Morgondagens sensorteknik kommunicerar end-to-end Single-Pair-Ethernet: slimmad kommunikation över automationenens sista meter.

Single-Pair-Ethernet (SPE) har vad som krävs för att göra anslutningarna på de sista meterna mer hållbara och smartare. Sensortillverkaren JUMO förlitar sig på SPE som ett framtidsorienterat kommunikationsmedium för sin mätteknik av goda skäl. Den anslutningsteknik som krävs för detta kommer från Phoenix Contact – och är resultatet av ett nära samarbete på projektnivå.

"Med Single-Pair-Ethernet kan vi utnyttja våra intelligenta sensorer bättre", säger Manfred Walter, produktchef på JUMO. "Jag har ett verkligt mervärde genom att kunna överföra mer sensordata med SPE." Mer data är grunden för att kunna utvinna lönsam information ur detta. Detta alternativ är inte tillgängligt om en sensor på 4 till 20 mA endast överför ett tomt strömvärde, t.ex. som en motsvarighet till en temperatur.

Produktchefen är mycket entusiastisk över det faktum att SPE-anslutningen äntligen gör det möjligt att distribuera sensorinformation sömlöst i ett system. Manfred Walter har de svåröverkomliga nivågränserna inom automationspyramiden i åtanke. "Vi på JUMO ser kontinuitet på alla nivåer som en stor styrka." Dessutom kan man spara in på kablar eftersom data och energi - Power over Data Line (PoDL) - leds via de två trådarna. I princip ger SPE möjlighet till end-to-end-kommunikation från ERP-nivån ner till sensorer och ställdon på fältnivå. "Och det hela fungerar även utan medieavbrott", understryker Walter, eftersom sensorn kommunicerar konsekvent på alla nivåer med hjälp av Ethernet-protokoll.

Användning av SPE mot medieavbrott inom industriell kommunikation: Kommer denna fördel att leda till att valet av anslutningsteknik på sensornivå omprövas? Manfred Walters erfarenhet är att kundernas förväntningar inom maskin- och anläggningskonstruktion fortfarande är påtagligt prisdrivna. Budgeten för mätkedjor är snävt begränsad vid projektering av anläggningar. "Frågan är vad en mätkedja får kosta och hur högt tilläggspriset för SPE-anslutningen är." De avgörande argumenten för den integrerade Ethernet-arkitekturen är svåra att återge, särskilt i standardiserade anbudsförfaranden. De positiva effekterna på OEE som ett viktigt nyckeltal för investeringsbeslut kan därför bäst argumenteras vid direktkontakt.

Överföringsteknik med SPE utgör ett viktigt steg på vägen mot konvergerande nät. Medan Time Sensitive Network (TSN) till exempel främst är utformat för tidskritiska uppgifter inom funktionssäkerhet eller rörelsekontroll, används 5G för applikationer som kräver mobilnät. Detsamma gäller WLAN 6 och 7 inom området licensfri, trådlös överföringsteknik.

Single-Pair-Ethernet lämpar sig även utmärkt för kommunikation på de sista meterna. Den gemensamma nämnaren för alla tekniker är det konvergerande Ethernet-nätverket – den standardiserade världen för industriell kommunikation. Om aktörerna inom automation, elektroteknik samt anläggnings- och maskinbyggnation lyckas enas om denna väg på medellång sikt, kommer fältbusskriget med dess branschspecifika utveckling äntligen att tillhöra det förflutna.

Chanserna för detta är gynnsamma. Det hela stöds av den allmänna överföringsprestandan för standardkommunikation från konsumentmarknaden. SPE uppnår t.ex. som medium för den rumsligt begränsade maskinnivån en överföringshastighet på 10 Mbit/s med en kabellängd på upp till 1 000 m. I jämförelse levererar I/O-länk med en maximal kabellängd på 20 m bara 230,4 kBit/s. Även om I/O-länk utan tvekan underlättar anslutningen av sensorer, är dataöverföringen inte längre tillräcklig för framtida uppgifter inom kopplade sektorer, enligt Manfred Walter.

På tal om framtiden: Phoenix Contact och JUMO ser enhälligt en tydlig inriktning mot konvergerande Ethernet-nätverk, särskilt bland den yngre generationen specialister. "För att uttrycka det provocerande så har digital natives utifrån sin bakgrund och historia mindre förståelse för varför vi använder så många olika system inom industriell automation", säger Martin Müller. Målet måste vara att ställa sig frågan vad en sensor kan och vad den kan prestera utanför sitt eget mätområde för effektiv och resursbesparande drift av anläggningen. "Vi ser en enorm framtid här", understryker även Manfred Walter.