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SPE als Schlüsseltechnologie

Single Pair Ethernet: Wegbereiter für die offene Automatisierung

Barrierefreier Datentransfer mit Single Pair Ethernet

Single Pair Ethernet – kurz SPE – ist ein bedeutsamer Meilenstein in der Automatisierung: Es vereinfacht die industrielle Kommunikation und ermöglicht einen barrierefreien Datentransfer – von der Feldebene bis in die Cloud.

Im Gegensatz zu klassischem ETHERNET kommt SPE mit nur einem einzigen Adernpaar aus und ist gleichsam in der IEEE genormt: Die neue Technologie hat das Potential, die Anzahl der Netzwerkübergänge zu reduzieren und so bestenfalls eine nahtlose IP-Kommunikation zu ermöglichen.

Schnelligkeit, Durchgängigkeit, Kosten- und Platzersparnis

Single Pair Ethernet bringt viele Vorteile mit sich und ist ein wahres Multitalent. Zusätzlich unterstützt es die Leistungsübertragung von bis zu 50 Watt, Kabellängen von bis zu 1000 Metern, Mehrfachabgänge in Linientopologien und vieles mehr. Das Anwendungsspektrum ist groß – vor allem in der offenen Automatisierung: WAGO hat das Potential von SPE erkannt und arbeitet an einer durchgängigen Vernetzung von produktions-, verfahrens- und gebäudetechnischen Anlagen, um die Vorteile dieser Technologie für Kunden nutzbar zu machen.

Durchgängige Kommunikation von der Feldebene bis in die Cloud

Single Pair Ethernet schlägt eine Brücke über alle Ebenen der Automatisierungspyramide hinweg und ebnet den Weg für einen ungehinderten Datenfluss: Besonders auf der „letzten“ Meile, also auf der Feldebene, sorgt es für eine größere Bandbreite, sodass übertriebene Datensparsamkeit der Vergangenheit angehört. Mit seinen vielfältigen Ausprägungen (u. a. 10BASE-T1L, PoDL, Multidrop) gilt SPE als Schlüsseltechnologie – denn es bietet nicht nur das Potential, die bisherige Kommunikationsverkabelung abzulösen, sondern auch eine einheitliche Kommunikationsbasis zu schaffen.

„Damit ist SPE ein Beschleuniger für die Sensor-to-Cloud-Communication, wie wir sie in Industrie-4.0- bzw. IIoT-Anwendungen benötigen“, sagt Marco Henkel, Vice President Technology Management bei WAGO.

SPE unterstützt Interoperabilität und Leistungsübertragung

Die Technologie ist über das Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) genormt – dadurch ist eine Interoperabilität zwischen SPE-Geräten verschiedener Hersteller gewährleistet. Neben der Datenübertragung unterstützt Single Pair Ethernet auch die Leistungsübertragung – Power over Data Line, kurz PoDL – von bis zu 50 Watt auf demselben Adernpaar, auf dem es kommuniziert. So können Endgeräte, die PoDL unterstützen, sogenannte Powered Devices (PD), nicht nur informationstechnisch über weniger Adern angebunden, sondern auch versorgt werden. Die zusätzliche Verdrahtung für die Energieversorgung entfällt.
Darüber hinaus hat Single Pair Ethernet mit „Multidrop“ dem heutigen ETHERNET etwas voraus: So lassen sich über 10BASE-T1S mehrere Geräte an einer Leitung betreiben, ohne dass zusätzliche Infrastrukturkomponenten wie Switches erforderlich sind. Mit diesem Feature werden neben den üblichen Sterntopologien zukünftig auch Bustopologien möglich.

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Zuinig omgaan met hulpbronnen – dankzij SPE

Op metaniveau, en dus voordat het om bits en bytes gaat, is SPE al een echte "problem solver" – Single Pair Ethernet bespaart immers op hulpbronnen en is daardoor een stuk duurzamer. Aangezien SPE slechts twee aders nodig heeft, is het materiaal-, ruimte-, gewichts- én kostenbesparend. "Je krijgt – in overdrachtelijke zin – meer communicatievermogen per kilogram, per volume of per transportcontainer", aldus Marco Henkel.
Dankzij het lichte (tot wel 60 % gewichtsbesparende) 2-aderige design kan bovendien op tijd bij de bedrading en bij het opsporen van eventuele fouten worden bespaard, waardoor eveneens op middellen kan worden bespaard. Bovendien leidt SPE tot een betere ecologische voetafdruk, omdat minder CO₂ tijdens productie, transport en dus ook door het gebouw c.q. de applicatie wordt uitgestoten.

Single Pair Ethernet in de praktijk

Single Pair Ethernet is een ware pionier op het gebied van open automatisering en zorgt voor een standaardisering van de communicatie. Hierdoor spreken alle systemen dezelfde taal – van sensor tot cloud. SPE wordt onder andere toegepast in gebouwbesturingen, bijv. voor rolluiken, deuren of verlichtingsregeling, maar ook in de industrie.

Van de snelle communicatie profiteren met name complexe sensoren, die de hoeveelheid gegevens via gangbare, Ethernet-gebaseerde veldbusprotocollen aan de toepassing beschikbaar stellen. De printklemmen van WAGO van de series 2601 en 2086 evenals het connectorsysteem picoMAX^® zijn al vrijgegeven voor SPE en maken een bijzonder eenvoudige aansluiting van apparaten voor Single Pair Ethernet mogelijk.

SPE samen stimuleren

De overgang van technologie naar product vraagt om samenwerking: om krachten te bundelen, maakt WAGO sinds september 2022 deel uit van de Single Pair Ethernet System Alliance (SPESA) – een platform waar verschillende fabrikanten met hun markttoegang de technologie gezamenlijk willen implementeren en stimuleren.

De focus van de samenwerking ligt op de gebruiker en diens "use cases": "Voor de gebruikers is het belangrijk dat de voordelen van de technologie duidelijk herkend en bekend gemaakt worden. En daar willen we vanzelfsprekend als eerste een bijdrage aan leveren", aldus Henkel. Het is nu aan WAGO om deze stap met de SPESA te zetten om een interoperabel en fabrikantonafhankelijk integraal systeem voor de klanten te creëren en Industrie 4.0 gemeenschappelijk te bevorderen.

Maximale flexibiliteit voor alle toepassingsbereiken

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Wij vertrouwen op standaards die onafhankelijk zijn van de fabrikant, maar wel aan de individuele behoeften van de ontwikkelaars aangepast kunnen worden.