A SPE, conforme o padrão IEC 63171-7, garante pela primeira a compatibilidade genuína entre fabricante e reduz os riscos de planejamento para sua empresa.
Single Pair Ethernet Comunicação de dispositivos consistente desde o sensor até a cloud: Single Pair Ethernet (SPE) permite a transmissão de Ethernet através de somente um par de fios e, assim, garante a integração econômica e compacta de sensores. Assim se torna possível a comunicação contínua baseada em IP até o nível de campo. Além da transmissão de dados, a tecnologia Single Pair Ethernet também permite uma fonte de alimentação simultânea para dispositivos finais via Power over Data Line (PoDL). Neste White Paper, você descobrirá como preparar sua comunicação de campo para o futuro.
O que é a Single Pair Ethernet?
A Ethernet clássica já conecta os níveis superiores da pirâmide de automação, mas, para o nível de campo mais baixo, costuma ser muito complexa ou ter alcance limitado. A tecnologia SPE expande, neste caso, o perfil de potência da Ethernet.
A Single Pair Ethernet é uma Physical Layer para a transmissão de dados por meio de apenas um par de fios trançados, em vez de dois condutores duplos na Fast Ethernet (100 MBit/s) ou quatro condutores duplos na Ethernet Gigabit. Dessa forma, dispositivos compactos, sensores e atuadores podem ser conectados diretamente a partir do nível de campo – sem a necessidade de subsistemas ou gateways adicionais. A SPE é o desenvolvimento contínuo de Ethernet leve e economizador de material para áreas de aplicação atuais e futuras.
Suas vantagens A Single Pair Ethernet atende perfeitamente ao perfil de requisitos da indústria
FAQ sobre o novo padrão para Single Pair Ethernet
Os conectores IP20 e M12 são esperados para o início de 2027. Recomendamos começar a planejar agora. Está planejada a transferência de outros formatos para o novo padrão.
A Phoenix Contact é a iniciadora e co-criadora ativa do novo padrão – você se beneficia de nossa experiência e força inovadora.
A nova frente de encaixe simplifica a integração, aumenta a compatibilidade e permite um uso ainda mais flexível em inúmeras aplicações.
Os produtos SPE existentes não serão descontinuados no momento. Uma decisão a esse respeito só será verificada a longo prazo, após a introdução completa do novo portfólio.
Sim, nossas soluções são projetadas para que você possa usar produtos novos e existentes de forma flexível e paralela em suas instalações.
Tecnologia SPE
Visão geral dos padrões relevantes para a Single Pair Ethernet
Padrões SPE e normas no White Paper
O desempenho da SPE depende de padrões e normas claramente definidos. O White Paper mostra como os regulamentos internacionais estabelecem a base para uma infraestrutura SPE contínua, interoperável e com garantia de futuro. Os padrões SPE estão definidos na IEEE 802.3. Este padrão descreve as condições básicas para a transmissão de dados baseada em Ethernet através de um par de fios. Eles diferem nas taxas de transmissão e distâncias. A IEC 63171 descreve os conectores compatíveis para esses padrões SPE. Atualmente, a IEC 63171-7, edição 2, está em fase de elaboração.
A IEC 63171-7, edição 2, se baseia na interface SPE híbrida já existente. Ela define uma frente de encaixe padronizada que abrange de maneira consistente tanto aplicações híbridas quanto aplicações puramente baseadas em dados. A norma distingue diferentes formatos que são adequados de acordo com o local de uso e o requisito de proteção. Entre eles estão, entre outros, frentes de encaixe IP20 para uso em ambientes protegidos, bem como variantes robustas M8 e M12 para o nível de campo.
Power over Data Line (PoDL)
Além da transmissão de dados via Ethernet, a tecnologia SPE também permite a alimentação elétrica dos dispositivos finais simultaneamente. Com a ajuda de Power over Data Line (PoDL) é possível transmitir uma potência útil de até 52 W.
As diferentes classes de potência são descritas nos padrões IEEE 802.3bu e IEEE 802.3cg. Esta tecnologia permite alimentar com corrente um sensor ou atuador a até 1000 m de distância por meio do cabo utilizado para a transmissão de dados. Assim são minimizados o esforço de instalação e a necessidade de espaço para o cabeamento de campo.
Classes de potência PoDL
Aplicações para a Single Pair Ethernet A SPE é perfeitamente adequada para diferentes aplicações na automação agrária, predial, industrial e de processos. A tecnologia SPE pode ser integrada com facilidade em uma infraestrutura Ethernet existente, independentemente do ambiente em que é utilizada. Também na tendência para dispositivos em formato miniatura com uma utilização eficiente dos recursos, a Single Pair Ethernet proporciona mais espaço para seu sistema eletrônico graças a condutores com economia de espaço.
Calor e frio, umidade e poeira, choque e vibração – são extremas as demandas impostas aos conectores de dados em máquinas agrícolas. Para obter a máxima confiabilidade, mesmo sob altas cargas, a Phoenix Contact lhe oferece conectores robustos para uma transmissão de dados SPE duradoura, estável e de alto desempenho. Como membro da Agricultural Industry Electronics Foundation (AEF), promovemos o desenvolvimento de novos padrões de transmissão de dados, como o ISOBUS (HSI) de alta velocidade, e oferecemos suporte a eles com nossos produtos para Single Pair Ethernet.
A integração de sensores desempenha um papel essencial em todas as áreas de fabricação. A SPE integra de forma confiável sensores, atuadores ou dispositivos de campo em um ambiente Ethernet existente. Desse modo, é possível transmitir dados e informações de processo necessários diretamente para a análise no nível de controle ou na cloud. Ao contrário dos protocolos de bus de campo, a Ethernet penetra todos os níveis de automação. Não são necessários gateways ou interfaces adicionais. A redução para apenas um par de fios também simplifica o cabeamento dos sensores diretamente em máquinas ou instalações. A estrutura, operação e manutenção de instalações se tornam mais eficientes e econômicas.
A tecnologia com economia de espaço é ideal para aplicações na indústria automotiva. Com uma transmissão de 10 MBit/s até 1 GBit/s através de apenas um par de fios trançado e um comprimento máximo do cabo de 15 m (não blindado) ou de 40 m (blindado), é ideal para a utilização de chicotes de cabos em veículos. Além disso, há uma série de novos padrões SPE em desenvolvimento que devem permitir taxas de transmissão de dados até 10 GBit/s e mesmo superiores. Por isso, em novas gerações de automóveis, a SPE substitui os sistemas CAN, MOST, FlexRay e outros sistemas de bus. As funções de segurança, o controle e a comunicação funcionam uniformemente via Ethernet. Este é um pré-requisito essencial para uma condução em rede ou autônoma.
A conexão direta Ethernet de dois fios de dispositivos de campo e sensores em áreas Ex de aplicações da tecnologia de processos permite a Ethernet-APL. A Advanced Physical Layer (APL) usa o padrão 10BASE-T1L da IEEE 802.3cg em conjunto com o padrão IEC TS 60079-47, 2021-03 (2-WISE) (2-WISE significa 2-Wire Intrinsically Safe Ethernet) e suporta métodos da proteção contra explosão, incluindo a segurança intrínseca. Isso permite a utilização em atmosferas potencialmente explosivas e a transposição de grandes distâncias até 1000 m com 10 MBit/s. A nova infraestrutura de comunicação assegura a utilização contínua de Ethernet na indústria de processos.
Os edifícios interligados garantem uma alta eficiência, mais segurança e funções de conforto adicionais. A utilização de um protocolo IP universal permite conectar, p. ex., sensores, interruptores ou termostatos através da rede de dados local e da cloud a um sistema de gerenciamento de edifícios. O cabeamento SPE contínuo substitui os sistemas de bus de campo existentes, interfaces complexas ou gateways. Além disso, há a possibilidade de utilizar as infraestruturas de cabos existentes de dois fios como, p. ex., cabos de rede. A instalação e colocação em funcionamento são consideravelmente simplificadas.
A Single Pair Ethernet System Alliance
A Phoenix Contact se juntou com outras empresas líderes de tecnologia na SPE System Alliance. As empresas parceiras agrupam o seu know-how sobre Single Pair Ethernet e trocam informações de forma objetiva. O objeto conjunto delas é promover a tecnologia SPE para a Industrial Internet of Things (IIoT) e todas as outras áreas de aplicação.
