Single Pair Ethernet: Grundstein für die Smart Factory
Das Upgrade für die Feldebene
Single Pair Ethernet-Leitungen sind Kupferkabel, die lediglich ein verdrilltes Aderpaar (single pair) enthalten und vor allem für die Datenübertragung in industriellen Anwendungen gedacht sind. Herkömmliche Ethernet-Kabel aus dem LAN-Bereich bzw. Industrial Ethernet-Leitungen haben je nach Datenübertragungsrate zwei oder vier Aderpaare. Die Single Pair Ethernet ist eine schlanke, leichte und materialsparende Weiterentwicklung des Industrial Ethernets. SPE ermöglicht eine durchgängige und einheitliche Netzinfrastruktur bis in die Feldebene. Die Ethernet-Vernetzung der Feldgeräte, wie z.B. Sensoren und Aktoren macht die Erfassung und Analyse von Echtzeitdaten möglich.
SPE ersetzt klassische Feldbusse
Das klassische Ethernet, das in der Automatisierungspyramide bereits alle oberen Schichten miteinander verbindet, ist für die Anbindung der untersten Feldebene ungeeignet. Die Leitungen sind aufwändig anzuschließen und überdimensioniert. Betriebe setzen deshalb immer noch auf herkömmliche Feldbusse, die den Informationsaustausch von Sensoren und Aktoren mit der Steuerungsebene (SPS) regeln. Doch diese BUS-Systeme erfüllen nicht mehr die hohen Ansprüche einer smarten Fabrik. Deshalb werden sie nun durch Single Pair Ethernet und den dazugehörigen Leitungen abgelöst.
Vorteile von Single Pair Ethernet
- Ablösung von Feldbussen für eine zukunftssichere Smart Factory
- Vereinheitlichung der Technologie in IP-basierten Netzwerken, vom Sensor zum ERP bis in die Cloud
- Einsparung von Material, Gewicht und Kosten, deutlich geringerer Platzbedarf
- Einpaariger Leitungsaufbau für eine schnelle, einfache Installation und weniger Fehler bei der Konfektionierung
- Kosteneffizienz durch den Wegfall von Gateways als „Übersetzer“
- Power-over-Data-Line zur Versorgung von Endgeräten mit bis zu 50 Watt
- Offener Standard mit kompatiblen Verkabelungskomponenten für die universelle Nutzung in der gesamten Automatisierungsindustrie
So geht es weiter mit SPE
Standards sorgen für einen schnellen Einzug in die Praxis:
- Die Protokollstandards nach IEEE 802.3 definieren die technischen Rahmenbedingungen für Single Pair Ethernet-Datenübertragungen in Industrieanwendungen.
- Das Industriesteckgesicht „T1 Industrial Style“ wird durch die IEC 63171-6 normiert.
SPE-Norm | Bitrate | Leitungslänge Punkt zu Punkt | |
---|---|---|---|
geschirmt | ungeschirmt | ||
IEEE 802.3ch | 2,5/5,10 Gbit/s | 15 m | - |
IEEE 802.3bp | 1 Gbit/s | 40 m | 15 m |
IEEE 802.3bw | 100 Mbit/s | 40 m | 15 m |
IEEE 802.3cg | 10 Mbit/s | 1000 m und mehr | - |
LAPP ist Mitglied im SPE Industrial Partner Network, einem Konsortium aus namhaften Unternehmen, die der SPE-Technologie gemeinsam zum Durchbruch verhelfen wollen.
Das Partnernetzwerk strebt eine ganzheitliche SPE-Infrastruktur an: Die innovative Technologie soll nicht nur zuverlässige Übertragungen garantieren, sondern auch standardisierte Schnittstellen und Systemkomponenten bereithalten. Der Grundstein dafür ist durch die Festlegung von Standards und der engen Zusammenarbeit mit internationalen Normenkomitees bereits gelegt.
Ethernet Advanced Physical Layer: SPE für die Prozessindustrie
Ethernet-APL ist der Booster für die Vernetzung in der Feldebene – vor allem für die Prozessindustrie. Als Basis dient Single Pair Ethernet mit seiner durchgängigen Vernetzung mit einem Protokoll. Ethernet-APL erweitert dies um intrinsische Sicherheit für explosionsgefährdete Bereiche mit allen Vorteilen von SPE.
LAPP bietet ein umfangreiches Portfolio zum Aufbau von Ethernet-APL Netzwerken mit Single Pair Ethernet Leitungen.