Single Pair Ethernet (SPE) - agora também para a esteira porta cabos com uma garantia de 4 anos

A Single Pair Ethernet (SPE) é a chave para a automação industrial inteligente, a Internet Industrial das Coisas (IIoT). Pela primeira vez, isso permite uma comunicação Ethernet padronizada, econômica e com economia de espaço, incluindo o "último metro" da nuvem, passando pelo gabinete do switch até a máquina.

Single Pair Ethernet: o que é a Single Pair Ethernet e como funciona?

A chave para a automação industrial, a Internet Industrial das Coisas (IIoT)
A fábrica inteligente não é mais um termo genérico, mas um sinônimo para uma série de desafios que as empresas enfrentam atualmente. Tópicos como padronização, confiabilidade de sistemas complexos (de TI) e domínio da complexidade crescente são quase unanimemente citados como os maiores desafios da quarta revolução industrial. Isso fica claro, por exemplo, quando se observa a pirâmide de automação estabelecida. A comunicação e a troca de dados são limitadas - nos raros casos, os barramentos Ethernet existentes são adequados para uso até os dispositivos de campo. O espaço de instalação nos sensores ou atuadores é muito pequeno. Os parâmetros ambientais que os cabos Ethernet móveis e estáticos precisam cumprir durante o uso contínuo no campo são muito exigentes.

Tudo isso pode mudar agora: com o Single Pair Ethernet (SPE), um barramento Ethernet e um protocolo de transmissão estão encontrando seu caminho no cenário industrial que não só impressiona por suas pequenas dimensões, mas também por suas excelentes propriedades de transmissão. Tanto em repouso quanto em aplicações altamente dinâmicas, como em uma cadeia de energia.

Tecnicamente, a Single Pair Ethernet descreve a transmissão de Ethernet (1000Base-T1) por meio de apenas dois fios de cobre e permite o fornecimento simultâneo de energia (PoDL), além da transmissão de dados via Ethernet. Esse salto tecnológico leva a uma redução no diâmetro de aproximadamente 25% em comparação com um cabo Ethernet convencional. Este white paper apresenta uma visão geral do status atual de desenvolvimento do SPE e mostra as oportunidades que a nova tecnologia de transmissão abre para o setor, graças à economia significativa no espaço de instalação e à redução de peso associada:

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Quem está conduzindo a nova tecnologia SPE?

A Rede de Parceiros Industriais SPE
A Single Pair Ethernet é a base da infraestrutura que torna possível a IIoT e a Indústria 4.0. Para promover a tecnologia Single Pair Ethernet para o mercado IIoT em rápido crescimento, a igus está participando da SPE Industrial Partner Networks com outros parceiros fortes, como a HARTING e a TE Connectivity.

Para o estabelecimento confiável de todo o futuro ecossistema SPE, os padrões para protocolos de transmissão, cabeamento e componentes de dispositivos também estão sendo desenvolvidos e adotados em conjunto e publicados no IEEE 802.3 e no IEC SC46C.

Como resultado, o novo cabo também foi projetado para se ajustar perfeitamente à interface do conector T1 em parceria. Isso significa que a blindagem durável é transferida de forma confiável para o conector, garantindo assim uma ótima compatibilidade eletromagnética. A combinação do cabo chainflex e do conector SPE é extremamente robusta: a igus usa uma capa de PUR altamente resistente à abrasão e a entalhes, e o conector tem mecanismos de travamento metálicos robustos com um soquete de PCB.

Mais informações sobre a Industrial Partner Network

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De onde vem a demanda por essa nova tecnologia Ethernet?

Surgimento...
Atualmente, a Ethernet é comum e está estabelecida como um sistema de barramento em todo o edifício (1), no nível de controle (2) e até o sistema de controle da máquina (3). Sistemas mais detalhados até o nível de entrada, como sensores de E/S (4), dispositivos de medição e atuadores, geralmente são conectados com cabos simples ou barramentos de campo. Como resultado, a utilização inteligente em um sistema de barramento universal em uma base tecnológica não é possível.

Essa situação precisa ser alterada para economizar interfaces e sistemas de acoplamento e, ao mesmo tempo, aumentar a avaliação de dados relevantes para a máquina. Isso requer um sistema Ethernet que combine totalmente o mundo Ethernet com as pequenas dimensões do cabo IO. Essa necessidade é a origem da Single Pair Ethernet.

Para obter mais informações sobre os antecedentes, consulte a entrevista técnica com a equipe editorial do IEE: https://www.all-electronics.de/die-steckerfrage-entscheiden-die-anwender-niemand-anderes/

... e especificações do SPE
Os barramentos Ethernet clássicos geralmente têm quatro pares de núcleos. Com o SPE, a transmissão segura de dados pode ser realizada no menor espaço possível, exatamente como em nível de campo. A SPE pode ser integrada às tecnologias de barramento existentes nas empresas, o que a torna a opção de transmissão mais inovadora disponível atualmente.

Na fábrica conectada em rede, por exemplo, os tempos de acesso em um processo de produção podem ser reduzidos ainda mais, mesmo com dados distribuídos, e os dados podem ser transferidos ainda mais rapidamente. A combinação do barramento SPE e da face do conector reduz os custos e, ao mesmo tempo, eleva o nível técnico e garante o uso a longo prazo em todas as áreas, graças à compatibilidade dos conectores. Isso é ainda mais enfatizado pelo design dos componentes de cabeamento:

Impedância de onda característica de 100Ω
Largura de banda de 600MHz
Parâmetros fixos, como atenuação, perda de retorno e atenuação de cross-talk
Blindagem total para garantir a qualidade da transmissão em condições extremas de compatibilidade eletromagnética
Conectores plug-in bipolares do tipo pequeno na classe de proteção IP20 e IP65/67

Como pode a SPE ser usada agora?

Alta vida útil garantida por meio de testes extensivos
A taxa de transmissão significativamente maior e a redução simultânea do diâmetro permitirão a conexão econômica de sensores com grandes volumes de dados no futuro. O usuário não precisa abrir mão da qualidade. O CFBUS.PUR.042, resistente a óleo e retardante de chamas, foi amplamente testado no laboratório de testes da igus, com 3.800 metros quadrados. Como em toda a linha de cabos chainflex, o cliente também recebe uma garantia de 4 anos para o cabo Ethernet de par único.

O SPE é, portanto, uma alternativa real a outros sistemas de barramento em aplicações com raio de curvatura pequeno e espaços de instalação reduzidos, por exemplo, aplicações de câmeras industriais ou sensores de posicionamento e monitoramento. Esses sistemas de visão por câmera são usados principalmente como sistemas de detecção e posicionamento. Anteriormente, esses sensores tinham de ser conectados no campo por meio de interfaces de barramento com cabos Ethernet de 4 ou 8 fios. Com o SPE, cada sensor pode ser integrado diretamente ao sistema de controle de nível superior.