6 Zalety technologii Single Pair Ethernet
W związku z tym, że Single Pair Ethernet (SPE) zyskuje coraz większe zainteresowanie w automatyce przemysłowej, ważne jest, aby zrozumieć potencjalne korzyści, jakie technologia ta może przynieść aplikacjom, które muszą przesyłać dane na duże odległości, ale nie mają dużych wymagań dotyczących prędkości lub przepustowości.
W ostatnim blogu omówiliśmy, w jaki sposób branża pokonuje przeszkody we wdrażaniu Single Pair Ethernet. Teraz nadszedł czas, aby podkreślić konkretne zalety zastąpienia linii czteroprzewodowej linią dwuprzewodową w odniesieniu do kosztów, instalacji i wydajności, tak aby SPE mógł być śmiało stosowany w praktyce.
1. Niższe nakłady inwestycyjne
Na poniższym rysunku po lewej stronie przedstawiono cenę, jaką zazwyczaj płaci się za złącze Industrial Ethernet (IE). Po prawej stronie widać odpowiadające mu złącze Single Pair Ethernet i jego cenę.
Złącza IE i SPE są dość podobne do dzisiejszych złączy RJ45 i M8 D-coded. Chociaż w złączu SPE wyeliminowano trzy czwarte drutów, to jednak zastosowano dodatkowy materiał wypełniający, aby zachować okrągły kształt kabla. W zależności od rodzaju kabla, oszczędności pomiędzy złączami IE i SPE wynoszą od 13% do 44%. Dodatkowe oszczędności pojawiają się przy zakupie większych ilości złączy.
Jednak pod względem nakładów inwestycyjnych największe oszczędności wynikają z nowych topologii sieci, które są możliwe dzięki Single Pair Ethernet. Przykładowo, wyeliminowanie bramek i oparcie się na pojedynczej sieci komunikacyjnej pozwala zaoszczędzić ponad 10 000 USD na jednej bramce. SPE sprawia, że integracja czujników i elementów wykonawczych z infrastrukturą sieciową jest bardziej ekonomiczna.
Ulepszenie kapitału: Single Pair Ethernet vs. Industrial Ethernet
2. Oszczędność wagi i mała powierzchnia podstawy
Technologia Single Pair Ethernet umożliwia stosowanie bardziej kompaktowych, lżejszych kabli, które mają o 50% mniejszą wagę i 50% mniejszą powierzchnię niż tradycyjne kable Fieldbus. Pozwala to zaoszczędzić cenne miejsce w robotach oraz wewnątrz ścian i podłóg.
Jako przykład tych oszczędności niech posłuży produkcja pojazdów elektrycznych. Inżynierowie projektanci szukają sposobów na usunięcie każdej uncji wagi z podwozia, aby zrównoważyć wagę systemów zasilania, takich jak akumulatory i silniki elektryczne. Przykładowo, niektórzy projektanci badają możliwość usunięcia materiału ekranującego z wiązek kabli we wnętrzu samochodu w celu redukcji wagi. SPE stanowi potencjalne rozwiązanie w zakresie redukcji masy pojazdów elektrycznych.
Single Pair Ethernet odgrywa również istotną rolę w modernizacji pojazdów elektrycznych. Zaleca się, aby co 10 lat pojazdy wracały do fabryki w celu odnowienia niezbędnej elektroniki. Konstrukcja podwozia nie ulegnie zmianie, więc grubość ścian wewnątrz samochodu pozostaje bez zmian. Kabel SPE może zmniejszyć ilość miejsca potrzebnego do montażu. Ta przewaga wagowa jest dodatkowo związana z gęstością portów (dwa porty SPE = 1 port RJ45), która obsługuje więcej urządzeń w starszych pojazdach.
Poniższy rysunek przedstawia porównanie wagi różnych kabli SPE z wagą konwencjonalnych kabli przemysłowych Ethernet - oraz oszczędności pomiędzy tymi dwoma typami kabli. W przypadku kabli Ethernet stosowanych w produkcji dyskretnej można zauważyć oszczędności na poziomie od 15% do 46%, natomiast w przypadku kabli stosowanych w transporcie często spotykane są oszczędności na poziomie od 49% do 55%.
Poprawa wagi: Ethernet jednoparowy vs Ethernet przemysłowy
3. Szybka instalacja i łatwa konserwacja
SPE umożliwia szybszą i łatwiejszą instalację, ponieważ urządzenia polowe, czujniki i siłowniki mogą być łatwo zintegrowane z istniejącymi środowiskami Ethernetowymi bez konieczności stosowania dodatkowych bramek i interfejsów.
Pozwala to na obniżenie kosztów materiałów i pracy przy budowie nowych hal fabrycznych.
4. Uproszczone sieci
Single-Pair Ethernet (SPE) może połączyć systemy automatyki i starsze sieci przemysłowe w jedną technologię sieciową Ethernet, przenosząc jednocześnie zasilanie i dane do i z urządzeń.
Ponieważ urządzenia SPE są oparte na protokołach Ethernet, ich wydajność jest zazwyczaj lepsza niż urządzeń Fieldbus.
Migracja czujników i urządzeń sterujących do sieci Ethernet za pomocą SPE upraszcza okablowanie i zarządzanie oraz potencjalnie eliminuje specjalistyczny sprzęt sieciowy, wprowadzając komunikację IP na najniższe poziomy automatyki.
Dzięki SPE rozwiązywanie problemów i diagnostyka awarii stają się bardziej ustandaryzowane i dostępne w porównaniu z mieszaniną protokołów Fieldbus oraz specjalnych dekoderów i terminali, które są wymagane przez nawet najbardziej wyjątkowo wykwalifikowanych techników w celu rozwiązania problemów z wydajnością.
5. Wsparcie dla konwergencji IT/OT i przejścia z czujnika do chmury
Środowisko przemysłowe przyszłości wymaga elastycznej i adaptowalnej łączności, która będzie w stanie sprostać coraz większym wymaganiom.
SPE jest jedną z technologii, które przyczynią się do rozwoju IIoT, Przemysłu 4.0, konwergencji IT/OT oraz bezproblemowej transmisji danych z czujników na poziomie pola do chmury. Te innowacje łączą się w celu stworzenia inteligentnych środowisk produkcyjnych napędzanych przez Single Pair Ethernet.
6. Przyjazność dla środowiska
Wreszcie, SPE wymaga mniejszej ilości zasobów naturalnych, takich jak plastik i metale, aby zbudować infrastrukturę opartą na sieci Ethernet i połączyć zasoby, co pomaga firmom zmniejszyć swój ślad węglowy i osiągnąć cele ESG.
Nasze portfolio Single Pair Ethernet w zakresie okablowania i produktów łączności zostało zaprojektowane w celu optymalizacji możliwości połączeń Ethernet w trudnych warunkach, w tym w operacjach przemysłowych i transportowych.
W miarę rozwoju Przemysłu 4.0 oraz dalszego wzrostu liczby czujników i siłowników podłączonych do szkieletu fabryki, Single Pair Ethernet będzie prostym rozwiązaniem przyspieszającym automatyzację przemysłową.