SPE i enlighet med IEC 63171-7-standarden säkerställer äkta kompatibilitet över tillverkargränserna för första gången och minskar planeringsriskerna för ditt företag.
Single Pair Ethernet Heltäckande apparatkommunikation hela vägen från sensorn till molnet: Single Pair Ethernet (SPE) gör det möjligt att överföra Ethernet via endast en dubbelledare och säkerställer därmed kostnadseffektiv och kompakt anslutning av sensorer. Sömlös IP-baserad kommunikation möjliggörs ända ner till fältnivån. Single Pair Ethernet-tekniken möjliggör parallell dataöverföring och strömförsörjning för terminaler via Power over Data Line (PoDL). I whitepaper står hur du kan framtidssäkra din fältkommunikation.
Vad är Single Pair Ethernet?
I automationspyramiden kopplar klassiskt Ethernet redan samman de övre nivåerna, men är ofta för komplicerat eller har begränsad räckvidd för den lägsta fältnivån. Här utökar SPE-tekniken Ethernet-nätverkets prestandaprofil.
Single Pair Ethernet är ett fysiskt lager för dataöverföring via endast en tvinnad ledarpar, istället för två dubbelledare som används i Fast Ethernet (100 MBit/s) eller fyra dubbelledare som används i gigabit-Ethernet. Därmed kan kompakta enheter, sensorer och ställdon anslutas direkt från fältnivån – utan ytterligare undersystem eller gateways. SPE är den lätta, materialbesparande Ethernet-utvecklingen för nuvarande och framtida tillämpningsområden.
Fördelar Single Pair Ethernet uppfyller industrins kravprofil exakt
Vanliga frågor om den nya Single Pair Ethernet-standarden
IP20- och M12-hanarna förväntas i början av 2027. Vi rekommenderar att du börjar planera redan nu. Planen är att anpassa fler utföranden till den nya standarden.
Phoenix Contact är initiativtagare och aktiv medkonstruktör av den nya standarden - du drar nytta av vår erfarenhet och innovationskraft.
Den nya kontaktfronten förenklar integrationen, ökar kompatibiliteten och möjliggör en ännu mer flexibel användning i många olika applikationer.
Befintliga SPE-produkter kommer för tillfället inte att fasas ut. Ett sådant beslut kommer att övervägas först på lång sikt, efter det att den nya produktportföljen har införts fullt ut.
Ja, våra lösningar är utformade så att du kan använda befintliga och nya produkter flexibelt och parallellt i dina system.
SPE-teknik
Översikt över standarder som är relevanta för Single Pair Ethernet
SPE-standarder och normer i whitepaper
SPE:s prestanda beror på tydligt definierade standarder och normer. I detta whitepaper beskrivs hur internationella regelverk lägger grunden för en enhetlig, interoperabel och framtidssäker SPE-infrastruktur. SPE-standarderna definieras i IEEE 802.3. Denna standard beskriver de tekniska ramvillkoren för Ethernet-baserad dataöverföring via en dubbelledare. De skiljer sig åt när det gäller överföringshastighet och avstånd. I IEC 63171 beskrivs de kompatibla kontakterna för dessa SPE-standarder. Just nu uppdateras IEC 63171-7 utgåva 2.
IEC 63171-7 utgåva 2 bygger vidare på det befintliga hybrid-SPE-gränssnittet. Den definierar en enhetlig kontaktfront som genomgående täcker både hybridapplikationer och rent databaserade applikationer. Standarden skiljer mellan olika konstruktioner som är lämpliga beroende på användningsplats och skyddskrav. Dessa omfattar bland annat IP20-kontaktfronter för användning i skyddade miljöer samt robusta M8- och M12-varianter för fältnivå.
Power over Data Line (PoDL)
Förutom dataöverföring via Ethernet möjliggör SPE-tekniken även samtidig strömförsörjning av terminalerna. Med hjälp av Power over Data Line (PoDL) kan en nettoeffekt på upp till 52 W överföras.
De olika effektklasserna finns beskrivna i standarden IEEE 802.3bu och IEEE 802.3cg. Med den här tekniken är det möjligt att förse en sensor eller ett ställdon med ström på upp till 1000 meters avstånd via den kabel som används för dataöverföring. Installationsarbetet och utrymmeskraven för fältkablaget minimeras.
PoDL-effektklasser
Tillämpningar för Single-Pair-Ethernet SPE är idealisk för olika tillämpningar inom jordbruk-, byggnads-, industri- och processautomation. SPE-tekniken kan enkelt integreras i en befintlig Ethernet-infrastruktur, oavsett i vilken miljö den används. Även inom utvecklingen mot resurssparande och små enheter möjliggör Single-Pair-Ethernet mer plats för din elektronik, tack vare platsbesparande ledningar.
Värme och kyla, fukt och damm, stötar och vibrationer – det ställs extrema krav på datakontakter i lantbruksmaskiner. För att uppnå maximal tillförlitlighet även under tuffa belastningar erbjuder Phoenix Contact robusta kontakter för långvarig, stabil och högpresterande SPE-dataöverföring. Som medlem i Agricultural Industry Electronics Foundation (AEF) främjar vi utvecklingen av nya standarder för dataöverföring, såsom High-Speed ISOBUS (HSI), och stöder dessa med våra produkter för Single Pair Ethernet.
Inom alla tillverkningsområden spelar integrationen av sensorer en nyckelroll. SPE integrerar tillförlitligt sensorer, ställdon och fältenheter i en befintlig Ethernet-miljö. Detta innebär att nödvändig data och processinformation kan överföras direkt till styrsystemsnivån eller till ett moln för analys. Till skillnad från fältbussprotokoll genomsyrar Ethernet alla automationsnivåer. Ytterligare gateways eller gränssnitt behövs inte. Reduceringen till endast ett par kablar förenklar också kabeldragningen av sensorer direkt i maskiner och anläggningar. Konstruktion, drift och underhåll av anläggningar blir effektivare och mer kostnadseffektiv.
Den utrymmesbesparande tekniken är perfekt för tillämpningar inom bilindustrin. Med en överföringshastighet på 10 MBit/s upp till 1 GBit/s via endast en tvinnad dubbelledare och en maximal kabellängd på 15 meter (oskärmad) eller 40 meter (skärmad) är den idealisk för användning i kabelskydd i fordon. Dessutom är ett antal nya SPE-standarder under utveckling som bör möjliggöra dataöverföringshastigheter på upp till 10 GBit/s och till och med mer. I nya generationer av bilar ersätter SPE därför CAN, MOST, FlexRay och andra bussystem. Säkerhetsfunktioner, styrning och kommunikation sker enhetligt via Ethernet. Detta är en viktig förutsättning för uppkopplad eller autonom körning.
Den direkta ethernet-anslutningen med parkabel av fältenheter och sensorer i Ex-zonerna för processtekniska tillämpningar möjliggör Ethernet-APL. Advanced Physical Layer använder standarden 10BASE-T1-L från IEEE 802.3cg tillsammans med IEC TS 60079-47, 2021-03 (2-WISE)-standarden (2-WISE står för 2-Wire Intrinsically Safe Ethernet) och stödjer metoder för explosionsskydd inklusive egensäkerhet. Användning i explosionsfarliga områden och överbryggning av stora avstånd på upp till 1000 meter med 10 MBit/s blir möjlig. Den nya kommunikationsinfrastrukturen gör det möjligt att konsekvent använda Ethernet i processindustrin.
Nätverksbyggnader garanterar hög effektivitet, ökad säkerhet och ytterligare komfortfunktioner. Med hjälp av ett universellt IP-protokoll kan t.ex. sensorer, brytare eller termostater anslutas till systemet för fastighetsdrift via det lokala datanätet och molnet. Den kontinuerliga SPE-kabeldragningen ersätter befintliga fältbussystem, komplexa gränssnitt eller gateways. Det finns också möjlighet att återanvända befintlig tvåtrådig kabelinfrastruktur, t.ex. nätverkskablar. Installation och idrifttagning förenklas avsevärt.
Single Pair Ethernet System Alliance
Phoenix Contact har slagit sig samman med andra ledande teknikföretag inom SPE System Alliance. Partnerföretagen slår samman sin kompetens inom Single Pair Ethernet och delar information med varandra. Det gemensamma målet är att främja SPE-tekniken för Industrial internet of things (IIoT) och alla andra användningsområden.
