Single Pair Ethernet (SPE) - ora anche per catene portacavi con garanzia di 36 mesi

La tecnologia Single Pair Ethernet (SPE) è la chiave dell'automazione industriale intelligente, l'Industrial Internet of Things (IIoT). Questa tecnologia agevola una comunicazione Ethernet uniforme, in spazi ridotti ed efficiente in termini di costi, compresa l'ultima tratta, dal cloud attraverso l'armadio elettrico arrivando fino alla macchina.

Single Pair Ethernet: cos'è il Single Pair Ethernet e come funziona?

La chiave dell'automazione industriale, l'Industrial Internet of Things (IIoT)

Il concetto di smart factory rappresenta una moltitudine di sfide che, oggi, le aziende si trovano ad affrontare. Le sfide più grandi della quarta rivoluzione industriale sono quasi sempre descritte da temi quali standardizzazione, affidabilità di complessi sistemi (IT) e padronanza di questa crescente complessità. Questi concetti sono più chiari guardando la piramide dell'automazione. La comunicazione e lo scambio dati sono limitati - attualmente sono rari i casi in cui vengono impiegati cavi bus Ethernet idonei ad essere utilizzati fino ad arrivare al dispositivo su campo. Lo spazio di installazione nei sensori o nei sistemi di controllo è troppo piccolo. I parametri ambientali che i cavi Ethernet, sia per posa mobile che fissa, devono soddisfare durante il funzionamento continuo nel campo sono troppo complessi.

Tutto questo ora può cambiare: il Single Pair Ethernet (SPE), un cavo bus Ethernet e un protocollo di trasmissione che si sta facendo strada nel panorama industriale, vantaggioso non solo grazie alle sue dimensioni ridotte, ma anche grazie alle sue eccellenti proprietà trasmissive. Questo vale sia nelle applicazioni statiche che in quelle altamente dinamiche come quelle in catena portacavi.

Single Pair Ethernet descrive tecnicamente la trasmissione Ethernet (1000Base-T1) attraverso due sole coppie di fili di rame e consente sia la trasmissione dati via Ethernet che l'alimentazione simultanea (PoDL). Questo salto tecnologico porta ad una riduzione del diametro di circa il 25% rispetto ad un normale cavo Ethernet. Questo white paper offre una panoramica dello stato di sviluppo attuale della tecnologia SPE e mostra le opportunità che questa nuova tecnologia di trasmissione apre al settore riducendo in modo significativo lo spazio di installazione e, quindi, il peso:

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Chi guida la nuova tecnologia SPE?

Il network di partner industriali SPE

Single Pair Ethernet è la base infrastrutturale che rende possibile l'IIoT e Industry 4.0. Al fine di promuovere la tecnologia Single Pair Ethernet per il mercato IIoT in rapida crescita, igus partecipa alla SPE Industrial Partner Networks con altri partner di grande fama come HARTING o TE Connectivity.

Anche gli standard per i protocolli di trasmissione, di cablaggio e di componenti dei dispositivi vengono sviluppati in modo congiunto, adottati e pubblicati nella IEEE 802.3 e IEC SC46C, per stabilire delle basi solidi per l'intero futuro ecosistema SPE.

In questo modo, il nuovo cavo potrebbe anche essere costruito in partnership per l'interfaccia del connettore T1. Come risultato, la resistente schermatura del cavo ha una continuità di trasferimento affidabile con il connettore, garantendo un'ottimale compatibilità elettromagnetica (EMC) . La combinazione di cavo chainflex e connettore SPE è estremamente robusta: igus utilizza una guaina in PUR altamente resistente all'abrasione e agli intagli, ed il connettore è dotato di robuste chiusure metalliche con una presa per PCB.

Ulteriori informazioni sulla rete dei partner

Da dove viene la necessità di questa nuova tecnologia Ethernet?

Origini ...

Oggi l'Ethernet viene comunemente utilizzato e introdotto come un sistema bus ovunque negli edifici (1), a livello di controllo (2) fino ai dispositivi di controllo delle macchine (3). Sistemi fondamentali fino al livello di input come sensori I/O (4), dispositivi di misurazione e attuatori venivano solitamente collegati con cavi semplici o cavi bus di campo. Di conseguenza, l'utilizzo intelligente in un sistema bus integrato basato su una stessa tecnologia non era realizzabile.

Questa situazione doveva cambiare per risparmiare su interfacce e sistemi di accoppiamento e, al contempo, aumentare la valutazione dei dati rilevanti per la macchina. Era necessario un sistema Ethernet che unisse pienamente il mondo Ethernet con le piccole dimensioni dei cavi IO. Questa necessità ha dato origine al Single Pair Ethernet.

Ulteriori informazioni sono disponibili anche nell'intervista con la redazione di IEE (in tedesco): https://www.all-electronics.de/die-steckerfrage-entscheiden-die-anwender-niemand-anderes/

... e specifiche della tecnologia SPE

Nei classici cavi bus Ethernet, solitamente ci sono quattro coppie di conduttori. Con questo SPE, è possibile realizzare la trasmissione sicura dei dati nello spazio più piccolo possibile, come a livello di campo. L'SPE è integrabile nelle tecnologie bus aziendali esistenti, diventando l'opzione di trasmissione più innovativa attualmente disponibile.

Nella fabbrica collegata in rete, i tempi di accesso all'interno di un processo di produzione si possono ridurre ulteriormente anche con dati distribuiti, e i dati si possono trasferire in modo ancora più rapido. La combinazione di bus SPE e relativa interfaccia, riduce i costi con il simultaneo aumento del livello tecnico, e garantisce un funzionamento completo a lungo termine attraverso la compatibilità dell'innesto. Questo viene messo in evidenza dalla struttura dei componenti di cablaggio:

Impedenza di 100 Ω
Ampiezza di banda di 600 MHz
parametri chiaramente definiti come attenuazione, perdita di ritorno e diafonia esterna
schermatura completa per garantire la qualità di trasmissione in condizioni di compatibilità elettromagnetica estreme
connettori a innesto due poli dalla struttura piccola con classe di protezione IP20 e IP65/67

Come utilizzare la tecnologia SPE?

Lunga durata d'esercizio garantita dai test

La velocità di trasmissione notevolmente potenziata insieme alla riduzione del diametro consentirà, in futuro, di collegare in modo economico sensori ad elevati volumi di dati. L'utente non deve rinunciare alla qualità nel processo. Il CFBUS.PUR.042, resistente all'olio e ritardante la fiamma, è stato ampiamente testato nel laboratorio di prova igus da 3.800 m2. Come per tutta la gamma di cavi chainflex, anche per i cavi Single Pair Ethernet il cliente riceverà una garanzia di 10 milioni di cicli o di 36 mesi.

L'SPE è, quindi, una vera alternativa ad altri sistemi bus in applicazioni con piccoli raggi di curvatura e piccoli spazi di installazione come le applicazioni di telecamere industriali o i sensori di posizione o di controllo. Sistemi di visione di questo genere servono principalmente per il rilevamento e il posizionamento. Fino ad ora, i sensori dovevano essere collegati in campo tramite interfacce bus con cavo Ethernet a 4 o 8 fili. Con SPE, ogni sensore può essere integrato direttamente nel livello superiore di controllo.

Test approfonditi sul cavo sottile SPE nel laboratorio di prova igus

Ecco perché i nostri clienti ci raccomandano!

Esempi applicativi chainflex®

Cavo bus per l'elaborazione di immagini digitali

Tecnologia dei sensori

"Per i clienti, il principale vantaggio delle nostre videocamere compatte era di essere facili da installare. Noi prestiamo attenzione alla massima qualità. Per lunghezze a partire da 5 m, raccomandiamo solo i cavi bus di igus®che garantiscono una perfetta trasmissione dati. I cavi convenzionali non erano in grado di resistere alle sollecitazioni meccaniche ed elettriche nel lungo termine, poi abbiamo conosciuto i cavi chainflex®. "

Thomas Schmidgal lMarketing Manager
IDS Imaging Development Systems GmbH, Obersulm (Germania)

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Sicurezza anche con sollecitazioni estreme

Costruzione di impianti

"Presso Fujitsu Siemens Computers, ad esempio, oggi raggiungiamo un tasso di posizionamento reale di 1,71 secondi per componente. La disponibilità dell'impianto è un aspetto molto importante per noi. Siamo un'azienda con certificazione ISO, e come tale dobbiamo controllare attentamente la qualità e l'affidabilità dei nostri fornitori. A un certo punto abbiamo acquistato i nostri cavi presso igus® e siamo riusciti, così, a risolvere la maggior parte dei problemi. " "

Klaus Bonath, Sales Manager
IPTE Germany GmbH, Heroldsberg

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Robotica

"Il nostro speciale processo di pulizia con il Robot Sword Brush - il cuore del nostro centro tecnico - viene utilizzato senza interruzioni da molti rinomati produttori del settore automobilistico. Originariamente tutti i cavi del robot erano protetti contro i danni meccanici in fabbrica. Ma non funzionava. Ecco perché cercavamo una soluzione tecnica che proteggesse i vari cavi in modo affidabile e duraturo." "

Martin Weber
Wandres GmbH micro-cleaning, Buchenbach-Wagensteig

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