Сенсорна технологія завтрашнього дня забезпечує наскрізний зв’язок Single Pair Ethernet: економічний зв’язок на останніх метрах автоматизації.
Коротке резюме
Універсальність Ethernet в Single Pair Ethernet має важливе значення для сталого розвитку виробництва. Переваги пов’язані передусім з новими опціями, які спрощують пошук та усунення несправностей. Збирання інформації про стан також дозволяє проводити технічне обслуговування на основі стану.
На прикладі сенсорної технології від JUMO стає зрозуміло, як можна підвищити загальну ефективність обладнання (OEE), тобто загальну експлуатаційну готовність системи, за допомогою цього набору переваг. Це також полегшує підключення до хмарних сервісів.
Впевнений вибір на користь SPE: Манфред Вальтер працює менеджером з продукції в компанії JUMO у Фульді
Інформація створює додаткову вартість
Single Pair Ethernet (SPE) має все необхідне, щоб зробити з’єднання на останніх метрах більш стабільними та розумними. Виробник датчиків JUMO небезпідставно покладається на SPE як на перспективну систему зв’язку для вимірювальних технологій. Потрібну для цього технологію з’єднання надає Phoenix Contact — як результат тісної співпраці на рівні проєкту.
«Ми можемо краще використовувати наші інтелектуальні датчики за допомогою Single Pair Ethernet», — говорить Манфред Вальтер, менеджер з продукції JUMO. «Я отримую реальну додаткову цінність, маючи можливість передавати більше даних з датчиків за допомогою SPE». Збільшення обсягу даних є основою для отримання з них корисної інформації. Ця опція недоступна, якщо датчик 4-20 мА передає лише чисте значення струму, наприклад, як еквівалент температури.
Датчики можна використовувати для регулювання мікроклімату у приміщенні. З’єднання відбувається через SPE, як і тут, на виробництві JUMO у Фульді.
Ethernet без переривання передачі даних
Менеджер з продукції дійсно в захваті від того, що з’єднання SPE нарешті дозволяє безперешкодно розподіляти інформацію з датчиків всередині системи. Манфред Вальтер враховує межі ярусів у піраміді автоматизації, які так важко подолати. «Ми в JUMO вважаємо, що узгодженість на всіх рівнях є великою перевагою». Крім того, можна зменшити кількість кабелів, оскільки дані та енергія — Power over Data Line (PoDL) — передаються двома проводами. В принципі, SPE пропонує можливість наскрізного зв’язку від рівня ERP до датчиків і виконавчих елементів на польовому рівні. «І все це також працює без збоїв передачі даних», — підкреслює Вальтер, оскільки датчик стабільно взаємодіє на всіх рівнях на основі протоколів Ethernet.
Використання SPE для боротьби з перериваннями зв’язку у промислових процесах комунікації: чи призведе ця перевага до переосмислення вибору технології з’єднання на рівні датчиків? З досвіду Манфреда Вальтера, очікування клієнтів у машинобудуванні та машинобудуванні продовжують помітно залежати від ціни. Під час проєктування систем бюджети вимірювальних ланцюгів жорстко обмежені. «Питання в тому, скільки може коштувати ланцюг вимірювання і наскільки високою є додаткова ціна за підключення SPE». Переконливі аргументи на користь інтегрованої архітектури Ethernet важко навести, особливо в умовах стандартизованих тендерних процедур. Тому позитивний вплив на ОЕЕ як важливий ключовий показник для прийняття інвестиційних рішень найкраще можна довести в прямому контакті.
Достатньо двох провідників: так виглядає поверхня сполучення штекера з підтримкою зв’язку SPE для JUMO
Надійний моніторинг
Технологія передачі з SPE є важливим кроком на шляху до конвергентних мереж. Тоді як, наприклад, Time Sensitive Network(TSN) призначена насамперед для критичних за часом завдань в таких сферах, як функціональна безпека або керування рухом, 5G використовують для систем, що потребують мобільної комунікації. Те ж саме стосується WLAN 6 і 7 в області безліцензійних технологій бездротової передачі даних.
Single Pair Ethernet також дуже добре підходить для зв’язку на останніх метрах. Спільним знаменником для всіх технологій є конвергентна мережа Ethernet — стандартизований світ промислового зв'язку. Якщо гравці в галузі автоматизації, електротехніки та машинобудування зможуть домовитися про цей шлях в середньостроковій перспективі, то війни польових шин з їхніми галузевими розробками нарешті відійдуть у минуле.
Дані з датчиків, доступні через SPE, надходять на монітор через інформаційну панель під час виробничого процесу JUMO
1000 м зі швидкістю 10 Мбіт/с
Шанси на це сприятливі. Все це підтримується загальною продуктивністю передачі стандартних технологій зв’язку зі споживчого ринку. Наприклад, як середовище для обмеженого у просторі рівня обладнання SPE досягає швидкості передачі 10 Мбіт/с за довжини лінії до 1000 м. Як порівняти, наприклад, I/O-Link з максимальною довжиною лінії 20 м забезпечує швидкість передачі лише 230,4 кбіт/с. Навіть якщо I/O-Link, без сумніву, значно спрощує підключення датчиків, обсягу передачі даних, на думку Манфреда Вальтера, вже недостатньо для виконання майбутніх завдань в межах поєднаних секторів.
Говорячи про майбутнє: Phoenix Contact і JUMO одностайно бачать чітку орієнтацію на конвергентні мережі Ethernet, особливо серед молодого покоління фахівців. «Говорячи провокаційно, цифрові аборигени менше розуміють, чому ми використовуємо так багато різних систем у промисловій автоматизації через їхній досвід та історію», — каже Мартін Мюллер. Потрібно ставити більше запитань про те, що може робити датчик і що він здатен робити за межами свого діапазону вимірювання для ефективної та економічної з погляду використання ресурсів роботи системи. «Ми бачимо тут величезну перспективу», — підкреслює Манфред Вальтер.
Гігієнічно чисте рішення штекера в IP67
Встановити, підключити — готово: завдяки сумісності з SPE датчик JUMO вирізняється простотою монтажу і працює без шлюзів або трудомісткого програмування інтерфейсів на рівні Ethernet. З метою досягнення відстані передачі 1000 м для Single Pair Ethernet в практичному застосуванні без обмеження через затухання, роз’єм, розроблений Phoenix Contact, виконаний в типорозмірі M12.
«У версії M8 нам би не вистачило місця для підключення двожильного кабелю передачі даних 18 AWG, який використовується на відстані 1000 метрів», — пояснює Манфред Вальтер. Конструкція самого з’єднання збалансовано для максимальної надійності та гігієнічності. Датчики потоку і тиску JUMO серій «flowTRANS MAG H20» і «DELOS S02» широко використовуються у фармацевтичній і харчовій промисловості. Високого рівня експлуатаційної безпеки на великих відстанях можна досягти лише за умови, що з’єднання також демонструють витривалість під час складних виробничих процесів або очищення CiP (Clean in Place). Рішення від Phoenix Contact відповідає стандартам гігієнічному дизайну і має ступінь захисту IP67.
Висновок
Підключення датчиків до SPE відкриває шлях до інтеграції додаткових вимірюваних змінних в процеси обміну даними. Це також відкриває нові можливості для підключення датчиків безпосередньо до хмари, оскільки пристрої вже мають функціональний шлюз і тому додатковий шлюз не потрібен. Це економить компоненти та гроші. JUMO бачить типові області застосування багатофункціонального датчика SPE «hydroTRANS S20» для вимірювання температури, вологості та CO₂, наприклад, у моніторингу чутливих складських приміщень, загальних задачах моніторингу та складних завданнях, пов’язаних з безпекою експлуатації та працівників.
Зв’яжіться з нашими експертами
