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SPE come tecnologia chiave

Single Pair Ethernet: verso un'automazione aperta

Trasferimento dati senza barriere con Single Pair Ethernet

Ethernet a singola coppia (SPE) è una tappa importante nell'automazione: semplifica la comunicazione industriale e consente il trasferimento dati senza barriere, dal livello di campo al cloud.

A differenza dell'ETHERNET convenzionale, SPE richiede solo una coppia di conduttori ed è standardizzata dall'IEEE. Questa nuova tecnologia ha il potenziale di ridurre il numero di transizioni di rete, consentendo, nella migliore delle ipotesi, una comunicazione IP senza interruzioni.

Velocità, coerenza, risparmio di costi e di spazio

Ethernet a singola coppia offre molti vantaggi ed è davvero versatile. Supporta inoltre la trasmissione di potenza fino a 50 watt, lunghezze di cavo fino a 1000 metri, più uscite in topologie lineari e molto altro. Lo spettro delle applicazioni è ampio, soprattutto nell'automazione aperta: WAGO ha riconosciuto il potenziale della SPE e sta lavorando a un networking coerente di sistemi di produzione, processo e building technology per sfruttare i vantaggi di questa tecnologia per i clienti.

Comunicazione end-to-end dal livello di campo al cloud

Ethernet a singola coppia collega tutti i livelli della piramide dell'automazione e apre la strada a un flusso di dati senza ostacoli. Questo è vale in particolare al “last” mile, cioè al livello di campo, offrendo inoltre una maggiore larghezza di banda, per cui l'eccessiva parsimonia nell'uso dei dati appartiene al passato. Con le sue numerose caratteristiche (inclusi 10BASE-T1L, PoDL e multidrop), la SPE è considerata una tecnologia chiave perché non solo offre il potenziale per sostituire il cablaggio di comunicazione precedente, ma crea anche una base di comunicazione uniforme.

“Questo rende SPE un acceleratore per la comunicazione sensor-to-cloud, come quelle che utilizziamo nelle applicazioni Industry 4.0 e IIoT”, afferma Marco Henkel, Vice President of Technology Management di WAGO.

SPE supporta l'interoperabilità e la trasmissione di potenza

La tecnologia è standardizzata dall'Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), che garantisce l'interoperabilità tra dispositivi SPE di diversi produttori. Oltre alla trasmissione dei dati, Ethernet a singola coppia supporta anche la trasmissione di potenza – Power over Data Line (PoDL) – fino a 50 watt sulla stessa coppia di fili impiegata per la comunicazione. Questo permette ai dispositivi terminali che supportano PoDL – i cosiddetti powered devices (PD) – non solo di essere collegati all'IT con meno fili, ma anche di essere alimentati. Non è necessario alcun cablaggio aggiuntivo per l'alimentazione.
Inoltre, Ethernet a singola coppia con “Multidrop” possiede qualcosa che l'ETHERNET odierno non ha: permette di far funzionare più dispositivi su una singola linea tramite 10BASE-T1S senza componenti infrastrutturali aggiuntivi come gli switch. In futuro, questa caratteristica consentirà anche topologie a bus oltre alle abituali topologie a stella.
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Risparmia risorse con SPE

Anche a livello meta, cioè prima ancora che bit e byte entrino in gioco, SPE è una soluzione ai problemi, poiché Ethernet a singola coppia risparmia risorse e contribuisce così alla sostenibilità. Poiché SPE richiede solo due fili, consente un risparmio di materiale, spazio, peso e denaro. “Metaforicamente parlando, SPE offre più potenza di comunicazione per unità di peso o volume o nel contenitore di trasporto”, afferma Marco Henkel.
Il design leggero a due fili (fino al 60% di risparmio di peso) permette anche di risparmiare tempo nel cablaggio e nella risoluzione di eventuali guasti, risparmiando così risorse. Questo riduce l'impronta di CO2 della produzione, del trasporto e, in ultima analisi, dell'edificio o dell'applicazione.

Single Pair Ethernet nella pratica

Single Pair Ethernet è un pioniere nell'automazione aperta e sta sempre più standardizzando la comunicazione affinché tutti i sistemi parlino la stessa lingua, dai sensori al cloud. SPE è impiegata in applicazioni come il controllo degli edifici, ad esempio per tapparelle, porte o illuminazione, ma anche nell'industria.

In particolare, la comunicazione rapida è particolarmente vantaggiosa per sensori più complessi che forniscono il volume di dati all'applicazione tramite protocolli fieldbus basati su ETHERNET standard. I morsetti per circuito stampato delle serie 2601, 2086 e 2091 WAGO sono già omologati per SPE e offrono una connessione dispositivo estremamente semplice per Ethernet a coppia singola.

Single Pair Ethernet: due fili, possibilità illimitate

Marco Henkel spiega cosa c'entra SPE con i cani e il maltempo sul WAGO Stage della Fiera di Hannover 2023. Vale assolutamente la pena dare un'occhiata!

Collaborare per promuovere SPE

La trasformazione dalla tecnologia all'ingegneria al prodotto richiede cooperazione: per concentrare le forze, WAGO è membro della Single Pair Ethernet System Alliance (SPESA) da settembre 2022. Questa piattaforma è quella su cui una vasta gamma di produttori desidera implementare e far progredire la tecnologia insieme ai rispettivi punti di accesso al mercato.

L'attenzione della collaborazione interaziendale è rivolta all'utente e ai loro casi d'uso: “Per gli utenti è importante che i vantaggi della tecnologia vengano elaborati e resi noti. “Vogliamo essere in prima fila”, dice Henkel. Il compito di WAGO ora è compiere esattamente questo passo con SPESA per creare un sistema globale interoperabile e indipendente dal produttore per i clienti e promuovere congiuntamente l'Industry 4.0.

Lo stesso vale per l'industria così come per la building automation. I membri SPESA Belimo, Thermokon e WAGO hanno pertanto discusso i fattori di successo della SPE nella building automation e li hanno elencati congiuntamente in un position paper.

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