Ein Adernpaar anstatt zwei oder vier: HARTING hat mit der T1 Industrial Style Schnittstelle nach IEC 63171-6 den internationalen Standard für SPE-Schnittstellen in zukünftigen IIoT-Netzwerken gesetzt © HARTING
Automation Island war gestern. TSN, TCP/IP und Single Pair Ethernet (SPE) versprechen eine neue Welt der Automatisierung, die den Slogan „vom Sensor bis in die Cloud“...
... in greifbare Nähe rückt und Komplexität radikal reduziert.
In der Industrie werden immer mehr Komponenten zu vernetzten, intelligenten Teilnehmern. Damit einher geht auch die Grenzverschiebung vom rein unternehmensinternen Netzwerk hinaus in die Welt, ins Internet, in die Cloud. Oder in anderen Worten: Industrial Internet of Things (IIoT). Wenn also immer mehr Sensoren und Aktoren mit steigendem Bandbreitenbedarf Netzwerkteilnehmer werden, braucht es neue Technologien. Derzeitige Ethernet-Netzwerke sind zu groß und zu teuer. Die Lösung für diesen Bedarf an schmaler, aber leistungsfähiger Infrastruktur heißt Single Pair Ethernet (SPE).
Ursprünglich wurde SPE als Alternative zum CAN-BUS in der Autoindustrie entwickelt.
Die Chancen dieser Technologie für die Industrie hat der Steckverbinderspezialist HARTING früh erkannt und ist schnell in die Normung für ein einheitliches Steckgesicht für Industrieanwendungen mit SPE gegangen. Denn während in der Automobilindustrie jeder Hersteller üblicherweise auf eigene Steckverbinderlösungen setzt, investieren Industrie-Anwender gern in standardisierte Schnittstellen, die einen einheitlichen und kompatiblen Markt aus Geräten und Infrastruktur bilden. Durch die deutlich höheren Anforderungen an Steckverbinder und Kabel hinsichtlich der Schirmung, mussten diese komplett neu entwickelt, getestet und standardisiert werden.
HARTING hat mit der T1 Industrial Style Schnittstelle nach IEC 63171-6 den internationalen Standard für SPE-Schnittstellen in zukünftigen IIoT-Netzwerken gesetzt. Inzwischen haben sich viele Branchengrößen diesem einheitlichen Standard verpflichtet und sich im SPE Partner Network organisiert.
SPE unterstützt den Weg ins IIoT
Oft fällt die Abkürzung SPE zusammen mit Megatrends wie I4.0 und IIoT. Aber wieso ist SPE dafür so wichtig? Um diese Frage zu beantworten, muss man fragen, was IIoT eigentlich bedeutet. Wofür steht das Internet der Dinge in der Industrie? Oft genannt werden vorbeugende Datenerhebungen, wie es sie früher nicht gab. Steckverbinder, Antriebe, Lager und weitere Komponenten, die smart werden und ihre Daten etwa an Edge-Computer übergeben, die daraus eine Predictive-Maintenance-Vorhersage ermitteln. Ändern sich Stromverbrauch, Vibration oder andere Parameter, können Algorithmen Verschleiß ermitteln, der vorzeitig und kostensparend behoben werden kann.
Diese Anwendungen werden heute noch nicht in der Masse eingesetzt, aber bei der Neukonstruktion von Maschinen und Anlagen immer häufiger mitgedacht. In den nächsten zehn Jahren wird zu beobachten sein, wie immer mehr Sensoren in der Feldebene in Maschinen, Robotern, Positioniersystemen, Logistik oder vielen anderen Anwendungen eingesetzt werden und eine umfassende Datenerhebung bis in die letzten Winkel der Feldebene realisieren. Um dies auch echtzeitfähig und auf Grundlage einer durchgehenden Sprache, in Form von Ethernet, zu tun, braucht es einen neuen Physical Layer – Single Pair Ethernet.
SPE reduziert die Komplexität
Mit SPE wird eine komplett neue physikalische Infrastruktur geschaffen, die über nur noch ein Adernpaar endlich passende Datenraten und auch Spannungsversorgung über deutlich gesteigerte Entfernungen bis 1.000 Meter übertragen kann. Mit TSN ist diese Übertragung echtzeitfähig, mit TCP/IP ist jeder Netzwerkteilnehmer identifizierbar, und mit Power over Data Line (PoDL) ist auch die gleichzeitige Energieversorgung bis zu 50 Watt am Gerät möglich. Ohne Gateways und Übersetzer. Ein Protokoll für alle Anwendungen. Damit reduziert sich auch der Aufwand für die Einrichtung und die Parametrierung drastisch. Um die Infrastruktur für SPE zu komplettieren, bieten nun auch erste Hersteller von Magnetics, Halbleitern und Testequipment ihre Produkte für erste Design-in-Projekte an.
Abschließend lässt sich definitiv sagen: Single Pair Ethernet bietet klare Vorteile für alle Nutzer in Prozessindustrie und Automatisierung. Ethernet vom Sensor bis in die Cloud wird echte I4.0-Realität. (red./PR)
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