Els dispositius connectats amb funcions avançades de detecció i control són cada cop més habituals en aplicacions industrials, donant lloc al concepte d'interconnexió industrial durant la seva interconnexió. Ja sigui per cable o sense fil, millorar l'eficiència de l'automatització s'ha convertit en una prioritat. L'alta densitat de dispositius de detecció i control condueix naturalment a una major interconnexió. Tot i que les xarxes sense fil industrials poden abordar alguns reptes d'interconnexió fins a cert punt, normalment requereixen algun tipus de connexió física i les xarxes sense fil no són adequades per a tots els entorns industrials.
L'auge de l'Ethernet -únic parell (SPE) en escenaris industrials
A la interconnexió esmentada anteriorment, una connexió Ethernet pot requerir diversos cables per a Ethernet ràpid de 100 Mbps o fins i tot Ethernet Gbps. Desavantatges com la complexitat, l'alt cost i la incapacitat d'assegurar l'intercanvi oportú d'informació recollida pels sensors no compleixen les expectatives de la interconnexió industrial.
La tecnologia Ethernet d'un-parell únic és una tecnologia de connexió que pot assolir una velocitat d'1 Gb/s a distàncies curtes i permet la comunicació-bidireccional. Inicialment, aquesta tecnologia de connexió es va utilitzar àmpliament en aplicacions d'automoció. D'acord amb l'estàndard de transmissió IEEE 802.3, la tecnologia Ethernet d'un -parell s'ha integrat als vehicles de nova-generació, substituint CAN i altres sistemes de bus. Aquesta tecnologia pot unificar el control, la comunicació i diverses funcions de seguretat per operar a través d'Ethernet, que compleix amb precisió les necessitats d'interconnexió d'automatització industrial.
El factor impulsor més directe per introduir Ethernet d'un-parell únic en escenaris industrials és satisfer la demanda d'una comunicació eficient en dues-direccions a les aplicacions. La velocitat de connexió d'1 Gb/s permet connexions segures-en temps real des dels dispositius a la infraestructura i dels dispositius al núvol. Més enllà del seu cost i facilitat d'ús, la millora de l'anàlisi de dades del sensor i l'acceleració de la resposta als errors el fan molt atractiu.
Quins són els avantatges de l'Ethernet d'un-parell?
En primer lloc, no cal comparar un-parell Ethernet amb connexions sense fil, que no tenen universalitat en escenaris industrials. En comparació amb altres connexions per cable, l'Ethernet d'un -parell proporciona Power over Data Line (PoDL) a la mateixa interfície compacta, utilitzant només dos cables per transmetre dades i potència. Les connexions per cable tradicionals utilitzen quatre cables. Menys cables signifiquen menors costos i major llibertat per als equips mecànics. Des d'una perspectiva més crítica, reduir el contingut de coure (Cu) dels cables també significa aconseguir una transmissió més ràpida amb menys energia? En aquest sentit, l'anàlisi cost-benefici d'Ethernet d'un sol-parell és sens dubte favorable.
Tecnologia SPE, Aliança SPE
Com s'ha esmentat, l'Ethernet d'un-parell únic pot arribar a una velocitat d'1 Gb/s a distàncies curtes, amb una longitud de cable de fins a 1.000 metres a una velocitat de transmissió de 10 MB/s, utilitzant una amplada de banda de 600 MHz per a la comunicació de dades. Els seus avantatges comunicatius són evidents i no necessiten més elaboració. Val la pena assenyalar que un terminal d'una connexió Ethernet d'un-parell s'utilitza per a la transmissió de dades d'1 Gbps/600 MHz, i l'altre admet la transmissió d'energia amb un corrent de fins a 8 A. Aquesta connexió mixta de dades i potència ha d'estar físicament blindada i separada per evitar interferències entre els senyals d'alimentació i dades.
En general, aquesta tecnologia redueix la mida global dels connectors i minimitza la càrrega de treball en molts terminals. L'Ethernet d'un -parell d'Ethernet redueix Ethernet al nivell de l'actuador-del sensor i connecta directament sensors i actuadors als sistemes d'automatització o al núvol, proporcionant una assistència important a la interconnexió industrial.
El repte PoDL d'Ethernet{0}}parell únic
La menció anterior de Power over Data Line (PoDL) a les interfícies compactes també aborda la ineficiència de la transmissió d'energia a llarga-distància. Actualment, les connexions de dades Ethernet d'un sol-parell estàndard poden arribar als 50 W, i les connexions de dades-de potència mixta poden oferir fins a 400 W a 48 V. Aquí sorgeix un problema: nivells de potència elevats poden fer que PoDL es desviï dels estàndards. La majoria dels dispositius elèctrics poden acceptar una caiguda de tensió del 10%, mentre que PoDL permet un màxim del 20%. En les proves de potència en arnesos PoDL, una longitud de cable de 40 metres pot apropar la potència als 200 W en aquesta condició, i quan el cable és inferior a 20 metres, el nivell de potència alt arriba als 400 W. Per evitar que el PoDL es desviï dels estàndards, aquest valor màxim normalment no s'utilitza.
L'ús de PoDL combina cables de dades i d'alimentació en el mateix cable. Tot i que aquesta configuració permet la transmissió simultània de dades i potència, té un inconvenient: imposa uns requisits estrictes sobre el soroll i la velocitat de canvi dels nivells de potència, ja que, en cas contrari, la transmissió de dades es veurà afectada. Per tant, utilitzar bons circuits de filtre per suprimir aquest soroll és especialment important en entorns industrials, especialment per al soroll generat en el rang de megahertz inferior (vegeu la figura següent).
Resum
L'Ethernet d'un-parell únic ofereix una oportunitat per a l'estandardització de protocols a tota la xarxa industrial. Per què? Tenint en compte l'enorme nombre de sensors i actuadors en equips industrials, mentre que Ethernet és un estàndard per a moltes xarxes industrials, la realitat industrial està plena de diversos sistemes i multitud de passarel·les tradicionals. El paper de l'Ethernet d'un-parell únic a l'hora de connectar Ethernet amb altres sistemes ha cridat més l'atenció del sector que els seus avantatges de rendiment.