Kompleksowa komunikacja nowoczesnych czujników Ethernet jednoparowy: szczupła komunikacja na ostatnich kilku metrach automatyki.

Ethernet jednoparowy (SPE) ma to, czego potrzeba, aby połączenia na ostatnich metrach były bardziej zrównoważone i inteligentniejsze. Producent czujników JUMO nie bez powodu stawia na Ethernet jednoparowy jako przyszłościowe medium komunikacyjne dla swojej technologii pomiarowej. Niezbędna technika przyłączeniowa pochodzi od firmy Phoenix Contact – i jest wynikiem ścisłej współpracy na poziomie projektu.

"Dzięki Ethernetowi jednoparowemu jesteśmy w stanie lepiej wykorzystać nasze inteligentne czujniki" – mówi Manfred Walter, Product Manager w JUMO. "Mam prawdziwą wartość dodaną dzięki możliwości przesyłania większej ilości danych z czujników za pomocą Ethernetu jednoparowego". Większa liczba danych jest podstawą do wyodrębnienia z nich cennych informacji. Ta opcja nie jest dostępna, jeśli czujnik 4-20 mA przesyła tylko wartość prądu, np. jako odpowiednik temperatury.

Menedżer produktu jest naprawdę entuzjastycznie nastawiony do faktu, że połączenie Ethernetu jednoparowego w końcu umożliwia płynną dystrybucję informacji z czujników. Manfred Walter ma na myśli trudne do pokonania granice pięter w piramidzie automatyzacji. "W JUMO uważamy spójność na wszystkich poziomach za wielką siłę". Ponadto można zaoszczędzić na kablach, ponieważ dane i energia – Power over Data Line (PoDL) – są przesyłane przez dwa przewody. Zasadniczo Ethernet jednoparowy oferuje możliwość kompleksowej komunikacji od poziomu ERP do czujników i urządzeń wykonawczych na poziomie obiektu. "Całość działa również bez zakłóceń mediów", podkreśla Walter, ponieważ czujnik komunikuje się spójnie na wszystkich poziomach w oparciu o protokoły Ethernet.

Wykorzystanie Ethernetu jednoparowego do zwalczania nieciągłości mediów w komunikacji przemysłowej: Czy ta korzyść doprowadzi do ponownego przemyślenia wyboru techniki przyłączeniowej na poziomie czujników? Z doświadczenia Manfreda Waltera wynika, że oczekiwania klientów z branży produkcji maszyn są nadal wyraźnie uzależnione od ceny. Budżety na łańcuchy pomiarowe są ściśle ograniczone na etapie projektowania systemów. "Pytanie brzmi, ile może kosztować łańcuch pomiarowy i jak wysoka jest dodatkowa cena za Ethernet jednoparowy". Rozstrzygające argumenty przemawiające za uniwersalną architekturą Ethernetu są trudne do przedstawienia, zwłaszcza w standardowych procedurach przetargowych. Pozytywny wpływ na OEE jako ważny kluczowy wskaźnik przy podejmowaniu decyzji inwestycyjnych można zatem najlepiej uargumentować w bezpośrednim kontakcie.

Technologia transmisji przy użyciu Ethernetu jednoparowego stanowi ważny krok na drodze do sieci konwergentnych. Podczas gdy na przykład Time Sensitive Network (TSN) jest przeznaczony głównie do zadań krytycznych czasowo w dyscyplinach bezpieczeństwa funkcjonalnego lub kontroli ruchu, 5G jest używany do zastosowań wymagających sieci komórkowej. To samo dotyczy sieci WLAN 6 i 7 w zakresie bezlicencyjnej technologii transmisji bezprzewodowej.

Z kolei Ethernet jednoparowy (Single Pair Ethernet, w skrócie SPE) doskonale nadaje się do komunikacji na ostatnich kilku metrach. Wspólnym mianownikiem dla wszystkich technologii jest konwergentna sieć Ethernet – ustandaryzowany świat komunikacji przemysłowej. Jeśli gracze z branży automatyki, elektrotechniki oraz budowy maszyn i urządzeń zdołają uzgodnić tę ścieżkę w perspektywie średnioterminowej, wówczas wojny fieldbusowe z ich specyficznymi dla branży rozwiązaniami przejdą wreszcie do przeszłości.

Szanse na to są korzystne. Całość jest poparta ogólną wydajnością transmisji standardowej komunikacji z rynku konsumenckiego. Ethernet jednoparowy, np. jako medium do ograniczonego przestrzennie poziomu maszyny, osiąga prędkość transmisji 10 Mbit/s na kablu o długości do 1000 metrów. Dla porównania, I/O-Link zapewnia zaledwie 230,4 kb/s przy maksymalnej długości kabla wynoszącej 20 metrów. Chociaż I/O-Link niewątpliwie znacznie upraszcza podłączanie czujników, Manfred Walter uważa, że transmisja danych nie będzie już wystarczająca dla przyszłych zadań w połączonych sektorach.

Mówiąc o przyszłości: Phoenix Contact i JUMO jednogłośnie widzą wyraźną orientację na konwergentne sieci Ethernet, szczególnie wśród młodszego pokolenia specjalistów. "Mówiąc prowokacyjnie, cyfrowi tubylcy mają mniejsze zrozumienie, dlaczego obsługujemy tak wiele różnych systemów w automatyce przemysłowej ze względu na ich pochodzenie i historię" – mówi Martin Müller. Celem powinno być raczej postawienie pytania, co czujnik może zrobić i co jest w stanie zrobić poza swoim własnym zakresem pomiarowym, aby zapewnić wydajne i oszczędzające zasoby działanie systemu. "Widzimy tu ogromną przyszłość" – podkreśla również Manfred Walter.