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单对以太网(SPE)如何提高工业网络通信中的安全性和效率

2023-10-25 11:14:40 来源:深圳市连接器行业协会 李亦平编译 点击:1141

工业应用中数据传输的能力显著增加,SPE正在重新定义跨不同行业安全和可靠网络通信。

以太网

在工业连接的改变中,创新的单对以太网(SPE)正在成为焦点。由于其能够在工业应用中显著地改变数据传输,SPE正在重新定义不同行业安全和可靠网络通信。虽然标准以太网长期以来一直是工厂自动化的基石,但SPE正成为改善当代自动化网络和塑造未来行业的核心元素。

以太网连接的新时代

单对以太网简化了在单对导线上的数据传输,与现有以太网框架无缝集成,同时增强了设备连接性,并实现了更小封装密度。它形成了一个基于ip的网络,消除了对特定网关的需要,并简化了整个自动化金字塔的连接。

SPE促进了从多功能传感器到云的端到端数据传输,在40到1000米的距离上提供从10 Mb/s到1 Gb/s的通用传输速率。此外,它还支持通过数据线供电(PoDL),并符合IEC 63171-2(IP20)和IEC 63171-5(IP67)中定义的连接器标准。

IEC 63171-2(IP20)和IEC 63171-5(IP67)中定义的连接器标准

SPE为PROFINET和OPC UA等协议打开了大门,使其成为各种应用的通用选择。然而,SPE真正与众不同的地方在于,它能够满足不同行业的不同需求,提供一系列数据速率和线路长度不同的子标准,以及各种电源选项。这种灵活性确保了每个特定应用选择最佳的解决方案。

在汽车行业,SPE已经证明了自己。现在,工业界正积极努力在工厂自动化行业复制这一成功。因为工业领域正面临着技术工人的短缺,再加上传感器和驱动器的显著增加。想要使用更少人员管理各种总线协议,SPE就是一个易于构建、安装和维护的网络解决方案。

利用SPE增强网络安全和屏蔽干扰

随着网络安全问题的突出,单对以太网成为内置安全机制的可靠解决方案。目前,许多现有通信协议完全缺乏网络能力和安全特性。如果通过SPE的集成,我们利用了OSI(开放系统互连)模型上层的安全机制,类似于标准以太网中使用的机制,用户就可以利用通信架构来综合网络安全特性。

由于操作技术(OT)层面缺乏网络安全措施,现有自动化平台的网络攻击完全不受控制。SPE现在引入了基本的网络安全功能来增强OT安全,通过信息技术和操作技术的融合,以确保未来工厂的安全和阻止黑客攻击的关键部分的组成,包括那些针对自动化金字塔较低层次的攻击。

工业应用中最受关注领域的之一是信号干扰和电磁干扰(EMI)。SPE通过建立标准以太网的可靠基础来解决这些挑战。如果有适当的接地、粘合和屏蔽措施,在变频器、电机起动器和其它工业部件中,以太网有良好的有效工作记录。

信号干扰和电磁干扰(EMI)

SPE连接器的要求与M8和M12连接器要求相同,即使在苛刻条件下也能保证可靠性。凭借完善的抗冲击和振动标准,SPE连接器为工业环境提供了可靠的解决方案,并保持一致的拔拉力、垂直和侧向力公差。

SPE系统联盟

单对以太网系统联盟站在这一转型的最前沿,其共同使命是在工业物联网和其它应用领域推广SPE技术。SPE的多样化能力已经吸引了许多公司和行业领袖的兴趣,他们现在正在积极考虑将其纳入他们的战略路线图。

SPE系统联盟已经有62个成员,是SPE日益重要的证明,现在全球承认SPE具有潜力。根据2016年HMS的研究,基于以太网的通信架构仅占双线系统的30%。在不到十年的时间里,这一格局发生了巨大变化,最近数据显示,基于以太网的通信现在主导着这个行业,约占双线系统之间所有通信的60-66 %,这一趋势继续保持增长势头。

联盟预测,即使在采用率适度的情况下,SPE也将获得相当大的市场份额,到2030年可能达到10%,即约5000万节点,与IEEE的预测一致。如果需要快速采用,这个数字可能会飙升至高达1.8亿个节点,这进一步支持了过程自动化和构建自动化等领域利用率的提高。

单对以太网的未来

展望未来,SPE的潜力远远超出了自动化的范围。SPE在建筑基础设施、工厂自动化、风力发电场、太阳能安装、智慧城市,甚至在现代智能建筑中电梯和自动扶梯的集成方面具有相当大的影响。在工业领域,SPE可以应用于探测器、电机控制器、湿度传感器、振动传感器、编码器和许多额外的传感器等。它可以通过人工智能促进预测性维护,彻底改变工艺工厂的日常操作。

单对以太网

单对以太网的采用不仅是一种技术转变,也是对该行业结构变化的一种回应。随着劳动力的减少,对更简单、更直观的网络解决方案需求正在上升。年轻一代工程师已经习惯了即插即用的设置和基于ip的网络,而SPE与这种未来期望完全一致。

SPE是引领工业连接新时代的催化剂,它正在打造一条以提高网络安全水平和提高工业网络通信效率为特征的未来道路。SPE的变革力量超越了行业边界,有望重塑我们在数字时代的联系和沟通方式。虽然SPE只是拼图的一部分,但它是塑造我们未来形象不可或缺的组成部分。

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