04/20) Partnerstwo technologiczne między Weidmüller, Phoenix Contact, Reichle & De-Massari (R&M), Fluke Networks i Telegärtner na rzecz Ethernetu jednoparowego (SPE) założyło stowarzyszenie SPE System Alliance. W ramach tej grupy wiodące przedsiębiorstwa technologiczne z różnych gałęzi przemysłu i obszarów zastosowań, połączyły swoje doświadczenie w zakresie SPE i zapewniły wymianę wiedzy ukierunkowaną na cel. Partnerom grupy przyświeca cel przyspieszenia rozwoju SPE w kontekście przemysłowego Internetu rzeczy (Industrial Internet of Things, IIoT) z możiwością ekspansji na inne obszary. Do stowarzyszenia System Alliance dołączyły również firmy Datwyler, Kyland, Microchip Technology, Rosenberger, SICK, O-Ring, Draka/Prysmian Group i University 4 Industry.

Synergia w SPE System Alliance

Sieć ma na celu współpracę w zakresie wyzwań technologicznych stojących przed wdrożeniem SPE w aplikacjach IIoT. Celem przedsiębiorstw jest przyspieszenie zaawansowania własnej wiedzy specjalistycznej w zakresie technologii SPE oraz umożliwienie jej szybszego i bardziej niezawodnego wdrażania w swoich produktach.

Dzięki takiemu zorientowaniu na platformę wymiany wiedzy międzybranżowej i międzyaplikacyjnej, przedsiębiorstwa ze wszystkich przyszłych ekosystemów SPE łączą się. Nie koncentrują się jednak na poszczególnych aspektach, takich jak technologia łączeniowa. W centrum zainteresowania są pytania i wyzwania dotyczące SPE, które nadal istnieją u wielu uczestników rynku. Formy wymiany reguł i wspólne działania projektowe zapewniają swobodę w zakresie ścisłej współpracy. Członkowie już współpracują w pierwszych podspołecznościach, między innymi w dziedzinie technologii łączeniowej, standaryzacji, sprawozdań dotyczących wykorzystania SPE, a nawet rozwiązań kablowych.

Dzięki dużej liczbie członków, SPE System Alliance obejmuje już wiele aplikacji i zastosowań.

SPE w branży motoryzacyjnej – impuls od przemysłu motoryzacyjnego

Systemy Ethernet coraz częściej instalowane są w dzisiejszych generacjach pojazdów. Dzięki połączeniu sterowników i czujników możliwe są dalsze innowacje w dziedzinie systemów wspomagania kierowcy, takich jak LiDAR, wyświetlacze o wysokiej rozdzielczości, jazda autonomiczna, kamery 4K i infotainment.
Rozwój Ethernet w motoryzacji doprowadził do stworzenia dwóch standardów IEEE: 100BASE-T1 (100 Mb/s w oparciu o technologię BroadR-Reach) i 1000BASE-T1 (1 Gb/s). Ograniczenia dla złączy oraz przewodów oraz powiązane z nimi metody pomiarowe, zostały określone na podstawie wymagań dla całego kanału. Spółka partnerska Rosenberger odegrała wiodącą rolę w standaryzacji w obu komitetach standaryzacyjnych, w dziedzinie projektowania złączy samochodowych, integralności sygnału i kompatybilności elektromagnetycznej.

SPE dla automatyzacji budynków

Internet rzeczy (IoT) umożliwia łatwiejsze i tańsze tworzenie inteligentnych budynków i fabryk. Dzięki temu protokołowi IP, lampy LED, przełączniki, czujniki, termostaty, systemy sterowania maszyn i silniki rolet okiennych są połączone przez lokalną sieć danych i chmurę z systemem zarządzania budynkiem. Systemy magistrali specyficzne dla aplikacji nie są już potrzebne, co oznacza, że bramki, złożone interfejsy i różne protokoły również stały się zbędne. Dzięki ustrukturyzowanemu okablowaniu sufitowemu (Digital Ceiling) możliwe jest płynne łączenie inteligentnej automatyki budynku przez protokół IP. Upraszcza to instalację, konserwację i zarządzanie siecią. W większości przypadków nie są potrzebne wysokie szybkości transmisji danych, lecz duża gęstość połączeń. Technologia SPE jest uważana za idealne uzupełnienie Digital Ceiling. Istniejącą infrastrukturę okablowania można łatwo rozbudować przy użyciu technologii SPE, aby zapewnić większe upakowanie portów. Zarówno R&M, jak i Telegärtner dostarczają rozwiązania Digital Ceiling i mogą pochwalić się wdrożeniem SPE do takiego systemu.

SPE w obszarze techniki łączeniowej pasywnego okablowania przemysłowego

SPE zapewnia spójną komunikację IP od poziomu obiektu aż po poziom korporacyjny, a więc od czujnika do chmury. Technologia ta, jako alternatywa dla dzisiejszych systemów magistrali, zrewolucjonizuje transmisję danych przemysłowych. Standaryzowane wzorce złączy pinowych stanowią podstawę pozbawionego barier łączenia wielu komponentów i urządzeń w sieć. Weidmüller, Phoenix Contact, R&M, Rosenberger i Telegärtner opracowują kompaktowe złącza urządzeń i złącza kablowe, zgodnie ze standaryzowanymi i w pełni kompatybilnymi interfejsami, według norm IEC 63171-2 (IP20) i 63171-5 (IP67). Wzorzec złączy pinowych można zintegrować ze wszystkimi konwencjonalnymi i standaryzowanymi wersjami złączy (M8/M12), umożliwia on także okablowanie, które jest wydajne i odporne na przyszłe wyzwania, dzięki dużej gęstości upakowania i niewielkiemu rozmiarowi.

SPE w technologii czujników

Obecnie oprócz wykorzystania czujników w klasycznej technologii automatyzacji, są one coraz częściej wykorzystywane jako inteligentne źródła danych w aplikacjach IIoT za pośrednictwem sieci Ethernet. Ze względu na miniaturyzację technologii złączy, która stała się możliwa dzięki SPE, czujniki o mniejszych wymiarach mogą być również połączone z sieciami Ethernet.
Dodatkowe zalety zapewnia połączenie SPE z zasilaniem przez linię danych (Power over Data Line). Oznacza to, że nie są już potrzebne dodatkowe wtyki złącza zasilania. Ponadto zastosowanie SPE jako interfejsu standardowego, umożliwia producentom urządzeń zapewnienie zoptymalizowanej gamy urządzeń przy mniejszej liczbie wersji. Czujniki w maszynie lub systemie można łatwiej podłączyć, co ogranicza prace montażowe dla użytkownika.

Przewody i linie SPE

W aplikacjach SPE kanały transmisyjne są tworzone z różnych kabli i różnej liczby złączy wtykowych. Podczas gdy kanały transmisyjne są określane w normach systemowych (np. seria norm ISO/IEC 11801) z wykorzystaniem parametrów transmisji takich jak, szerokość pasma, tłumienność, tłumienność odbicia i wymiary ekranowania, złącza i kable wymagają dostosowania do danego kanału.
Inicjatywę przejmują tutaj prace realizowane przez komitet IEC46C. Dostępne są kable o szerokości pasma 20 MHz do stałego przekierowywania, kable połączeniowe odpowiednie dla kanałów 10BaseT1 oraz kable o szerokości pasma 600 MHz dla 100BaseT1 i 1000BaseT1 (seria norm IEC 61156-11 i kolejnych).
Oprócz zalet związanych z transmisją sygnałów, korzystna jest również równoczesna transmisja energii wzdłuż kabla jednoparowego, na przykład od switcha do czujnika. Kabel jednoparowy, znany jako PoE w dziedzinie okablowania budowlanego, w tym przypadku nazywa się PoDL (Power over Data Line). W połączeniu ze skoordynowanymi przekrojami i długościami kanałów można przesyłać zasilanie do około 15 W.
Różne warunki otoczenia w przemyśle i w technologii budowlanej skutkują wymaganiami dotyczącymi odporności mechanicznej, chemicznej, termicznej, przeciwpożarowej, a nawet elektromagnetycznej. Partnerami systemowymi, którzy udzielają się w tej dziedzinie, są Datwyler i Draka Prysmian Group.

Edukacja online w dziedzinie SPE

Co do zasady Ethernet, a w szczególności SPE, odgrywa kluczową rolę w tworzeniu przemysłowego Internetu rzeczy. Często jednak przy wprowadzaniu takich technologii pomijana jest potrzeba dalszego szkolenia pracowników. W tym aspekcie University4Industry pomaga w dostarczaniu treści do nauki online z różnych dziedzin IIoT, np. na temat Ethernet APL.

SPE System Alliance to otwarta platforma dla przedsiębiorstw, które chcą kontynuować rozwój technologii SPE na rynku. Szczegóły i metody kontaktu z System Alliance są dostępne na stronie internetowej


www.singlepairethernet.com.