Ethernet. Dette er en vesentlig forutsetning for nettorganisert eller autonom kjøring.
Den direkte totrådede Ethernet-tilkoblingen av feltutstyr og sensorer i Ex-sonene i prosesstekniske anvendelser tilrettelegger for Ethernet-APL. Advanced Physical Layer (APL) bruker 10BASE-T1L-standarden fra IEEE 802.3cg sammen med IEC TS 60079-47, 2021-03 (2-WISE) standarden (2-WISE står for 2-Wire Intrinsically Safe Ethernet) og støtter metoder for eksplosjonsbeskyttelse inkludert egensikkerhet. Det åpner for bruk på eksplosjonsfarlige områder og lasking av større avstander opptil 1000 meter ved 10 Mbit/s. Den nye kommunikasjonsinfrastrukturen sørger for gjennomgående bruk av Ethernet i prosessindustrien.
Nettorganiserte bygninger sørger for høy effektivitet, bedre sikkerhet og ytterligere komfortfunksjoner. Ved å bruke en gjennomgånde IP-protokoll kan f. eks. sensorer, brytere eller termostater kobles til bygningsstyresystemet via det lokale datanettet og skyen. Den gjennomgående SPE-kablingen erstatter eksisterende feltbussystemer, komplekse grensesnitt eller Gateways. Det finnes også muligheten til å bruke eksisterende totrådede kabelinfrastrukturer på nytt, som f. eks. nettverksledninger. Installering og idriftsetting forenkles betraktelig.
Single Pair Ethernet System Alliance
Phoenix Contact har slått seg sammen med andre ledende teknologiske foretak i SPE System Alliance. Partnerbedriftene samler kunnskapen sin rundt Single Pair Ethernet, og utveksler målrettet erfaring. De har et felles mål om å fremme SPE-teknologien for industrielt Tingenes Internett (IIoT) og alle andre bruksområder.
