未來感測器以端對端方式通訊 單對乙太網路：在自動化領域進行遠距離精實通訊。
摘要
乙太網路與單對乙太網路的連續性對於提高生產的永續性至關重要。它提供可簡化故障排除的新方式，優勢明顯。透過收集狀態資訊，還支援基於狀態的維護。
以 JUMO 的感測器技術為例，我們可以清楚地瞭解這一系列優勢如何提高 OEE (Overall Equipment Effectiveness)，即整體系統可用性。同時，整合基於雲端的服務也更簡便。
堅信 SPE：Manfred Walter 在位於福達的 JUMO 擔任產品經理
資訊創造附加價值
單對乙太網路 (SPE) 讓遠距離連接更永續、更智慧。感測器製造商 JUMO 採用 SPE 作為其量測技術裝置適應未來的通訊媒介。為此所需的連接技術設備來自菲尼克斯電氣 - 這是雙方密切合作的結果。
JUMO 產品經理 Manfred Walter 說道：「透過單對乙太網路，我們可以更好地利用我們的智慧感測器。藉由 SPE 傳輸更多感測器資料，我獲得了真正的附加價值。」 要從中得出有利的資訊，需要更多的資料。如果一個 4 至 20 mA 感測器僅傳輸裸電流值（例如相當於溫度），則不會帶來附加價值。
使用感測器調節室內氣候。正如福達 JUMO 生產的情況一樣，連接透過 SPE 精實運作。
乙太網路無媒介中斷
產品經理 Manfred Walter 感到非常興奮的是，透過 SPE 連接，感測器資訊最終可以在系統中無縫分佈。他仍記得自動化金字塔內難以克服的層邊界。「我們認為各個層級的連續性將為 JUMO 帶來顯著優勢。」此外，透過兩條芯線傳輸資料和電力（資料線供電 PoDL），還可以節省纜線用量。SPE 提供了從 ERP 級別到現場級別感測器和執行器端對端通訊的可能性。Walter 強調：「整個過程不會出現媒介中斷」，因為感測器基於乙太網路協定在各個層級上進行一致的通訊。
透過 SPE 因應工業通訊中的媒介中斷問題：這是否會導致我們在選擇感測器層級的連接技術時重新思考各個方面？根據 Manfred Walter 的經驗，客戶對機器和設備工程的期望仍然明顯受價格驅動。在進行專案規劃時，測量鏈的預算非常有限。「問題在於測量鏈的成本限值是多少，以及 SPE 連線的額外價格有多高。」我們很難得出一致乙太網路架構的結論性論點，特別是在標準化招標程序中。因此，對作為投資決策重要關鍵指標的 OEE 所產生的正面影響，最好透過直接聯絡來論證。
兩條導線已足夠：這就是用於 JUMO 產品、支援 SPE 通訊的連接器裝配面外框
安全監控
SPE 傳輸技術代表了融合網路的重要一步。例如，時間敏感型網路 (TSN) 主要設計用於功能安全或運動控制領域的時間關鍵型任務，而 5G 則用於需要行動網路的應用。WLAN 6 和 7 用於免授權無線傳輸技術領域。
單對乙太網路則是遠距離通訊的理想選擇。全部技術的共同點在於融合乙太網路 – 工業通訊的統一網路。如果自動化、電氣工程以及設備和機械製造領域的參與者能夠在中期就這條道路達成一致，那麼現場匯流排及其行業特定開發的戰爭最終將成為過去。
透過 SPE 提供的感測器資料藉由儀錶板傳輸到 JUMO 生產廠房中的監視器
距離長達 1,000 m，速率高達 10 Mbps
前景很樂觀。整個流程由消費者市場標準通訊的一般傳輸性能所支援。SPE 作為空間有限機器層面的媒介，可在長達 1,000 m 的線路上實現 10 Mbps 的傳輸速率。相較之下，例如，I/O-Link 在最長 20 m 的線路上僅能達到 230.4 kbps 的速率。儘管 I/O-Link 可以簡化感測器的連接，但 Manfred Walter 認為此資料傳輸速率已不足以滿足未來耦合部門內的任務。
談到未來：菲尼克斯電氣和 JUMO 在年輕一代專業人才身上看到了融合乙太網路發展的明確方向。Martin Müller 說道：「數位原住民基於自身經歷和過去的體驗，對於我們為什麼在工業自動化中運作如此多不同的系統，感到難以理解。」 我們必須不斷思考：感測器有何作用，以及除了自身量測範圍之外，感測器還能如何推動實現高效且節省資源的系統運作。Manfred Walter 強調說道：「我們認為前景廣闊。」
IP67 衛生型連接器解決方案
安裝，連接 - 大功告成：透過 SPE 連接，安裝 JUMO 感測器變得輕而易舉，並且基於乙太網路層，無需閘道器或對介面進行複雜的程式設計。為了在實際應用中實現 1,000 m 的單對乙太網路傳輸距離且不限制衰減，菲尼克斯電氣開發的連接設計為 M12 尺寸。
對此，Manfred Walter 解釋道：「在 M8 規格中，我們沒有足夠的空間來連接用於 1,000 m 傳輸距離的 18 AWG 雙芯資料線。」 連接本身經過精心設計，以盡可能提高穩健性和衛生性。JUMO 的「flowTRANS MAG H20」和「DELOS S02」系列流量和壓力感測器廣泛應用於製藥和食品工業。在要求嚴苛的生產流程或 CIP 清洗 (Clean in Place) 流程中，連接的耐久性必須出色，才能確保遠距離高運作可靠性。菲尼克斯電氣推出的解決方案遵循衛生設計並達到 IP67 防護程度。
案例總結
透過 SPE 連接感測器，可以將其他量測變數整合到通訊中。此外，也為將感測器直接整合到雲端開闢了新的可能性，由於設備已具有功能閘道器，無需使用其他閘道器。這可以節省元件和成本。JUMO SPE 多功能感測器「HydrTRANS S20」可量測溫度、濕度和二氧化碳，其典型應用領域包括例如用於監控敏感儲藏室、常規監控任務以及與操作和員工安全相關的嚴苛任務。
