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Intelligente Kommunikation braucht nicht nur Protokolle und offene Standards. Mit Single Pair Ethernet (SPE) gibt es jetzt eine Netzwerk-Infrastruktur für Industrie 4.0 und das Industrial Internet of Things (IIoT). Diese neue Generation der Ethernet-Technologie wird zu einer der Hauptschlagadern der industriellen Digitalisierung.

Industrie 4.0 – das ist die Produktion der Zukunft. Alles wird „smart“, nicht nur das „phone“ und die „watch“, auch unser Arbeitsalltag verändert sich im Rahmen der Digitalisierung rasant. Wir halten euch auf dem Laufenden darüber, was die vierte industrielle Revolution eigentlich bedeutet. Anhand von praxisnahen Beispielen, erklären wir, wie wir den Weg der digitalen Transformation Richtung Zukunft beschreiten.

Ethernet ist der führende Kommunikationsstandard für Datennetzwerke auf Unternehmens­- und Betriebsleitebene. Für IIoT-­Prozesse und intelligente Netzwerke werden viele Daten aus eingebundenen Endgeräten benötigt, zum Beispiel für eine vorausschauende Wartung. Mit SPE dringt das etablierte Ethernet­-Protokoll nun in die Feldebene vor. Denn hier entstehen die Daten, auf deren Basis Entscheidungen gefällt werden. Die Evolution von 4-­ und 8­-adrigen Verkabelungssystemen zu einer einfachen und sicheren Zweidrahtverkabelung hat damit begonnen. Ein Adernpaar integriert die Endgeräte in das Ethernet­-Netzwerk und versorgt sie zugleich mit Daten und Leistung. Das zweiminütige Video gibt euch einen guten Einblick und erklärt die Vorteile und Neuerungen.

Zweidrahttechnologie integriert Sensordaten

SPE ermöglicht die Ethernet­-Kommunikation von bis zu 1 GBit/s mit lediglich zwei Drähten. Das vereinfacht die Verdrahtung im Feld und ermöglicht eine kostengünstige und kompakte Anbindung smarter Endgeräte. Die Netzwerkanbindung einfacher Sensoren, Aktoren und Endgeräte wird möglich. Das schafft die Voraussetzung für die zukunftssichere durchgängige Ethernet-­Kommunikation und somit die Grundlage für zum Beispiel sich selbst optimierende Prozesse. Der neue Standard kommt ursprünglich aus der Automobilbranche, erfüllt aber die unterschiedlichen Anforderungen an die Kommunikation in der Fabrik­-, Prozess­- und Gebäudeautomation.

Die Advanced-Physical-Layer-Technologie (APL) basiert auf der SPE-Technologie. Sie kommt speziell in eigensicheren Bereichen der Prozesstechnik zum Einsatz. So können in explosionsgefährdeten Bereichen bis zur Zone 0 Verbraucher angebunden werden.

Wer etwas mehr Zeit in das Thema investieren möchte, wird in diesem 11-minütigen YouTube-Video von unseren Dialog Days mit spannenden Details durch die Produkt-ExpertInnen Verena Neuhaus und Manuel Rüter belohnt. Es geht um die Vorteile für das IIoT, die Reduktion von acht auf zwei Drähte und die langen Übertragungsdistanzen, die mit SPE möglich werden. Aktuell ist Industrial Ethernet lediglich bis 100 Meter nutzbar, mit SPE wird daraus ein ganzer Kilometer.

Die ersten vertriebsfähigen Produkte werden vorgestellt, darunter Geräte­ und Kabelsteckverbinder für die Schutzart IP20 und IP67. Auch die hohe Relevanz der Standardisierung kommt zur Sprache.

Synergien in der SPE System Alliance

SPE System Alliance

Die SPE System Alliance ist ein Zusammenschluss führender Technologieunternehmen aus verschiedenen Branchen und Anwendungsbereichen, die ihr Know-how zu Single Pair Ethernet austauschen und bündeln. Alle Partner verfolgen damit das gemeinsame Ziel, die SPE-Technologie für das IIoT und alle anderen Anwendungsbereiche zu fördern. Die Partner der SPE System Alliance beschäftigten sich mit Trends in der SPE-Technologie und der Bedeutung für Komponenten wie Switches, Halbleiter, Sensoren, Steckverbinder und Kabel.

Durch die Ausrichtung zu einer branchen- und applikationsübergreifenden Austauschplattform kommen Unternehmen aus allen zukünftigen SPE-Ecosystemen zusammen. Der Blick ist dabei nicht auf Einzelaspekte wie die Anschlusstechnik fokussiert. Es geht um Fragestellungen und Herausforderungen, die im Zusammenhang mit SPE bei vielen Marktteilnehmern nach wie vor bestehen. Regelaustauschformate und gemeinsame Projektaktivitäten bieten Raum für enge Kooperationen. Die Mitglieder arbeiten bereits in ersten Subcommunities zusammen, unter anderem in den Bereichen der Anschlusstechnik, Normung, SPE-Use-Case-Beschreibung oder auch für Kabellösungen.

In meinem letzten Blogbeitrag zum Thema Kommunikation habe ich euch bereits die Technologien OPC UA und TSN erklärt. Im nächsten Blog wird es dann um drahtlose Kommunikation gehen. Seid auch dann wieder dabei.

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