Single Pair Ethernet (SPE) - nu ook voor kabelrupsen met 4 jaar garantie

Single Pair Ethernet (SPE) is de sleutel tot slimme industriële automatisering, het Industrial Internet of Things (IIoT). Voor het eerst maakt dit gestandaardiseerde, ruimtebesparende en kosteneffectieve Ethernetcommunicatie mogelijk, inclusief de "laatste meter" van de cloud via de schakelkast naar de machine.

Single Pair Ethernet: wat is Single Pair Ethernet en hoe werkt het?

De sleutel tot industriële automatisering, het industriële internet van dingen (IIoT)
De slimme fabriek is niet langer een algemene term, maar een synoniem voor een veelheid aan uitdagingen waar bedrijven vandaag de dag mee te maken hebben. Onderwerpen als standaardisatie, betrouwbaarheid van complexe (IT-)systemen en het beheersen van toenemende complexiteit worden bijna unaniem genoemd als de grootste uitdagingen van de vierde industriële revolutie. Dit wordt bijvoorbeeld duidelijk als we kijken naar de gevestigde automatiseringspiramide. Communicatie en gegevensuitwisseling zijn beperkt - in de zeldzaamste gevallen zijn bestaande Ethernetbussen geschikt voor gebruik tot aan de veldapparatuur. De installatieruimte op de sensoren of actuatoren is te klein. De omgevingsparameters waaraan zowel bewegende als statische Ethernetkabels moeten voldoen tijdens continu gebruik in het veld zijn te veeleisend.

Dat kan nu allemaal veranderen: met Single Pair Ethernet (SPE) vindt momenteel een Ethernet bus en transmissieprotocol zijn weg naar het industriële landschap dat niet alleen indruk maakt door zijn kleine afmetingen, maar ook door zijn uitstekende transmissie-eigenschappen. Zowel in rust als in zeer dynamische toepassingen zoals in een kabelrups.

Technisch gezien beschrijft Single Pair Ethernet de overdracht van Ethernet (1000Base-T1) via slechts twee koperdraden en maakt het gelijktijdige stroomtoevoer (PoDL) mogelijk naast de gegevensoverdracht via Ethernet. Deze technologische sprong leidt tot een reductie in diameter van ongeveer 25% vergeleken met een conventionele Ethernetkabel. Deze whitepaper geeft een overzicht van de huidige ontwikkelingsstatus van SPE en toont de mogelijkheden die de nieuwe transmissietechnologie opent voor de industrie dankzij de aanzienlijke besparingen in installatieruimte en de bijbehorende gewichtsvermindering:

Bekijk het hier gratis

Wie zit er achter de nieuwe SPE-technologie?

Het industriële partnernetwerk van SPE
Single Pair Ethernet is de infrastructurele basis die IIoT en Industrie 4.0 mogelijk maakt. Om de Single Pair Ethernet-technologie voor de snel groeiende IIoT-markt te promoten, neemt igus deel aan de SPE Industrial Partner Networks met andere sterke partners zoals HARTING en TE Connectivity.

Voor de betrouwbare vestiging van het volledige toekomstige SPE-ecosysteem worden ook standaarden voor transmissieprotocollen, bekabeling en apparaatcomponenten gezamenlijk ontwikkeld en aangenomen en gepubliceerd in IEEE 802.3 en IEC SC46C.

Als gevolg hiervan is de nieuwe kabel ook ontworpen om perfect aan te sluiten op de interface van de T1-connector. Dit betekent dat de duurzame afscherming op betrouwbare wijze wordt overgedragen op de connector, waardoor optimale elektromagnetische compatibiliteit wordt gegarandeerd. De combinatie van chainflex-kabel en SPE-connector is extreem robuust: igus gebruikt een zeer slijtvaste, kerfbestendige PUR-mantel en de connector heeft robuuste metalen vergrendelingsmechanismen met een PCB-contactdoos.

Meer informatie over het partner netwerk

Waar komt de vraag naar deze nieuwe Ethernet-technologie vandaan?

Opkomst...
Tegenwoordig is ethernet gebruikelijk en ingeburgerd als bussysteem in het hele gebouw (1), op besturingsniveau (2) en tot aan het machinebesturingssysteem (3). Meer diepgaande systemen tot op het ingangsniveau, zoals I/O-sensoren (4), meetapparatuur en actuatoren zijn meestal verbonden met eenvoudige kabels of veldbussen. Hierdoor is intelligent gebruik in een universeel bussysteem op technologische basis niet mogelijk.

Deze situatie moet veranderen om interfaces en koppelingssystemen te besparen en tegelijkertijd de evaluatie van machinerelevante gegevens te verhogen. Hiervoor is een ethernetsysteem nodig dat de ethernetwereld volledig combineert met de kleine afmetingen van IO-kabels. Deze behoefte is de oorsprong van Single Pair Ethernet.

Meer achtergrondinformatie is te vinden in het technische interview met de IEE-redactie: https://www.all-electronics.de/die-steckerfrage-entscheiden-die-anwender-niemand-anderes/

... en specificaties van SPE
Klassieke Ethernetbussen hebben meestal vier paar aders. Met SPE kan veilige datatransmissie worden gerealiseerd in de kleinst mogelijke ruimte, net als op veldniveau. SPE kan worden geïntegreerd in de bestaande bustechnologieën van bedrijven, waardoor het de meest innovatieve transmissieoptie is die momenteel beschikbaar is.

In de netwerkfabriek bijvoorbeeld kunnen toegangstijden binnen een productieproces verder worden verkort, zelfs met gedistribueerde gegevens, en kunnen gegevens nog sneller worden overgedragen. De combinatie van SPE-bus en connectorface verlaagt de kosten en verhoogt tegelijkertijd het technische niveau en garandeert een langdurig gebruik over de hele linie dankzij connectorcompatibiliteit. Dit wordt verder benadrukt door het ontwerp van de bekabelingscomponenten:

Karakteristieke golfimpedantie van 100Ω
Bandbreedte van 600MHz
Vaste parameters zoals demping, retourverlies en overspraakdemping
Volledige afscherming om de overdrachtskwaliteit te garanderen onder extreme omstandigheden van elektromagnetische compatibiliteit
Tweepolige insteekconnectoren van klein type in beschermingsklasse IP20 en IP65/67

Hoe kan SPE nu worden gebruikt?

Hoge levensduur gegarandeerd door uitgebreide tests
De aanzienlijk verhoogde transmissiesnelheid en de gelijktijdige vermindering van de diameter zullen het in de toekomst mogelijk maken om sensoren met grote datavolumes kosteneffectief aan te sluiten. De gebruiker hoeft niet in te leveren op kwaliteit. De oliebestendige en vlamvertragende CFBUS.PUR.042 werd uitgebreid getest in het igus testlaboratorium van 3.800 vierkante meter. Zoals voor het hele chainflex kabelassortiment geldt, krijgt de klant ook voor de Single Pair Ethernetkabel een garantie van 4 jaar.

SPE is daarom een echt alternatief voor andere bussystemen in toepassingen met een kleine buigradius en kleine installatieruimten, bijv. industriële cameratoepassingen of positionerings- en controlesensoren. Dergelijke cameravisiesystemen worden voornamelijk gebruikt als detectie- en positioneringssystemen. Voorheen moesten dergelijke sensoren in het veld worden aangesloten via businterfaces met 4- of 8-draads Ethernetkabels. Met SPE kan elke sensor rechtstreeks in het besturingssysteem van een hoger niveau worden geïntegreerd.