Single Pair Ethernet (SPE) bildet die Grundlage für die Infrastruktur, die das Industrial Internet of Things (IIoT) bzw. Industrie 4.0 möglich macht. SPE Leitungen lassen sich platz- und kostensparend installieren. Sie ermöglichen die direkte Kommunikation von der Cloud bis in die Feldebene. Mit nur einem Adernpaar werden Daten mit einer Geschwindigkeit von bis zu 1 Gbit/s übertragen. Nachfolgend finden viel Wissenswertes und Neuheiten von der neuen Standardschnittstelle:
Inhalt
17.02.2023 | Der Markt für Single Pair Ethernet Netzwerktechnik wächst stetig. SPE Industrial Partner Network möchte Anwendern eine Übersicht über alle aktuell zur Verfügung stehenden Komponenten geben. Dafür hat die Organisation die weltweit erste Datenbank für SPE-Produkte aufgelegt.
Aus hunderten gelisteter Produkte können sich Konstrukteure und Entwicklungsingeniere auswählen, was sie für die Entwicklung von Prototypen oder Serieneinsatz benötigen. Die Adresse ist: http://product.single-pair-ethernet.com
16.02.2023 | Jumo integriert die Single Pair Ethernet (SPE) Technologie in drei neue Sensorprodukte: den Feuchte, CO2 und Temperaturmesstransmitter Jumo Hydrotrans, den Durchflussmessumformer Jumo flow Trans MAG H20 und den Druckmessumformer Jumo Delos S02.
Mit der SPE Option können Anwender der Geräte komplette Systemlösungen mit einer durchgängigen Ethernet-Übertragung in ihren Applikationen nutzen. Dieser Aspekt vereinfacht die Inbetriebnahme.
Auf der physikalischen SPE-Schicht können eine Vielzahl an Ethernet-basierten Protokollen laufen. Für die neuen Sensorik hat Jumo den SPE-Standard 10BASE-T1L ausgewählt. Dieser ermöglicht Kabellängen von bis zu 1000 Meter für die Sensoranbindung. Die Power-over-Dataline (PoDL) versorgt jeden der drei Sensoren. Dabei wird die Verbindung durch einen SPE Stecker in hoher Schutzart in M12-Ausführung realisiert. Die Datenweiterleitung erfolgt durchgängig auf Basis von Ethernet. Der Sensor tauscht sich direkt mit der Steuerung und mit der Jumo Cloud aus.
Zur Kommunikation mit der Steuerung kann der Ethernet basierte Kommunikationsstandard Modbus-TCP eingesetzt werden. Die Kommunikation mit der Jumo Cloud gelingt mit wenigen Klicks direkt bzw. am Sensor bequem über die App Jumo smartconnect oder das Setup-Programm. So lassen sich schnell und einfach schlanke Systemlösungen konzipieren, die aus Sensorik, Automationstechnik und Steuerungstechnik bestehen.
16.01.2023 | Belden stellt sein Single Pair Ethernet Portfolio vor, welches zur Optimierung der Ethernet Anschlussmöglichkeiten in rauen Umgebungen inklusive Industrie- und Transportanwendungen entwickelt wurde. Das SPE Programm umfasst IP20 zertifizierte Leiterplatten Steckverbinder, Anschlussleitungen und Verbindungsleitungen für klassischen Umgebungen sowie IP65 / IP67 zertifizierte M8/M12 basierte Anschlussleitungen, Verbindungsleitungen und Einbausteckverbinder für zuverlässige industrielle Ethernet Verbindungen von Feldgeräten. Damit ermöglicht es das Industrial Internet of Things (IIoT).
Die SPE Komponenten dienen als Basis für die Echtzeitkommunikation zwischen der Cloud und allen Geräten im Netzwerk sowie dem Unternehmens-Backbone. Das verbessert die Prozesseffizienz und senkt die Betriebskosten. Das Single Pair Ethernet Portfolio eignet sich für die Umsetzung von vorausschauender Wartung oder digitaler Zwillinge.
In der Logistik bieten die SPE Produkte mit einem um 30 % reduzierten Außendurchmesser ein um 30 % verbessertes Biegeverhalten. Enge Zwischenräume zwischen Fahrzeugkarosserien reduzieren die Problematik. Die Verkabelung wird durch die größere Auswahl an Anschlussmöglichkeiten vereinfacht. Das Gewicht der Verbindung wird um fast die Hälfte reduziert.
"In der Industrie 4.0 und in modernen Transportanwendungen ist es von entscheidender Bedeutung, dass Echtzeitdaten von angeschlossenen Feldgeräten gleichzeitig überwacht, nahtlos ausgetauscht und analysiert werden, um die optimale Leistung des Betriebs zu gewährleisten", so Chen Zhang, Produktmanager bei Belden. "Unser SPE Produktportfolio gewährleistet zuverlässige Verbindungen und bietet unseren Kunden eine zukunftsweisende Lösung für unternehmenskritische Industrieanwendungen und revolutionäre neue Transportanwendungen."
Die Single Pair Ethernet Komponenten sind kompakt, langlebig und bieten eine deutlich höhere Reichweite. Damit sind sie prädestiniert für Netzwerkverbindungen in Maschinenbau, Automobilindustrie, Lebensmitteltechnik und Getränkeindustrie, Intralogistik, Nahverkehrssystemen, Verkehrsleitsystemen, Schienenverkehr, Bahnhöfen und beim schienengebundenen rollenden Material.
12.01.2023 | Zum Ethernet konformen Portfolio mit 1000 Base-T4 und 10G Base-T4 konformen Lösungen gesellt sich bei Lemo eine neue Reihe an Single Pair Ethernet Steckverbindern mit einer Datenübertragungsgeschwindigkeit von bis zu 1 Gbit/s. Diese Miniaturmodelle werden mit 1 oder 2 High-Speed SPE-Paaren angeboten. Sie garantieren eine langlebige, robuste und sichere Verbindung.
09.11.2022 | Die Vernetzung des Automobils ist eines der wichtigsten Bestandteile von Fahrerassistenzsystemen und autonomen Fahrsystemen. Die Daten, die dabei gesendet und verarbeitet werden, sind enorm und müssen dennoch sicher und vor allem schnell übertragen werden. Das Automotive Ethernet ermöglicht es, solche hohen Datenraten bei hohen Frequenzen innerhalb des Autos zu übertragen.
Yamaichi Electronics bietet mit der Y-HDE Serie (HF116) hierzu die perfekten Steckverbinder. Die High-Speed Data Ethernet Steckverbinder übertragen Datenraten bis zu 20 Gbps. Dabei erfüllt der Y-HDE alle Anforderungen der Automotive Systeme wie eine Qualifizierung auf Basis der LV214 und der Uscar Norm.
Kernstück des SPE-Steckverbinders ist das differenzielle Kontaktpaar, welches von einem äußeren Kontakt abgegrenzt wird. In der 90° Version erfolgt die Weiterführung der Kontakte über ein Druckgussgehäuse. Das schirmt die Daten ab. Der Frontisolierkörper bzw. die Kodierung gibt es in einer Vielzahl von Farben. Jeder Farbe ist zudem noch eine mechanische Kodierung zugeordnet. Damit gibt ist der Installatuer doppelt gegen ein versehentlich falsches Stecken der Kabelseite abgesichert.
Gateways für die Netzwerke der Industrie 4.0 Fabrik
Die Y-HDE Serie gibt es als Single- (ein differenzielles Kontaktpaar), Double- oder Quad-Version. Alle Varianten stehen in den verschiedenen farblichen und mechanischen Kodierungen zur Verfügung. Damit kann der Anwender flexibel entsprechend Applikation und Bedarf an Signalbahnen wählen. Die Y-HDE Steckverbinder lassen sich mittels THR-Prozesses vollautomatisiert verarbeiten. Sie werden in Tape & Reel Verpackung geliefert. Kundenspezifische Lösung wie eine Panelversion sind ebenfalls erhältlich.
Yamaichi stellt auf der SPS 2022 und Electronica 2022.
09.06.2022 | Das SPE Industrial Partner Network treibt einen neuen internationalen Standard für hybride M12 Single Pair Ethernet + Power Schnittstellen voran. Die 2021 von TE Connectivity Norm initiiierte Norm IEC 63171-7 ist die logische Weiterentwicklung der hybriden M8 SPE+Power Interfaces. Führende Mitglieder des Netzwerks hatten diese 2020 als Standard IEC 63171-6 Industrial Style veröffentlicht.
Viele Industriekunden verfolgen die Strategie ein Gerät – eine Schnittstelle für künftige miniaturisierte Geräte Generationen. Daher gilt die hybride SPE-Konnektivität als Schlüssel auf dem Weg zur nahtlosen Sensor to Cloud Ethernet Kommunikation und Spannungsversorgung. Die Netzwerk Mitglieder haben die hybride M12-Schnittstelle mit verschiedenen Optionen für SPE- und Powerversorgungskontakte vorangetrieben, um Kunden in der ein Gerät – eine Schnittstelle Strategie zu unterstützen.
„Wir freuen uns, dass immer mehr Unternehmen auf dem Markt Lösungen für SPE anbieten, die auf unseren Entwicklungen basieren. Das zeigt die Akzeptanz unserer Lösung und den Bedarf nach einer einheitlichen Lösung für alle industriellen Anwendungsgebiete aus einer Hand.", kommentiert Frank Welzel, Vorstandsvorsitzender des Netzwerks.
Vorstandsmitglied Eric Leijtens von TE Connectivity sieht „den neuen Standard für die hybride SPE-Anschlusstechnik in der Größe M12 als einen absolut notwendigen Entwicklungsschritt für den Markt. Wir freuen uns, dass wir diesen Schritt in einem großartigen Netzwerk mit starken Partnern machen können. Hybride SPE-Anschlüsse werden die Akzeptanz der Schnittstelle in industriellen Anwendungen klar beschleunigen, indem sie die einfache und kosteneffiziente Vernetzung von Geräten bis zum sogenannten Network Edge für datengesteuerte Entscheidungen in Echtzeit ermöglichen."
Single Pair Ethernet: SPE Technologie News von Harting
Vorstandskollege Wolfgang Dötsch, Murrelektronik ergänzt: „Sieben verschiedene Kodierungen von Daten- und Leistungskontakten bieten dem Anwender immer die richtige Lösung. Kombiniert in einem industriellen Standardgehäuse wie M12 definiert die neue IEC 63171-7 Norm eine universelle Single-Interface-Lösung für zukünftige IIoT Geräte. Wir haben die Bedürfnisse des Marktes gehört und mit einer genormten Schnittstelle eine passende Lösung geschaffen."
Vorstandsmitglied Matthias Eick von Helukabel betont: „Mit den hybriden Schnittstellen und ihren Standards für M8 und M12 haben unsere Netzwerkmitglieder ein wichtiges Puzzlestück der Infrastruktur für neue Ethernet-Strukturen und Geschäftsmodelle aufgebaut. Die gleichzeitige Bereitstellung von Daten und Strom eröffnet neue Möglichkeiten für kleine IIoT Geräte und die Datenübertragung und Nutzung direkt von den Sensoren."
17.05.2022 | Phoenix Contact und TE Connectivity (TE) werden zusammen neue hybride Single Pair Ethernet (SPE) M12 Verbindungslösungen entwickeln. Die M12 Steckverbinder entsprechen dem spezifizierten Hybridformat nach Standard 63171-7 der International Electrotechnical Commission (IEC). Dieser wurde Anfang 2021 auf Vorschlag von TE in der Normungskommission initiiert.
Die Vereinbarung verbindet die Konnektivität-Expertise und -Kompetenz der Kooperationsparnter. Sie möchten damit die Marktdurchdringung der Single Pair Ethernet Technologie in der Industrie vorantreiben.
„Als Gründungsmitglied des SPE Industrial Partner Network setzt sich TE dafür ein, die entscheidenden Vorteile der SPE-Technologie in industrielle Netzwerke einzubringen. Wir haben nun eine gemeinsame Roadmap für die Umsetzung, nämlich die Entwicklung hybrider Schnittstellen. Diese sollen die Integration von SPE in bestehende Infrastruktur erleichtern. In Zusammenarbeit mit Phoenix Contact werden wir gemeinsam Lösungen entwickeln, die die umfassende Implementierung von SPE ermöglichen”, kommentiert Priyank Kishor, Global Product Management Leader, TE Connectivity.
Die Norm IEC 63171-7 spezifiziert hybride Schnittstellen mit SPE- und Powerkontakten im M12 Format. Der Standard beschreibt 7 Kodierungen für verschiedenste Anwendungen mit Leistungsklassen von 8 bis 16 A und von 50 V bis 600 V. Bisherige Konzepte mit Power over Data Line (PoDL) sind auf 50 W am Gerät begrenzt. Die Einsatzmöglichkeiten für SPE M12 Hybridsteckverbinder umfassen hingegen auch leistungsstarke Robotiksystemse, IIoT Geräte, Servo und Drehstrom Antriebstechnik. Der universelle SPE Standard bringt die Industrie dabei einen wichtigen Schritt weiter. Er bringt das Ethernet an den Rand des industriellen Netzwerks und ermöglicht so die Umsetzung einer intelligenten Fertigung.
„Die Entwicklungspartnerschaft mit TE Connectivity bildet die Grundlage für die erfolgreiche Entwicklung und weltweite Vermarktung SPE-M12-Hybridsteckverbinder. Die neuen Steckverbinder nach -7 Standard versorgen Geräte kosten- und platzsparend mit nur einem Kabel und einer Schnittstelle für Daten und Power. Damit erreichen wir den nächsten Meilenstein für eine erfolgreiche Etablierung von Single Pair Ethernet in der Feldebene”, sagt Torsten Janwlecke, Mitglied der Geschäftsführung von Phoenix Contact und Präsident des Geschäftsbereichs Device Connectors.
Die Entwicklungsaktivitäten fokussieren sich im ersten Schritt auf die Kodierung 2 (2 x 8 A / 50 V AC). Erste Serienprodukte sollen Anfang 2023 vorgestellt werden.
21.04.2022 | Im März diesen Jahres erschien die neue Ausgabe des Installationsstandards IEC 61918:2018/AMD1:2022 Amendment 1 – "Industrial communication networks - Installation of communication networks in industrial premises". Diese Norm beschreibt den Aufbau von Kommunikationsnetzwerken in der Industrie. In der neuen Version werden wichtige Eckpunkte zu Verkabelungsstrukturen auf Basis von Single Pair Ethernet (SPE) berücksichtigt.
16.09.2020 | Leoni hat als erster Hersteller zwei Kabel für Single Pair Ethernet entwickelt. Nun können die Kabel des industriellen Datenübertragungsstandards auch für die Schleppkette und Torsionsanwendungen Einsatz finden. Leoni ist Gründungsmitglied des SPE Industrial Partner Network e. V.
SPE bildet die Grundlage für die Infrastruktur, die das Industrial Internet of Things (IIoT) bzw. Industrie 4.0 möglich macht. Die SPE-Kabel können platz- und kostensparend eingesetzt werden. Sie ermöglichen die direkte Kommunikation von der Cloud bis in die Feldebene. Single Pair Ethernet überträgt mit nur einem Adernpaar Daten mit einer Geschwindigkeit von bis zu 1 Gbit/s.
Es kommen aktuell zwei Grundtypen mit 22 AWG, 26 AWG Leiter und eine Hybridleitung in der Industrie zum Einsatz. Nun wird die SPE-Reihe um die neu entwickelten SPE-Trailing für die Schleppkette und SPE-Torsion für Torsion erweitert. Damit sind die weltweit ersten SPE-Leitungen auf dem Markt, die speziell für hohe mechanische Belastungen konzipiert sind. SPE-Trailing bietet 3 Millionen Zyklen bei Biegeradius 75 mm. Die SPE-Torsion erreicht 3 Millionen Zyklen von ±180° auf 1 m Länge.
Für die Highflex Performance eignet sich der halogenfreie Außenmantel aus hochelastischem Polyurethan (PUR) sehr gut. Er bietet eine hohe Abriebfestigkeit und schützt vor Fett, Öl und Schmierstoff. Aufgrund der Beimischung flammwidriger Additive erfüllt der Mantel außerdem die Brandschutzforderungen nach IEC 60332-1-2. Das Kabel ist nach UL Style 21198 zertifiziert. Getestet wurde die Leitungen im hauseigenen Schleppketten Testcenter in Friesoythe
12.02.2020 | Anwender von Single Pair Ethernet (SPE) erlangen endlich Investitionssicherheit. Wie Harting gestern verkündet hat, veröffentlichte das IEC-Normengremium SC 48B für Verbindungstechnik am 23. Januar die IEC-63171-6 als internationale Norm für Single Pair Ethernet SPE Schnittstellen in industriellen Anwendungen. Damit wurde die Standardschnittstelle für industrielle SPE Applikationen manifestiert.
05.12.2019 | Die SPE Technik bietet ganz neue Chancen die immensen Datenströme selbst im kleinsten Bereich der Maschine zuverlässig und schnell zu übertragen. Für die Bewegung in der Energiekette stellt Igus die erste SPE „Chainflex“-Leitung vor. Die Verwendung von nur einem Adernpaar reduziert den Außendurchmesser um 25 %. Die Chainflex CFBUS.PUR.042 Single Pair Ethernet-Leitung wurde speziell für den bewegten, langlebigen Einsatz in der Energiekette entwickelt.
14.11.2019 |Steckverbinder Spezialist Harting, TE Connectivity, Hirose, Würth Elektronik, Leoni, Murrelektronik und Softing IT Networks gründen auf der SPS mit SPE Industrial Partner Network ein offenes Partner-Netzwerk für Unternehmen, die Single Pair Ethernetaktiv für den schnell wachsenden IIoT-Markt vorantreiben. Die auf der Hannover Messe 2019 vorgestellte SPE-Kooperation wird dadurch deutlich erweitert.
Single Pair Ethernet ist die Infrastrukturgrundlage, die das IIoT und Industrie 4.0 möglich machen. Die starke Partnerschaft aus Technologieführern spricht sich geschlossen für die von der ISO/IEC JTC 1/SC 25/WG 3 und TIA42 in 2018 festgelegte Schnittstelle T1 Industrial nach IEC 63171-6 als einheitliches Media Depended Interface (MDI) aus. Für die zuverlässige Etablierung des gesamten zukünftigen SPE Ecosystems werden auch Standards für Protokolle zur Übertragung, Verkabelung und Gerätekomponenten gemeinsam unterstützt. Daher stehen alle Mitglieder des Partnerprogramms sowie die ISO/IEC JTC 1/SC 25/WG 3 in engem Austausch und intensiver Zusammenarbeit mit IEEE 802.3 und IEC SC46C für einheitliche Übertragung Standards und Kupferdatenkabel.
Für zukünftige Anwender ist diese Organisation damit erster Ansprechpartner in allen Fragen und Belangen um den Aufbau von SPE Netzwerken und Geräten. Über die Informationskanäle werden Nutzer stets mit News und Informationen versorgt. Damit gibt das Partnernetzwerk Transparenz und klare Empfehlungen für den Aufbau zukünftiger IIoT Anwendungen und ist gleichzeitig zentrale Informations- und Austauschplattform für Interessenten.
15.04.2019 | Die Harting Technologiegruppe kooperiert mit TE Connectivity (TE), einem weltweit führenden Unternehmen in den Bereichen Konnektivität und Sensorik. Gemeinsam wollen beide Partnerunternehmen Single Pair Ethernet (SPE) als De-facto-Infrastrukturlösung für das industrielle Internet der Dinge (IIoT) voranbringen. Die beiden Unternehmen wollen Lösungen für die SPE-Infrastruktur entwickeln.
28.03.2019 | Die Unternehmen Phoenix Contact, Weidmüller Interface, Reichle + Massari (R+M), Belden sowie Fluke Networks kündigen eine Technologiepartnerschaft für das Single Pair Ethernet (SPE) an. Die Unternehmen entwickeln und unterstützen die gemeinsam in die Normierung eingebrachten Steckgesichter der IEC 63171-2 (Büroumgebung) und IEC 63171-5 (Industrieumgebung).
Die Normen definieren IP20- und IP65/67-Steckgesichter für die ein- und vierpaarige Datenübertragung in Single-Pair-Ethernet-Anwendungen. Um eine aufeinander abgestimmte Infrastruktur für Geräte, Steckverbinder, Kabel und Messtechnik zu gewährleisten, bündeln die Unternehmen ihr Technologie-Know-how.
Die Datenverkabelung mit nur einem Aderpaar ermöglicht Übertragungsstrecken von bis zu 1000 m bei Übertragungsraten von 10 Mbit/s bis zu 1 Gbit/s. Damit eignet sich Single Pair Ethernet insbesondere für Infrastrukturanwendungen im Maschinen- und Anlagenbau, der Prozesstechnik, aber auch für die Gebäudeinfrastruktur. Der große Vorteil: SPE ist umgebungsneutral. Feldgeräte, Sensoren und Aktoren können einfach in die bestehende Ethernet-Umgebung der Unternehmensebene eingebunden werden. Zusätzliche Gateways und Schnittstellen entfallen.
Die Entwicklung des Single Pair Ethernets hat ihren Ursprung in der Automobilbranche. Dort ist der Trend zur Entwicklung kleinerer und leistungsfähigerer Geräte deutlich zu spüren. Zukunftsweisende Technologien wie das autonome Fahren erfordern eine Verbindungstechnik, die die Übertragung größerer Datenraten auf geringem Bauraum ermöglicht. Von diesem Ansatz können auch andere Industrien profitieren.
14.01.2019 | IP-basierte Ethernet-Kommunikation sowie Daten und Power über immer kleinere Kabel und Steckverbinder ans Gerät zu bringen, sind wesentliche Herausforderungen der Integrated Industry. Alle relevanten Standardisierungsgremien haben sich jetzt für das Harting Design eines Single Pair Ethernet (SPE) Steckgesichts entschieden. Für das Protokoll ist das die IEEE802.3 und für die Verkabelung ISO/IEC JTC 1/SC 25 bzw. TIA 42.
29.08.2018 | Harting treibt die Entwicklung bei der Standardisierung der neuen Technologie Single Pair Ethernet (SPE) voran. Nun haben sich internationale Standardisierungsgremien in einem mehrstufigen Auswahlprozess für ein SPE Steckgesicht der Technologiegruppe entschieden. „Diese Entscheidung freut uns. Damit haben auch die Entwickler von neuen Geräten oder von Sensor/Aktor-Technik Planungssicherheit“, sagt Ralf Klein, Geschäftsführer Harting Electronics.
Angela Struck ist freie Journalistin und Geschäftsführerin der Presse Service Büro GbR in Ried.
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