Single Pair Ethernet: hoeksteen voor de Smart Factory
De upgrade voor het veldniveau
Single Pair Ethernet-kabels zijn koperen kabels die slechts een getwist aderpaar (single pair) bevatten en vooral bedoeld zijn voor de gegevensoverdracht in industriële toepassingen. Conventionele ethernetkabels uit het LAN-gebied resp. industriële ethernetkabels hebben afhankelijk van de gegevensoverdrachtssnelheden twee of vier aderparen. Het Single Pair Ethernet is een slanke, lichte en materiaalbesparende verdere ontwikkeling van het Industrial Ethernet. SPE maakt een consistente en uniforme netwerkinfrastructuur tot aan het veldniveau mogelijk. Het Ethernet-netwerk van de veldapparaten, zoals sensoren en actuatoren, maken het mogelijk om real-time gegevens te verzamelen en te analyseren.
SPE vervangt klassieke veldbussen
Het klassieke Ethernet, dat in de automatiseringspiramide al alle bovenste lagen met elkaar verbindt, is voor de aansluiting van het onderste veldniveau niet geschikt. De kabels zijn omslachtig aan te sluiten en overgedimensioneerd. Bedrijven vertrouwen daarom nog steeds op conventionele veldbussen die de informatie-uitwisseling van sensoren en actuatoren met het besturingsniveau (PLC) regelen. Maar deze BUS-systemen voldoen niet meer aan de hoge eisen van een slimme fabriek. Daarom worden ze nu vervangen door Single Pair Ethernet en de bijbehorende kabels.
Voordelen van Single Pair Ethernet
- Vervanging van veldbussen voor een toekomstbestendige Smart Factory
- Uniformisering van de technologie in op IP-gebaseerde netwerken, van sensor naar ERP tot in de cloud
- Besparing op materiaal, gewicht en kosten, aanzienlijk geringere ruimtebehoefte
- Eenpaarige kabelopmaak voor een snelle, eenvoudige installatie en minder fouten bij de assemblage
- Kostenefficiëntie door het wegvallen van gateways als "vertaler"
- Power-over-Data-Line voor de voeding van eindapparaten met tot 50 watt
- Open standaard met compatibele bekabelingscomponenten voor universeel gebruik in de gehele automatiseringsindustrie
Zo gaat het verder met SPE
Normen zorgen voor een snelle invoering in de praktijk:
- De protocolstandaarden volgens IEEE 802.3 definiëren de technische randvoorwaarden voor Single Pair Ethernet-gegevensoverdrachten in industriële toepassingen.
- De industriële stekkervormgeving "T1 Industrial Style" wordt door de IEC 63171-6 genormaliseerd.
De IEEE 802.3-werkgroep heeft normen gedefinieerd voor verschillende SPE-toepassingen.
| SPE standard | Bit rate | Cable length point to point | Cable length point to point |
|---|---|---|---|
| shielded | unshielded | ||
| 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 and more | - |
LAPP is lid van het SPE Industrial Partner Network, een consortium van bekende bedrijven die de SPE-technologie samen aan een doorbraak willen helpen.
Het netwerk van partners streeft naar een integrale SPE-infrastructuur: de innovatieve technologie moet niet alleen betrouwbare overdrachten garanderen, maar ook gestandaardiseerde interfaces en systeemcomponenten beschikbaar houden. De basis hiervoor is al gelegd door de definitie van normen en nauwe samenwerking met internationale normcommissies.
Ethernet Advanced Physical Layer: SPE voor de procesindustrie
Ethernet-APL is de booster voor de netwerken op veldniveau – vooral voor de procesindustrie. Als basis dient Single Pair Ethernet met zijn doorlopende netwerken met een protocol. Ethernet-APL breidt dit uit met intrinsieke veiligheid voor explosiegevaarlijke omgevingen met alle voordelen van SPE.
LAPP biedt een omvangrijk portfolio voor het opbouwen van Ethernet-APL netwerken met Single Pair Ethernet-kabels.