SPE відповідно до стандарту IEC 63171-7 вперше гарантує справжню сумісність між різними виробниками і знижує ризики планування для вашої компанії.
Single Pair Ethernet Наскрізний обмін даними між пристроями — від датчика до хмари: Single Pair Ethernet (SPE) дозволяє організувати Ethernet-з’єднання лише по одній парі жил, забезпечуючи економічне й компактне підключення датчиків. Це вможливлює наскрізну IP-комунікацію до польового рівня. Крім передачі даних, технологія Single Pair Ethernet також забезпечує одночасне електричне живлення кінцевих пристроїв через Power over Data Line (PoDL). У цій брошурі описано, як побудувати польову комунікацію з урахуванням майбутніх вимог.
Що таке Single Pair Ethernet?
Класичний Ethernet використовується для зв’язку на верхніх рівнях піраміди автоматизації, однак для найнижчого польового рівня він часто занадто витратний або має обмежену дальність. Технологія SPE розширює профіль продуктивності Ethernet.
Single Pair Ethernet — це технологія фізичного рівня передачі даних за допомогою лише однієї витої пари жил замість двох двожильних провідників у разі використання Fast Ethernet (100 Мбіт/с) або чотирьох двожильних провідників для Gigabit Ethernet. Завдяки цьому компактні пристрої, датчики й виконавчі механізми можна підключати безпосередньо з польового рівня — без додаткових підсистем або шлюзів. SPE — це легка та економна технологія Ethernet для поточних і майбутніх сфер застосування.
Переваги Точна відповідність Single Pair Ethernet вимогам промисловості
Поширені запитання щодо нового стандарту Single Pair Ethernet
Вилки IP20 та M12 очікуються на початку 2027 року. Рекомендуємо розпочати планування вже зараз. Ми також плануємо привести інші конструкції у відповідність новому стандарту.
Phoenix Contact є ініціатором і активним співрозробником нового стандарту - ви отримуєте вигоду від нашого досвіду та інноваційної сили.
Новий вставний торець спрощує інтеграцію, підвищує сумісність і дає змогу ще гнучкіше використовувати його в численних додатках.
Наявні вироби SPE поки не знімають із виробництва. Відповідне рішення буде розглянуто лише в довгостроковій перспективі, після повного впровадження нового асортименту.
Так, наші рішення розроблені так, щоб ви могли гнучко і паралельно використовувати наявні та нові вироби у своїх системах.
Технологія SPE
Огляд стандартів технології Single Pair Ethernet
Стандарти та норми SPE у брошурі
Ефективність Single Pair Ethernet (SPE) залежить від чітко визначених стандартів і норм. У цій брошурі описано, як міжнародні нормативні акти створюють підґрунтя для цілісної, функціонально сумісної та перспективної інфраструктури SPE. Стандарти SPE визначені в IEEE 802.3. Цей стандарт описує технічні типові умови для передачі даних на базі Ethernet через пару жил. Варіанти передачі відрізняються швидкістю та відстанню. В IEC 63171 описано сумісні з’єднувачі для стандартів SPE. Зараз триває робота над 2-ю редакцією стандарту IEC 63171-7.
В основу 2-ї редакції стандарту IEC 63171-7 покладено наявний гібридний інтерфейс SPE. Воно визначає уніфіковану поверхню сполучення для гібридного застосувань і застосувань тільки на базі даних. Стандарт розрізняє різні конструкції, залежно від місця застосування та вимог до захисту. До них, зокрема, належать вставні торці класу IP20 для використання в захищених середовищах, а також надійні варіанти M8 та M12 для польового рівня.
Power over Data Line (PoDL)
На додаток до передачі даних через Ethernet технологія SPE забезпечує одночасне електричне живлення кінцевих пристроїв. За допомогою технології Power over Data Line (PoDL) можна передавати корисну потужність до 52 Вт.
Різні класи потужності описані в стандарті IEEE 802.3bu та IEEE 802.3cg. За допомогою цієї технології можна подавати живлення на датчик або виконавчий елемент на відстані до 1000 метрів за допомогою кабелю, який використовується для передачі даних. Витрати на монтаж і вимоги до простору для польового кабельного з’єднання зводяться до мінімуму.
Класи потужності PoDL
Сфери застосування Single Pair Ethernet SPE ідеально підходить для різних застосувань в автоматизації сільського господарства, будівель, промисловості та технологічних процесів. Технологію SPE можна легко інтегрувати в наявну інфраструктуру Ethernet, незалежно від середовища, в якому вона використовується. Тенденція до заощадження ресурсів і мініатюризації пристроїв лише підсилює переваги Single Pair Ethernet — компактні кабельні з’єднання звільняють місце для електроніки.
Спека і холод, волога і пил, удари й вібрації. До з’єднувачів для передачі даних у сільськогосподарській техніці висувають суворі вимоги. Для забезпечення максимальної надійності навіть за високих навантажень Phoenix Contact пропонує міцні з’єднувачі для довготривалої, стабільної та високопродуктивної передачі даних через SPE. Компанія Phoenix Contact, член фонду Agricultural Industry Electronics Foundation (AEF), сприяє розвитку нових стандартів передачі даних, як-от High-Speed ISOBUS (HSI), і підтримує їх своїми виробами для Single Pair Ethernet.
У всіх сферах виробництва інтеграція датчиків відіграє ключову роль. SPE надійно інтегрує датчики, виконавчі елементи або польові пристрої в наявне середовище Ethernet. Це означає, що необхідні дані та технологічну інформацію можна передавати безпосередньо на рівень керування або в хмару для аналізу. На відміну від протоколів польових шин, Ethernet проникає на всі рівні автоматизації. Додаткові шлюзи або інтерфейси не потрібні. Зменшення до однієї пари жил також спрощує підключення датчиків безпосередньо до машин або систем. Будівництво, експлуатація та обслуговування установок стають більш ефективними та рентабельними.
Компактне обладнання оптимально підходить для застосування в автомобільній галузі. Вита пара жил із максимальною довжиною кабелю 15 м (неекранованого) або 40 м (екранованого) та швидкістю передачі даних від 10 Мбіт/с до 1 Гбіт/с є ідеальним варіантом для використання в кабельних джгутах транспортних засобів. У розробці знаходиться низка нових стандартів SPE, які мають забезпечити швидкість передачі даних до 10 Гбіт/с і навіть більше. У нових поколіннях автомобілів технологія SPE замінює CAN, MOST, FlexRay та інші шинні системи. Функції безпеки, керування та зв’язку працюють через єдиний Ethernet-інтерфейс. Це важлива передумова для мережевої взаємодії автомобіля та автономного керування.
Пряме двопровідне з’єднання Ethernet польових пристроїв і датчиків у технологічних процесах у вибухобезпечних зонах стало можливе завдяки використанню Ethernet-APL. Advanced Physical Layer (APL) використовує стандарт 10BASE-T1-L від IEEE 802.3cg та IEC TS 60079-47, 2021-03 (2-WISE) (2-WISE = 2-Wire Intrinsically Safe Ethernet) і підтримує методи вибухозахисту, зокрема іскробезпеку. Тепер можливе застосування у вибухонебезпечних середовищах і подолання великих відстаней до 1000 метрів зі швидкістю 10 Мбіт/с. Нова інфраструктура обміну даними дозволяє наскрізно використовувати Ethernet у переробній промисловості.
Об’єднані в мережу будівлі забезпечують високу ефективність, більшу безпеку та додаткові функції комфорту. За допомогою універсального IP-протоколу датчики, перемикачі або термостати, наприклад, можна підключати до системи управління будівлею через локальну мережу передачі даних і хмару. Безперервні кабелі SPE замінюють наявні системи польових шин, складні інтерфейси або шлюзи. Існує також можливість повторного використання наявної двопроводової кабельної інфраструктури, наприклад мережевих кабелів. Монтаж і введення в експлуатацію значно спрощуються.
Single Pair Ethernet System Alliance
Разом з іншими провідними технологічними підприємствами компанія Phoenix Contact створила асоціацію SPE System Alliance. Компанії-партнери об’єднують ноу-хау щодо Single Pair Ethernet і цілеспрямовано обмінюються досвідом. Вони прагнуть досягти спільної мети — стимулювати розвиток технології SPE для промислового Інтернету речей (IIoT) та інших сфер застосування.
