Technologie

Durchgängige Kommunikation vom Sensor bis in die Cloud

Um die Ethernet-Technologie vom Sensor bis in die Cloud durchgehend zu gestalten, müssen neue Technologien mit standardisierten, kostengünstigen und platzsparenden Komponenten entwickelt werden. In diesem Zuge ist auch die Ergänzung bereits bestehender Feldbussysteme auf Prozessebene mit transparenten Kommunikationslösungen zu berücksichtigen.

Die aktuelle Ethernet-Technik ist für viele industrielle Anwendungen zu aufwendig und überdimensioniert. So sind zum Beispiel die aktuellen RJ45-Steckverbinder und Ethernet-Kabel für den Anschluss einfacher Sensorik-Komponenten in der Feldebene kaum geeignet. Eine Kapselung bis zum Sensor ist aufwendig, teuer und oft schon aus Platzgründen nicht machbar. Hinzu kommen die Notwendigkeit einer zwei- oder vierpaarigen Verkabelung sowie die maximale Leitungslänge von 100 m. Insbesondere für Anwendungen in der Fördertechnik oder der Lagerlogistik ist das zu wenig. Abhilfe schafft ein vereinfachter Ethernet-Standard, der bewusst nicht die hohen Datenübertragungsraten der IT-Welt erreicht, dafür aber große Leitungslängen mit kompakter Bauform und einfacher, robuster Verkabelung kombiniert: das Single Pair Ethernet (SPE).

Alle wichtigen Einzelheiten zu Single Pair Ethernet in einem Video.
text pic image

SPE in der Kommunikationstechnologie

SPE erfüllt eine der wesentlichen Anforderungen für IoT- und Industrie-4.0-Anwendungen, nämlich die durchgängige intelligente Vernetzung über alle Ebenen. Skalierbar, deterministisch und vollständig kompatibel, sodass alle Komponenten miteinander kommunizieren können.

  • Durchgängig: Einheitliche ethernetbasierte Kommunikation vom Sensor bis in die Cloud
  • Zukunftssicher: Übergreifende Schlüsseltechnologie für Industrie 4.0 und IIoT
  • Einfach: Verringerter Verkabelungsaufwand durch Reduktion auf nur ein Aderpaar
  • Flexibel: Applikationsübergreifend einsetzbar durch Reichweiten von bis zu 1.000 m und Übertragungsgeschwindigkeiten bis zu 1 GBit/s

text pic image

  • Die physikalischen Eigenschaften und Übertragungsraten werden international von unterschiedlichen Standardisierungsgremien definiert.
  • SPE stößt auch in der Automatisierungstechnik auf großes Interesse, denn diese neue Ethernet-Variante erfüllt alle Voraussetzungen für die industrielle Kommunikation im Rahmen der Digitalisierung.
  • Die Übertragungsraten sind selbst für anspruchsvolle Sensorik-Komponenten ausreichend: 10 Mbit/s bei einer Übertragungslänge von 1.000 m, 1 Gbit/s bei einer Übertragungslänge von 40 m.
  • Komponenten wie Scanner und Kameras können durchgängig ins Ethernet-Netzwerk integriert werden – zum Beispiel für Überwachungszwecke oder zum Erfassen von Typ und Lage eines Bauteils. Die realisierbaren Reaktionszeiten gestatten sogar TSN-Anwendungen.
  • Energieversorgung und Datenschnittstelle für die Sensorik lassen sich auf engstem Raum unterbringen. Die Energieversorgung der angeschlossenen Peripherie kann via Power over Data Line (PoDL) realisiert werden, sodass zur Einspeisung bis zu 60 W am Power Source Equipment (PSE) zur Verfügung stehen.