Czy SPE będzie nowym otwarciem w obszarze komunikacji przemysłowej?

Będąc inżynierem automatykiem, a tym bardziej projektantem maszyn, nietrudno zauważyć ciągłe zmiany w standardach sieci przemysłowych. Ewolucja trwa od lat i dawniej stosowane wersje fieldbus zastępowane są sieciami ethernetowymi, dodatkowo pojawiają się nowe standardy połączeń fizycznych. Najnowszą propozycją jest tuSingle Pair Ethernet (SPE), który ma zwiększyć możliwości zastosowań Ethernetu w przemyśle oraz w powiązanych aplikacjach Internetu Rzeczy (IIoT). 

Posłuchaj
00:00

Dzisiaj o innowacjach technologicznych często mówi się w kontekście globalnych megatrendów. W przemyśle są one związane z coraz większą cyfryzacją, rosnącymi potrzebami łączności i łatwości przesyłania danych - w idealnym przypadku od poziomu czujników aż do poziomu MES/ERP. Innym z trendów jest cyfryzacja w transporcie szynowym, gdzie coraz częściej wykorzystuje się urządzenia ethernetowe. Również branża motoryzacyjna sięga po Ethernet, zastępując CAN sieciami o znacznie większej przepustowości.

SPE ma stanowić istotny element tych zmian. Bazuje on na wykorzystaniu pojedynczej pary przewodów i zapewnia transmisję danych z prędkościami od 10 Mb/s do 1 Gb/s na odległości od kilkunastu aż do tysiąca metrów. Wykorzystanie pojedynczej skrętki przekłada się na łatwość instalacji, oszczędność miejsca i kosztów oraz niską wagę. W praktyce szczegóły techniczne są bardziej złożone, bowiem w ramach SPE istnieje kilka odrębnych standardów. Dwa z nich dotyczącą zastosowań motoryzacyjnych (IEEE 802.3bw/bp), trzecim jest sieć 10 Mb/s dla przemysłu (IEEE 802.3cg). Występuje ona w wariantach o zasięgu 15 metrów i 1 km, co ma pozwolić na stosowanie zarówno w maszynach, jak też rozległych instalacjach przemysłowych (szczegóły dotyczące standardów zawiera whitepaper na stronie: www.harting.com/PL/pl/single-pair-ethernet-infrastructure-for-IIoT).

Za rozwojem technologii i jej standaryzacją stoi grupa, którą tworzą: HARTING, TE, Hirose, Würth, LEONI, Murrelektronik oraz Softing IT Networks. Jako standard złącza sieci SPE przyjęto interfejs T1 opracowany przez HARTINGa. Firma ta rozwija zresztą całe portfolio złączy o różnej odporności mechanicznej i środowiskowej, włącznie z wersjami IP65/67 do najbardziej wymagających zastosowań. Dodatkowo w tym roku opublikowany został nowy standard IEC 63171-6, który dotyczy przemysłowych interfejsów Single Pair Ethernet. Otwiera to drogę do szerokiego rozwoju produktów na rynku, w czym powinna też pomóc utworzona rok temu sieć SPE Industrial Partner Network.

SPE jest z powodzeniem wykorzystywany w branży motoryzacyjnej, gdzie zapewnia benefity w postaci redukcji ciężaru instalacji i większej przepustowości sieci. Rewolucją może być jednak jego popularyzacja w fabrykach i przemyśle, gdzie długości okablowania liczone są w kilometrach. Jak na razie sieci bezprzewodowe się tam nie sprawdziły, zaś SPE może pomóc w zmniejszaniu kosztów tworzenia systemów przy jednoczesnym spełnianiu wymogów przemysłowych. Miniaturyzacja złączy otwiera też drogę do ich integracji w czujnikach, kamerach i tysiącach różnych urządzeń IIoT. SPE może tu zastąpić sporo infrastruktury fieldbus, włącznie z bramkami i konwerterami protokołów.

Czy przemysł zaakceptuje i zaadaptuje nowy standard? Czemu nie! Przecież jeszcze kilkanaście lat temu Ethernet był postrzegany jako technologia zupełnie niepasująca do naszej branży, podobnie było z komputerami z systemem Windows czy produktami COTS. Dzisiaj, w epoce czwartej rewolucji przemysłowej, gigantycznie wzrosły potrzeby transmisji i przetwarzania danych. Być może przebojem wejdzie tutaj 5G, jednak ciągle gros aplikacji polegało będzie na niezawodnych połączeniach kablowych. Uważam, że o SPE należy myśleć nie jako o "przewodzie z wtyczką", ale o całkowicie nowym podejściu do łączności w przemyśle. Może ono stać się superłącznikiem pomiędzy dołem piramidy systemów automatyki, a jej najwyższymi warstwami, zapewniając też urzeczywistnienie koncepcji przemysłowego Internetu rzeczy. Dodatkowo zapewni wyjście z łącznością w kierunku inteligentnych budynków, infrastruktury i nowych aplikacji z obszaru smart connectivity.

Na koniec pytanie bonusowe: czy nadchodzi koniec RJ-45/8P8C? Wiele standardów już odeszło w zapomnienie - choćby LPT, GPIB, niebawem pewnie też RS, który zostanie zastąpiony przez USB. "Wtyczkę ethernetową" znamy już od kilku dekad, doczekała się ona wersji wodo- i pyłoodpornych, o zwiększonej odporności mechanicznej i w wielu obudowach. W tym obszarze SPE będzie początkowo pełnił funkcję komplementarną do istniejącego standardu, a jego popularność będzie zwiększała się wraz z powstawaniem kolejnych generacji produktów. Dotyczyło to będzie szczególnie takich obszarów, gdzie wymagane będą miniaturowe, ale jednocześnie niezawodne i jakościowe interfejsy połączeniowe.

Zbigniew Piątek

Powiązane treści
Nowi członkowie SPE System Alliance
SPE – Single Pair Ethernet, czyli Ethernet jednoparowy
HARTING promuje SPE jako standard w IIoT
Zobacz więcej w kategorii: Gospodarka
Roboty
Comau finalizuje przejęcie Automha
Roboty
Doosan Robotics przejmuje 90% udziałów w amerykańskiej firmie inżynieryjno-automatycznej ONExia
Aktualności
Silnik innowacji rozpędzający się krokowo
Roboty
Popyt na roboty współpracujące dalej słabnie, co przeczy przewidywaniom
Roboty
Truskawki zbierane przez roboty. Polscy studenci z rewolucyjnym projektem
Przemysł 4.0
Indyjska Amber Group przejmuje kontrolę nad izraelską firmą Unitronics

Szafa wydawcza JotKEl

Nowoczesny przemysł stanowi szczególne wyzwanie dla gospodarki magazynowej. Duże znaczenie ma zwłaszcza pozyskanie informacji zwrotnej o aktualnym stanie zasobów, co umożliwia optymalizację dostaw. Dobrze zorganizowana gospodarka magazynowa zapewnia ciągłość produkcji, a to bezpośrednio wpływa na redukcję kosztów postojów. Wychodząc naprzeciw tym wymaganiom i bazując na prawie 50-letnim doświadczeniu, firma JotKEl stworzyła system automatycznych mebli wydawczych.
Zapytania ofertowe
Unikalny branżowy system komunikacji B2B Znajdź produkty i usługi, których potrzebujesz Katalog ponad 7000 firm i 60 tys. produktów