单对以太网有助于工业4.0的构建和创新

2020-11-05 14:43:02 来源:Connector Supplier 作者:深圳市连接器行业协会 李亦平编译

在2019年,单对以太网(SPE)的标准化使工业体系结构的设计者能够为制造设施、建筑自动化系统和运输网络设计新的功率、数据速度,提高可靠性水平。IEEE802.3cg-2019标准定义了10Mb/s以太网功率和数据。列出了两个MDI连接器,符合IEC63171-1和IEC63171-6标准。

HARTING的T1工业连接器,可以在数据线上提供高达60W的功率(PoDL),数据传输速度可达10GB/s,并将网络连接到云。 Weidmuller的第二个SPE连接器家族定义了六个具有不同配合面的连接器,满足各种工业应用。

SPE生态系统仍在演变,围绕开放布线标准和T1接口标准化的问题仍在进行中。 然而,SPE的概念已经被汽车设计师在100BASE-T1和1000BASE-T1标准中采用。其次是工业和建筑。以太网联盟和单对以太网系统联盟,正在与电子行业、政府和大学的实体合作,以扩大对SPE为工业体系结构提供的优势和认识。

SPE的紧凑,轻量级因素削减了布线成本,大量应用于工业。Weidmueller设备和现场连接部门负责人JorgScheer说:“对于工厂工程师来说,SPE使工作更容易。与四对以太网相比,安装更简单,并且明显减少空间和重量。”

Weidmueller的SPE连接器

由于起源于汽车以太网,SPE正在取代CAN和其它总线系统。这种坚固接口能够防止液体和碎片的进入,以及抵抗极端温度、冲击和振动以及室外条件的影响。工业RJ45在工业和建筑网络中继续具有广泛的用途。

传感器已经成为这些日益自动化的关键,这需要一个较小的连接器。SPE连接器实现了这一目标,并提供了大量基于云的好处。随着工业4.0和工业物联网(IIoT)为工业网络带来更高水平的自动化,SPE将成为新工业体系结构的组成部分。

“SPE将利用数据传输技术将以太网和电源连接到工厂的车间。这将减少对控制室的不同通信协议的需求,使现场设备的调试时间更快。”HARTING美国总裁兼首席执行官约翰·德苏扎(John De Souza)说。

HARTIN的T1工业连接器接口,也称为Tw1ster,是IEC63171-6工业以太网标准接口。

各种SPE连接器已经或正在由供应商积极开发,包括HARTING、Amphenol ICC、Phoenix Contact、Rosenberger、TE Connectivity和Weidmueller等,其中一些支持IEC63171-6、IEC63171-2、以及IEC63171-5等标准。其它公司,包括Hirose电气和Molex,也在进一步推进SPE技术的发展。

“我们认为SPE是一项有前景的技术。SPE能够使以太网更快更容易到达更多的地方。 它使我们有能力使用你熟悉的结构和电缆,并将它们带到建筑和工业网络中。”以太网联盟主席、思科杰出工程师彼得·琼斯说。 (Jones从成立到与以太网联盟合并,一直担任NBASE-T联盟主席。)

对于新的工业体系结构来说,SPE将是一个简单的选择,但对现有设施采用标准将是一个持续的过程。Jones说:“在许多情况下,SPE将把连接器引入到仍然是螺丝终端或打孔的环境中。SPE允许设计人员采用这些连接器来获得以太网的好处,而不必重新连接他们的整个设备。”

随着操作技术工程师熟悉SPE,了解SPE可以帮助优化控制系统并使它们能够更有效地运行。新接口将成为更新和扩展更快、更安全的现有协议解决方案。

罗森博格的SPE连接器

罗森博格(Rosenberger)医疗和工业产品经理 Guadelupe Chalas表示:“将电力和数据传输合并成一根电线,大大节省了空间。作为标准RJ45连接器解决方案,SPE的非屏蔽变体的宽度约为标准RJ45连接器解决方案的一半,而基于汽车产品的工业产品约为标准RJ45宽度的三分之二。工业SPE解决方案也基于以太网和传输协议/互联网协议(TPC/IP),这可以与现有的布线基础设施兼容。”

Panduit Caveney创新中心的高级首席工程师Bob Voss是以太网联盟SPE小组委员会的主席。SPE小组委员会包括来自以太网联盟成员的代表。Voss认为,从控制工程的角度来看是令人兴奋的。但SPE不限于工业自动化,它将增加所有形式OT网络的价值。如,工业、建筑和物联网/工业4.0等。随着IIoT网络捕获和传输更多的信息,需要做出更好的决策,或者更快的决策。SPE有助于以较便宜的方式获得这些信息。当你有更多的信息,可以使事情运行得更好。有了这些信息,就会有更多的改进。例如,提高2%的生产力,或降低5%的浪费,或其它可衡量的、有意义的目标。

他说:“有了SPE,可以像你喜欢的那样建造工厂、建筑物或机器,并获得以太网的能力。也可以使用你已经拥有的系统。这种广泛的能力是通过早期连接器标准化的信心来增强的。在IEEE802.3cg标准的创建过程中,IEEE支持了两个SPE连接器,IEC63171-1和IEC63171-6。”

Amphenol ICC的IEC63171-6兼容工业以太网连接器的特点是IDC插头现场安装更灵活。

在工业环境中,SPE将使设计者能够快速和容易地连接传感器、摄像机、执行器和现场设备等,将网络能力集成到系统中,减少所需布线量,并使设施的建设和维护更容易和更具成本效益。SPE连接器还可以为机器人、机械和车辆应用(包括铁路系统)带来这些优势。

TE Connectivity为工业市场提供的SPE包括IP20和IP67解决方案。

随着SPE的标准化和更广泛的可用,在工业建筑中工作的工程师将能够进一步扩展其潜力。

Phoenix SPE标准插口连接器

Voss说:“SPE中的价值与其说是作为基础设施部署的东西,不如说是SPE创造的价值。 但目前基于以太网的工业协议中,最主要的两种是以太网IP和PROFINET。这两个合在一起占工业以太网市场的三分之一以上。SPE作为基础设施协议将支持今天和明天的控制系统。”

简化但强大的SPE连接器将有助于加速实现设备和建筑物的工业物联网。

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