End-to-end IP-kommunikation over lange segmenter

SPE: Teknologien og dens fordele

Single Pair Ethernet er den nye Ethernet-standard til Industri 4.0 og Industrial Internet of Things. Takket være de mange fordele anses det for at være særligt effektivt og fremtidsorienteret, hvilket gør det velegnet til en bred vifte af industri-, proces- og bygningstekniske anvendelser.

Fra sensor til sky

Den største fordel ved SPE-teknologien er muligheden for at kommunikere ensartet på alle niveauer i en applikation, hvor feltbussystemer tidligere skulle forbindes til de andre procesniveauer via gateways. Det skyldes, at SPE-standarden muliggør end-to-end IP-kommunikation via TCP/IP-protokollen på tværs af alle procesniveauer, dvs. fra marken til kontrolenheden, eller med andre ord: fra sensoren til skyen. Standardiseret datatransmission betyder en enorm forenkling og derfor en betydelig stabilisering sammen med en mindsket følsomhed over for fejl i industriel datakommunikation.

Takket være SPE er datakommunikation standardiseret på tværs af alle anvendelsesniveauer. Det sikrer en drastisk forenklet, kraftfuld og pålidelig industriel datakommunikation.

Byg bro over lange afstande

SPE-standarden tillader kabellængder på op til 1000 meter. Det øger den potentielle udvidelse af klassiske industrielle netværk mange gange. Den enorme rækkevidde sammen med en pålidelig og kraftig dataforbindelse reducerer kompleksiteten i eksisterende applikationer og åbner op for nye dimensioner inden for industriel datakommunikation i industrier, der har brug for at bygge bro over lange afstande med datakabler. Installationer med kabellængder på over 100 meter plejede at være afhængige af repeatere, som ikke længere er nødvendige takket være den tilladte SPE-kabellængde.

Strømforsyning via SPE: PoDL eller SPoE

En anden fordel ved SPE-standarden ud over end-to-end-kommunikation er muligheden for at forsyne perifere enheder med strøm – takket være Power over Data Line-teknologi eller SPoE: Single-pair Power over Ethernet. Datakablet leverer samtidig strøm til tilsluttede (I)IoT-enheder, sensorer og andre komponenter uden yderligere kabler. Det betyder en betydelig reduktion af kompleksiteten i applikationsarkitekturen samt mængden af kabler.

SPE-standarden muliggør samtidig overførsel af data og strøm, så terminaler og perifere enheder ikke længere behøver deres egen strømforsyning.

Mindre materiale betyder omkostnings- og pladsbesparelser

Takket være sine egenskaber giver SPE-standarden mulighed for betydelige materialebesparelser: Selve SPE-kablerne kræver kun en fjerdedel af de ledningspar, der traditionelt er brug for i marken, og SPoE sparer også ekstra strømforsyningsledninger. Det resulterer i, at der samlet set kræves betydeligt mindre materiale, hvilket frem for alt reducerer pladskravene. Det er især en fordel i pladskritiske applikationer, men alle andre applikationer nyder også godt af materiale- og pladsbesparelserne. I fremtiden vil det også gøre det muligt at etablere industrielle netværk på en langt mere omkostningseffektiv måde. Med etableringen af den nye standard forventes det, at materialebesparelserne vil afspejle sig endnu tydeligere i priserne på SPE-teknologi, som i øjeblikket stadig betragtes som øgede startomkostninger.

SPE-kabler og -stik: Klassisk Ethernet vs. Single Pair Ethernet

Kernen i SPE-standarden er reduktionen af antallet af ledninger til kun ét par, det såkaldte “single pair”. I traditionelt Ethernet kræves der fire ledningspar (Gbit Ethernet) eller to ledningspar (Fast Ethernet). De nye stik er også designet til at være betydeligt mere kompakte end de tidligere.

Gør 4 til 1: Med kun én dobbeltledning kan SPE klare sig med en fjerdedel af kablerne sammenlignet med konventionelt Ethernet.

Et overblik over forskelle og fordele

Traditionelt Ethernet vs. SPE

SPEHurtigGbit Ethernet
Ledningspar124
Stand-alone kabellængde (ca.)1000 m100 m100 m
Gemmer gateways på feltniveau?janejnej
Gemmer repeatere for hver 100 m?janejnej

Ethernet vs. feltbussystemer

SPEtraditionelt EthernetFeltbus
StrømSPoE/PoDLPoE–
Sparer strømledning?jajanej
KommunikationTCP/IPTCP/IPforskellige standarder

W&T: Fra Ethernet-pioner til (I)IoT-ekspert...

Som en af pionererne inden for digitalisering af industrien og Industrial Internet of Things lancerede W&T det første webtermometer i industriel kvalitet på markedet for over 20 år siden. Med mere end 45 års erfaring inden for Industrial Ethernet dedikerer vi os nu til det næste kapitel inden for industriel datakommunikation og en lovende ny standard med SPE. En tæt dialog med kunder og brugere giver os mulighed for at få en dyb forståelse af kravene i marken og de særlige egenskaber ved grænsefladerne til IT og management. Denne konstante dialog motiverer os ikke kun til løbende at optimere vores komponenter, så de opfylder behovene i industrien, bygningsteknologien og andre sektorer, men bekræfter også vores antagelse om, at standardisering af datakommunikation fra marken til ledelsen kan gøre processerne smidigere, mere gennemsigtige og hurtigere i det hele taget.

... og at være pioner inden for SPE-komponenter

De første tilgængelige enheder i den voksende SPE-serie fra Wiesemann & Theis kombinerer klassisk Ethernet med det nye Single Pair Ethernet og gør måleværdier for temperatur og luftfugtighed tilgængelige. Få adgang til relativ luftfugtighed over netværket.

SPE-netværksforlænger

Uanset om det er inden for industri, bygningsautomatisering eller transportteknologi – SPE Network Extender gør det muligt at forbinde alle Ethernet-enheder over lange afstande ved hjælp af et simpelt 2-leder kabel. SPE-konverterne arbejder uden deres egen intelligens og garanterer dermed ægte plug & play-drift.

Ethernet (10BaseTe) -> SPE (10BaseT1L)
Kabellængde på op til 1000 m og SPoE

SPE network extender

Termo-hygrometer SPE

Med vores SPE Thermo-Hygrometer er Wiesemann & Theis den allerførste leverandør af en SPE-temperatursensor. Enheden måler temperatur og luftfugtighed og gør måledataene tilgængelige via netværket. Dataovervågning fungerer enkelt via det integrerede LED-trafiklys og i browseren.

Alarmering: Push-meddelelser til mobiltelefoner i tilfælde af grænseoverskridelser
Integration via HTTP-anmodninger, TCP-socket og MQTT
W&T Cloud

SPE Temperature and humidity sensor.

Single Pair Ethernet-terminalenheder og periferiudstyr

Udrulningen af den nye industristandard er baseret på et stort antal SPE-kompatible komponenter. SPE-kabler og -stik er allerede tilgængelige, men kun få komponenter som f.eks. mediekonvertere eller SPE-switche er allerede på markedet. Mange af de nødvendige perifere enheder, sensorer og aktuatorer er stadig under udvikling. I fremtiden vil Industri 4.0 have brug for:

  • SPE-mediekonvertere
  • SPE-kontakter
  • SPE I/O-enheder
  • SPE-enhedsservere
  • SPE-sensorer som termometre, hygrometre, barometre osv.
    og mange flere.

Ny nøgleteknologi og universel standard

Listen over områder, der kan drage fordel af Single Pair Ethernet-teknologi, er lang. Takket være den komplette kompatibilitet, pålidelighed og fleksibilitet, som muliggør kontinuerlig datatransmission på tværs af alle niveauer, er SPE ideel til alle produktionsprocesser, automatisering, styring og kontrolteknologi, bygningsteknologi, infrastruktur og intralogistik samt transport- og logistikkrav.

SPE er ideel til:

  • Industriel fremstilling/produktion og fabriksautomatisering
  • Automatisering af processer
  • Robotteknologi, maskinbygning
  • Energi-/forsyningsindustrien
  • Transport, luftfart, jernbane
  • Bygningsteknologi og bygningsinfrastruktur (f.eks. belysning, ventilation, opvarmning/afkøling, adgangskontrol, dør-/portåbning, overvågning og meget mere)

SPE-komponenter