Industrial Single Pair Ethernet-Standard

Während Standard-Ethernet eine Hauptstütze für Unternehmens- und Arbeitsplatzlösungen war und industrielles Ethernet Hochgeschwindigkeitskommunikationsfunktionen für Arbeitsstationen und Steuergeräte in der Fertigung mit sich brachte, gab es eine Lücke auf der Ebene der Feldgeräte. Die Sensoren an den Maschinen, die sich in den letzten Jahren so unglaublich weiterentwickelt haben, wurden durch analoge und Feldbustechnologien, die nicht dieselbe „Sprache“ wie das Hochgeschwindigkeits-Ethernet sprechen, an der Kommunikation mit dem Rest des Netzwerks gehindert. Glücklicherweise wird mit dem neu angekündigten industriellen Single Pair Ethernet (SPE) Standard die industrielle Kommunikation transparenter und ermöglicht eine praktisch barrierefreie Verbindung von der Cloud zu den am Rande angeschlossenen Feldgeräten.  

Nach langer Diskussion und Zusammenarbeit einigten sich die Anbieter von Anschlusstechnik und die Fachverbände im September 2021 auf das IEC 63171-7-Kabel mit dem M12-Steckverbinder als Industriestandard für SPE. Die IEC 63171-7 (oder kurz „-7“) bietet eine Schnittstelle für hybride SPE- und Stromübertragung in einem Kabel, mit Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung bis zu 1 Gbps/600 MHz und Strom bis zu 11 kW/16 A. Dies ermöglicht es Ingenieuren, die Maschine-zu-Maschine-Kommunikation in ihren Anwendungen ohne Datenverluste zu optimieren, die Rechenleistung zu dezentralisieren und Daten auf eine rationellere, transparentere Weise an den Rand des Netzwerks zu bringen. 

Die Angleichung an die Norm -7 ist ein wichtiger Schritt, um die kühne Zukunft der Industrie 4.0 zu ermöglichen. Diese schlanke, leichte und dennoch leistungsstarke Konnektivitätslösung ermöglicht der Industrie die Digitalisierung auf der Feldebene und ist ein wichtiger Bestandteil der Infrastruktur für das industrielle Internet der Dinge (IIoT).   

Um sich auf den Übergang zur intelligenten Fertigung vorzubereiten, müssen Unternehmen ihre herkömmlichen Kommunikations- und Bussystemlösungen auf eine ethernetbasierte Infrastruktur umstellen. Da es jedoch keine SPE-Norm für den industriellen Markt gab, zögerten die Hersteller verständlicherweise, den Schritt zu wagen. Glücklicherweise wurde dieses Hindernis mit der Ankündigung der industriellen SPE-Norm -7 beseitigt.   

Durch die Schaffung eines universellen Standards werden die Anschlussmöglichkeiten der Hersteller geklärt und rationalisiert, sodass sie zuversichtlich in den Einbau von industriellen SPE in ihren Feldgeräten (Sensoren usw.) investieren können. Die Angleichung an den -7-Standard ermöglicht es den Unternehmen außerdem, eine standardisierte Schnittstelle zu verwenden. So wird die Planungssicherheit erhöht. Dank der ethernetbasierten hybriden Strom-/Datenlösung können Unternehmen außerdem ihre Effizienz durch Echtzeitkommunikation und Transparenz von der Cloud bis zur Feldebene steigern. Diese beiden Bereiche sind wichtige Motivatoren für Hersteller, den Übergang zu SPE vorzunehmen. 

Da der für das Hybridkonzept definierte M12-Steckverbinder bereits auf dem gesamten Industriemarkt weit verbreitet ist, wird es für die Hersteller einfacher sein, den Standard -7 zu übernehmen. Er bietet Unternehmen mehr Flexibilität bei der Gestaltung des Netzwerks, das für ihre spezifischen Produktionsanforderungen geeignet ist, und gibt Ingenieuren mehr Spielraum bei der Konfiguration von Software und Daten. So können sie ein barrierefreies Kommunikationsökosystem vom Sensor bis zur Cloud schaffen, das eine nahtlose Kommunikation von Maschine zu Maschine und Maschine zu Mensch ermöglicht. Dies ist notwendig, damit Unternehmen maschinelles Lernen, künstliche Intelligenz und andere Innovationen der nächsten Generation, die das industrielle Internet der Dinge revolutionieren, nutzen können.  
Die hybride Konfiguration des -7-Standards bietet auch eine größere Flexibilität bei der Verteilung von Strom über Netzwerke im Vergleich zur Punkt-zu-Punkt-Verbindung, die Power-over-Data-Line-Ethernet erfordert. Das bedeutet, dass es möglich ist, höhere Ströme auf mehrere kaskadierte Leistungsgeräte zu verteilen. 

Nachdem wir jahrelang die SPE-Innovation in der Automobilindustrie vorangetrieben haben, sind wir bei TE Connectivity sehr gespannt darauf, die leistungsstarken Vorteile der Technologie endlich auch in der Fertigung einzusetzen. Industrielle Ethernet-Steckverbinder und -Kabel haben ihren Nutzen und ihre Vorteile. Die Möglichkeiten allerdings, die der industrielle SPE-Standard -7 für ein wirklich integriertes, echtzeitfähiges System mit sich bringt, sind atemberaubend. Die Akzeptanz dieses universellen SPE-Standards wird technologische Fortschritte für den industriellen Markt ermöglichen und mehr Unternehmen bei der Optimierung ihrer Produktion unterstützen. 
TE Connectivity bietet Lösungen der nächsten Generation an, die die vielfältigen Anforderungen von Kunden erfüllen, die das industrielle Internet der Dinge schnell vorantreiben und zum Erfolg der intelligenten Fertigung beitragen wollen. TE Connectivity verfügt über ein robustes Portfolio an SPE-Produkten, die den Kunden helfen, ihre ehrgeizigen Industrie 4.0-Ziele zu erreichen. Wir verfügen über das Anwendungs-Know-how, um diese Ziele zu erreichen, und über Niederlassungen auf der ganzen Welt, um unsere Kunden zu betreuen, wo immer sie sind.