SPE System Alliance auf der SPS
Startschuss für die Integration von SPE
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
SPE-Highlights von Microchip, Hilscher und Weidmüller
Microchip
Als Mitglied der Single Pair Ethernet Alliance liefert Microchip unterschiedliche Halbleiterprodukte, die für den Anschluss an ein SPE-Netzwerk erforderlich sind. Das Unternehmen verfügt heute über Ethernet-Switches, PHYs und MAC-PHYs für den Anschluss an SPE-Netzwerke mit unterschiedlichen Bandbreiten, von 10 Mbit/s bis 1 Gbit/s.
»Single-Pair-Ethernet ermöglicht dezentralisierte, softwaredefinierte Systeme, die viel einfacher zu konfigurieren und zu verwalten sind. Unternehmen bekommen dadurch Zugang zu allen verarbeiteten Daten, sodass Big-Data-Analysen zum Beispiel zur Prozessoptimierung und zum Umweltschutz eingesetzt werden können. Sobald alle Daten zur Verarbeitung zur Verfügung stehen, ist es z. B. einfacher für Unternehmen, die Anforderungen an Energiemanagementsysteme wie ISO 50005 zu erfüllen«, erklärt Henry Muyshondt, Senior Manager von Microchip.
»Das Besondere an Ethernet ist, dass es ein skalierbares Kommunikationssystem darstellt – von der Edge des Netzwerkes bis zur Cloud. Jede Anwendung, die die physische und digitale Welt verbindet, kann von SPE profitieren. Dabei fallen Gateways, die zwischen verschiedenen Hardwaresystemen übersetzen, komplett weg«.
Unabhängig von der Netzwerkgeschwindigkeit sieht ein Ethernet-Frame immer gleich aus. Ethernet-Switches können automatisch auf verschiedene Geschwindigkeiten an verschiedenen Anschlüssen umschalten. »Außerdem verfügt Ethernet über weit verbreitete Authentifizierungs- und Verschlüsselungssysteme, die hochsichere Verbindungen ermöglichen. Diese Systeme werden ständig aktualisiert, wenn neue Bedrohungen auftauchen«, führt Henry Muyshondt weiter aus. Auch deshalb ist der Experte überzeugt, das SPE auf dem besten Wege sei, in der industriellen Welt bald durchzustarten.
Innerhalb der Single Pair Ethernet System Alliance arbeitet Microchip mit anderen Marktteilnehmern zusammen, z. B. mit Stecker- und Kabelherstellern sowie Geräteherstellern, um ein robustes Ökosystem für industrielle Anwendungen zu schaffen.
Hilscher
Als Experte für die industrielle Kommunikation wird Hilscher auf der SPS in Nürnberg die Single-Pair-Ethernet-Technologie auf Basis seines Multiprotokollprozessors »netX 90« zeigen. Der hochintegrierte Kommunikationscontroller vernetzt Feldgeräte mit einer übergeordneten Steuerung oder der Cloud, unabhängig vom Ethernet-Netzwerkstandard. »Somit befähigen wir unsere Kunden, ein SPE-Feldgerät zu entwickeln und sich dabei von dem Gedanken zu befreien, in welchen Regionen und Märkten welches Kommunikationsprotokoll genutzt werden muss«, erklärt Simon Fischer, Produktmanager von Hilscher.
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Die Besonderheit des netX 90 ist einerseits die Multiprotokollfähigkeit. Andererseits bekommt der Kunde ein umfangreiches Ökosystem aus Hardware, Software, Treibern und Tools mit an die Hand, um schnellstmöglich ein Real-Time-Ethernet-fähiges Feldgerät zu entwickeln. Dabei können entweder die integrierten PHYs für konventionelle RTE-Systeme basierend auf 10BASE-T bzw. 100BASE-TX verwendet oder externe PHYs angeschlossen werden, um den SPE-Standard 10BASE-T1L zu erfüllen.
»Unsere Kundengespräche zeigen, dass es weiterhin eine steigende Anzahl an Unternehmen gibt, die im Hintergrund an eigenen SPE-Produkten arbeiten. SPE entwickelt sich also gerade aus einem Trend-Thema heraus hin zu einer relevanten Technologie, die sinnvolle Applikationen am Markt bedienen kann«, betont Simon Fischer.
Der Hilscher-Experte ist überzeugt: »Aktuell ist der richtige Zeitpunkt, um sich mit SPE auseinanderzusetzen und für sein Unternehmen zu schauen, welche relevanten Use-Cases man mit SPE bedienen kann und welche Produkte zukünftig mit SPE ausgestattet werden können.« Single-Pair-Ethernet werde sich neben den Bestandstechnologien fest am Markt etablieren. »Mit zunehmender Verbreitung werden die Systemkosten sinken und sich damit auch die letzten Unternehmen von einem sinnvollen Einsatz von SPE in ihren Produkten überzeugen können«, so Simon Fischer.
Weidmüller
Als Gründungsmitglied der Single Pair Ethernet System Alliance hat sich Weidmüller schon sehr früh mit den Vorteilen dieser Technologie beschäftigt und ein komplettes Produktportfolio an Infrastruktur-Produkten aufgebaut. So bietet Weidmüller zum Beispiel neben feldkonfektionierbaren Steckverbindern für die Vor-Ort-Montage auch fertige Patchkabel und Leiterplattensteckverbinder für die gesamte Geräteanschlusstechnik für SPE an.
Diese robusten Steckverbinder sind in den Schutzarten IP20 und IP67 ausgeführt. Die Verbinder weisen laut Herstellerangaben das derzeit kleinste Steckgesicht gemäß IEC 63171 am Markt auf. Somit können auf dem Bauraum eines RJ45 zwei SPE-Ports realisiert werden. Die Komponenten sind integrierbar in standardisierte M8/M12-Gehäuse und -Steckverbinder. Das System bietet volle Kompatibilität zwischen IEC 63171-2 (IP20) und IEC 63171-5 (IP67). Deshalb kann ein IP20-Stecker als Servicestecker auch für IP67 verwendet werden.
Die Bandbreite der möglichen Anwendungen werden in unterschiedlichen Live-Demonstratoren auf der SPS sowohl auf dem Stand von Weidmüller, dem Stand der SPE System Alliance als auch auf dem Eaton-Partnerstand gezeigt. Neben Ethernet-Kommunikation vom Sensor bis zur Cloud sind auch Ethernet-Anwendungen mit der Multidrop-Technologie und Ethernet über große Distanzen zu sehen.
Ab 2024 sollen dann auch Switches das Weidmüller-Portfolio ergänzen. Neben einem reinen Daten-Switch mit sieben Ports und SFP-Modul für 100 Mbit/s kündigt Weidmüller eine 10-Mbit/s-Version mit vier Ports und PoDL (Power over Data Line) an. Sie ermöglicht eine Energieversorgung von bis zu 50 W am Gerät.
Simon Seereiner, Business Development Manager bei Weidmüller, betont: »Single-Pair-Ethernet erreicht 2023/2024 die Marktreife, und Weidmüller spielt dabei eine wichtige Rolle. Wir haben Kabel, Stecker und demnächst auch Switche. Damit sind wir die Geburtshelfer für eine Technologie, die deutliche Vorteile für die Kommunikationsarchitektur in der Fabrik der Zukunft bringt. Unseren Kunden kann ich nur empfehlen, fangt jetzt an. Lieber Early Adopter sein, als diese Entwicklung zu verpassen!«
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