Industrielle Automatisierung

6 Vorteile der Single Pair Ethernet Technologie

Chen Zhang

Single Pair Ethernet (SPE) gewinnt in der Industrieautomation zunehmend an Bedeutung. Daher ist es wichtig, die potenziellen Vorteile dieser Technologie für Anwendungen zu verstehen, die Daten über große Entfernungen übertragen müssen, aber keine hohen Anforderungen an Geschwindigkeit oder Bandbreite stellen.

 

In einem kürzlich veröffentlichten Blog haben wir erörtert, wie die Branche die Hürden für die Einführung von Single Pair Ethernet überwindet. Jetzt möchten wir die konkreten Vorteile aufzeigen, die der Ersatz einer Vierdraht-Leitung durch eine Zweidraht-Leitung in Bezug auf Kosten, Installation und Leistung mit sich bringt, damit SPE in der Praxis zuverlässig eingesetzt werden kann.

 

1. Geringere Investitionsausgaben

IE- und SPE-Steckverbinder sind den heutigen RJ45- und M8 D-codierten Steckverbindern ähnlich. Beim SPE-Steckverbinder entfallen zwar drei Viertel der Drähte, es wird jedoch zusätzliches Füllmaterial verwendet, um die runde Form des Kabels zu erhalten. Je nach verwendetem Kabeltyp reichen die Kosteneinsparungen zwischen IE- und SPE-Steckverbindern von 13 % bis 44 %. Zusätzliche Einsparungen ergeben sich beim Kauf von Steckverbindern in größeren Mengen.

 

Die größten Einsparungen bei der Investition ergeben sich jedoch aus den neuen Netzwerktopologien, die mit Single Pair Ethernet möglich sind. Wenn man beispielsweise auf Gateways verzichtet und sich auf ein einziges Kommunikationsnetz verlässt, können mehr als 10.000 USD pro Gateway eingespart werden. Durch SPE wird die Integration von Sensoren und Aktoren in die Netzinfrastruktur wirtschaftlicher.

  

 

2. Gewichtsersparnis und geringer Platzbedarf

Die Single Pair Ethernet-Technologie ermöglicht kompaktere, leichtere Kabel, die 50 % weniger wiegen und einen um 50 % reduzierten Platzbedarf haben als herkömmliche Feldbuskabel. Das spart wertvollen Platz in Robotern und in Wänden und Böden.

 

Nehmen wir die Produktion von Elektrofahrzeugen als Beispiel für diese Einsparungen. Die Konstrukteure suchen nach Möglichkeiten, jedes Gramm Gewicht an der Karosserie einzusparen, um das Gewicht von Antriebssystemen wie Batterien und Elektromotoren auszugleichen. So haben einige Konstrukteure untersucht, wie man das Abschirmungsmaterial in Kabelbäumen in Fahrzeugen entfernen kann, um Gewicht zu sparen. SPE bietet eine mögliche Lösung zur Gewichtsreduzierung bei Elektrofahrzeugen.

 

Single Pair Ethernet spielt auch bei der Nachrüstung in Elektrofahrzeugen eine wesentliche Rolle. Es wird empfohlen, die Fahrzeuge alle 10 Jahre zur Modernisierung der wesentlichen Elektronik zum Hersteller zu bringen. Die Konstruktion der Karosserie wird nicht verändert, so dass die Wandstärke innerhalb des Fahrzeugs unverändert bleibt. SPE-Kabel können den Platzbedarf bei der Installation verringern. Dieser Gewichtsvorteil kommt zur Port-Dichte hinzu (zwei SPE-Ports = 1 RJ45 Port), wodurch mehr Geräte in älteren Fahrzeugen unterstützt werden.

 

3. Schnelle Installation und einfache Wartung

SPE ermöglicht eine schnellere und einfachere Installation, da Feldgeräte, Sensoren und Aktoren einfach in bestehende Ethernet-Umgebungen integriert werden können, ohne zusätzliche Gateways und Schnittstellen.

 

Dadurch sinken die Material- und Arbeitskosten für den Bau neuer Fabrikhallen.

 

4. Vereinfachte Netzwerke

Mit Single Pair Ethernet (SPE) können Automatisierungssysteme und ältere Industrienetzwerke mit einer einzigen Ethernet-Netzwerktechnologie verbunden werden, während gleichzeitig Strom und Daten zu und von Geräten übertragen werden.

 

Da sie auf Ethernet-Protokollen basieren, ist die Leistung von SPE-Geräten im Allgemeinen besser als die von Feldbusgeräten.

 

Die Migration von Sensoren und Steuerungen auf Ethernet unter Verwendung von SPE vereinfacht die Verkabelung und das Management. Spezielle Geräte für die Vernetzung werden möglicherweise überflüssig, so dass IP-Kommunikation auch auf den untersten Ebenen der Automatisierung möglich ist.

 

Im Vergleich zu der Mischung aus Feldbusprotokollen und speziellen Decodern und Klemmen, die selbst die besten Techniker zur Behebung von Leistungsproblemen benötigen, wird die Fehlersuche und Fehlerdiagnose mit SPE standardisierter und zugänglicher.

 

5. Unterstützung für IT/OT-Konvergenz und Sensor-to-Cloud

Die Industrieumgebung der Zukunft erfordert eine flexible und anpassungsfähige Verbindungstechnik, die den ständig wachsenden Anforderungen gerecht wird.

 

SPE gehört zu den Technologien, die zu IIoT, Industrie 4.0, IT/OT-Konvergenz und nahtloser Datenübertragung von Sensoren auf Feldebene zur Cloud beitragen werden. Diese Innovationen werden zusammengeführt, um intelligente Fertigungsumgebungen zu schaffen, die durch Single Pair Ethernet gesteuert werden.

 

6. Umweltfreundlichkeit

Schließlich benötigt SPE weniger natürliche Ressourcen, wie z. B. Kunststoffe und Metalle, für den Aufbau einer Ethernet-basierten Infrastruktur und die Verbindungstechnik, was den Unternehmen hilft, ihren CO2-Fußabdruck zu reduzieren und ESG-Ziele zu erreichen.

 

Unser Single Pair Ethernet-Portfolio

Unser Single Pair Ethernet-Portfolio an Verkabelungs- und Verbindungsprodukten wurde entwickelt, um die Ethernet-Verbindungsmöglichkeiten in anspruchsvollen Umgebungen, darunter in Industrie- und Verkehrsbetrieben, zu optimieren.

 

Da sich die Industrie 4.0 weiterentwickelt und die Anzahl der Sensoren und Aktoren, die mit dem Fabrik-Backbone verbunden sind, weiter zunimmt, wird Single Pair Ethernet eine einfache Lösung sein, die die industrielle Automatisierung beschleunigt.

 

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