homeapartmentpencilmagic-wanddroplighterpoopsunmooncloudcloud-uploadcloud-downloadcloud-synccloud-checkdatabaselockcogtrashdiceheartstarstar-halfstar-emptyflagenvelopepaperclipinboxeyeprinterfile-emptyfile-addenterexitgraduation-hatlicensemusic-notefilm-playcamera-videocamerapicturebookbookmarkuserusersshirtstorecarttagphone-handsetphonepushpinmap-markermaplocationcalendar-fullkeyboardspell-checkscreensmartphonetabletlaptoplaptop-phonepower-switchbubbleheart-pulseconstructionpie-chartchart-barsgiftdiamondlineariconsdinnercoffee-cupleafpawrocketbriefcasebuscartrainbicyclewheelchairselectearthsmilesadneutralmustachealarmbullhornvolume-highvolume-mediumvolume-lowvolumemichourglassundoredosynchistoryclockdownloaduploadenter-downexit-upbugcodelinkunlinkthumbs-upthumbs-downmagnifiercrossmenulistchevron-upchevron-downchevron-leftchevron-rightarrow-uparrow-downarrow-leftarrow-rightmovewarningquestion-circlemenu-circlecheckmark-circlecross-circleplus-circlecircle-minusarrow-up-circlearrow-down-circlearrow-left-circlearrow-right-circlechevron-up-circlechevron-down-circlechevron-left-circlechevron-right-circlecropframe-expandframe-contractlayersfunneltext-formattext-format-removetext-sizebolditalicunderlinestrikethroughhighlighttext-align-lefttext-align-centertext-align-righttext-align-justifyline-spacingindent-increaseindent-decreasepilcrowdirection-ltrdirection-rtlpage-breaksort-alpha-ascsort-amount-aschandpointer-uppointer-rightpointer-downpointer-left

Due anni di SPE System Alliance: standard e Strategie per l'IIoT

Telegärtner hat SPE-Steckverbindungen sowohl für den IP20- als auch für den IP67- Bereich entwickelt, die auch auf der SPS präsentiert werden: Halle 10, Stand 10-100. (Bild: Telegärtner Karl Gärtner GmbH)

I bus di campo si sono affermati per la comunicazione nelle applicazioni di automazione dalla fine degli anni 90. Sono ancora il sistema di bus più usato a livello di sensori/attuatori nell'industria manifatturiera e di processo: facile da installare, mantenere e conveniente. Tuttavia, hanno ormai raggiunto i loro limiti nella fabbrica intelligente: non sono adatti ai requisiti dell'Industrial Internet of Things (IIoT), cioè una comunicazione veloce e continua senza interfacce dal sensore al cloud. Quindi, secondo gli esperti, Single Pair Ethernet (SPE) si affermerà nel livello dei sensori/attuatori come un alimentatore delle reti IP ad alta velocità. L'impulso per lo sviluppo è venuto dall'industria automobilistica, dove le prime soluzioni SPE sono state presentate nel 2008. Tuttavia, la tecnologia offre anche grandi vantaggi nell'automazione di fabbrica, nell'industria di processo o nell'automazione degli edifici. In contrasto con Ethernet classico, che richiede fino a otto fili a causa delle velocità di trasmissione dei dati più elevate, SPE richiede solo una coppia di fili. Invece di aumentare le velocità di trasmissione, però, a livello di campo industriale sono necessari lunghi cavi e miniaturizzazione. E con 10 Mbit/s per una lunghezza di trasmissione fino a 1.000 m e fino a 1 Gbit/s per una lunghezza di trasmissione di 40 m, SPE è perfettamente adeguato anche per una tecnologia di sensori sofisticata.
Per affermare SPE sui mercati, alla Hannover Messe 2019 è stata fondata un'alleanza di interessi, da cui è emersa la Single Pair Ethernet System Alliance nell'aprile 2020. L'associazione riunisce attualmente 33 aziende. L'organizzazione si occupa dell'intero ecosistema SPE e delle questioni aperte che esistono in questo contesto. Questo include non solo componenti fisici come cavi, PHY, connettori, sensori o interruttori, ma anche topologie, progetti di standardizzazione, test e casi d'uso.

Dalla teoria alla pratica

Dopo la fusione, le aziende associate sono state estremamente attive: in una prima fase, hanno giocato un ruolo importante nello sviluppo delle facce di accoppiamento standardizzate a livello internazionale secondo la norma IEC 63171-2 per la classe di protezione IP20 e IEC 63171-5 per M8 e M12 (classe di protezione IP67). I connettori IP20 e IP65/67 hanno una faccia di accoppiamento uniforme: un cavo patch IP20 si inserisce in una connessione M8 o M12 senza adattatore. "La faccia di accoppiamento secondo IEC 63171-2 è la più compatta di tutta la serie di norme e quindi soddisfa assolutamente la richiesta di miniaturizzazione", spiega Verena Neuhaus, Manager Product Marketing di Phoenix Contact. "Rispetto all'RJ45, è possibile raddoppiare la densità delle porte, il che significa che si possono realizzare design di dispositivi molto più compatti". Phoenix Contact ha ora sviluppato anche i corrispondenti connettori per dispositivi e cavi per Ethernet a coppia singola per l'automazione di fabbrica, l'automazione dei processi e l'automazione degli edifici. Le interfacce standardizzate secondo IEC 63171-2 e IEC 63171-5 sono ideali per gli uffici e gli ambienti industriali. Il portafoglio include sia patch cord preassemblati che connettori compatti per dispositivi per il processo di saldatura a riflusso in vari design.

Il portafoglio nel design M8 include anche patch cord preassemblati con diversi tipi di cavi per varie applicazioni. L'uso di componenti standard M8 offre al produttore del dispositivo il vantaggio di un design semplice e della flessibilità nel cablaggio. Le geometrie esistenti dell'armadio e i passanti del pannello possono essere adottati e dotati di nuovi inserti SPE. Gli inserti sono disponibili in versioni diritte e angolate e per diversi metodi di saldatura (THR e SMD). Verana Neuhaus: "Oltre ai connettori SPE già disponibili, Phoenix Contact sta sviluppando nuovi componenti nei design M12 e M12 Hybrid. Presenteremo i primi prototipi dei connettori SPE M12 alla SPS".

SPE offre anche vantaggi nel campo dell'automazione degli edifici, come spiega Matthias Gerber, Market Manager LAN Cabling alla Reichle & De Massari AG (R&M): "SPE è ideale per collegare una varietà di applicazioni nell'automazione degli edifici alla rete dati". Specialmente nelle cosiddette zone di digital-keiling, tra l'uscita di servizio (SO) e le piccole applicazioni IoT, SPE offre diverse e nuove possibilità. Gerber: "Lo standard ISO/IEC 11801-6 permette già l'uso di un cablaggio specifico per l'applicazione dopo la presa di servizio. Questo pone le basi per una soluzione per il collegamento in rete di sensori di luce, temperatura, fumo o aria o di controlli per finestre e tende". Con SPE, la comunicazione Ethernet/IP nella building automation e nell'ambiente industriale può essere estesa al livello del sensore-attuatore, sostituendo una gran parte delle applicazioni fieldbus. Matthias Gerber: "Innumerevoli dispositivi finali possono essere integrati direttamente nell'Internet of Things (IoT) senza costosi gateway e controllati tramite un sistema di gestione degli edifici digitalizzato e basato su IP".

R&M ha sviluppato un sistema di cablaggio completo basato su due tipi di connettori SPE: LC-Cu (IEC63171-1) e MSP (IEC63171-2). R&M utilizza la connessione a spostamento d'isolante (IDC) in entrambi i sistemi di connettori SPE. Operato con il protocollo 10BASE-T1L, il sistema di cablaggio R&M raggiunge distanze di trasmissione fino a 600 metri. SPE: Trasferimento di dati e di energia Lo sviluppo del single pair Ethernet ha avuto origine nell'industria automobilistica. Thomas Keller, Project Management Medical & Industries di Rosenberger e membro del consiglio dell'Alleanza: "I veicoli di oggi sono microcosmi di connettività in cui i dispositivi elettronici sono collegati alle reti di bordo. Questo è l'unico modo per realizzare la guida autonoma in futuro". Per questo motivo, l'industria automobilistica utilizza da anni le serie di connettori MTD e H-MTD di Rosenberger. "È simile nell'automazione industriale", dice Thomas Keller: "Le condizioni estreme, come le grandi gamme di temperatura da coprire, gli urti e le vibrazioni, la protezione IPx contro la polvere e l'umidità, così come la miniaturizzazione, giocano un ruolo importante nella progettazione della tecnologia di connessione". Rosenberger supporta le future soluzioni di automazione per le applicazioni Industrial Ethernet con le serie di connettori RoSPE-HMTD e RoSPE-Industrial (IEC 63171-2 e -5), che saranno anche esposte alla SPS.

Anche Marcel Leonhard, responsabile delle Business Unit ICT & DCF di Telegärtner Karl Gärtner GmbH non vede l'ora che arrivi la fiera di Norimberga: "Dopo esserci presentati come alleanza per la prima volta due anni fa alla fiera SPS 2019 di Norimberga, ora abbiamo finalmente la possibilità alla SPS di quest'anno di presentare al grande pubblico ciò che abbiamo realizzato nel frattempo." Dal punto di vista tecnico, Telegärtner, come gli altri partner dell'Alleanza, ha sviluppato connettori SPE per entrambe le gamme IP20 e IP67, che saranno presentati alla SPS. Ma allo stesso tempo, come sottolinea Marcel Leonhard, la System Alliance ha anche sviluppato ulteriormente il sistema SPE nel suo complesso: "Perché oltre ai connettori, i cavi hanno naturalmente un ruolo altrettanto importante nel sistema. Ma prima di poter collegare cavi e connettori, soprattutto con SPE, bisogna testare se entrambi sono compatibili e funzionano". Questo perché il mercato offre una vasta gamma di cavi come AWG 22/1 a AWG 26/7, tutti conformi allo standard di cavi SPE IEC 61156, ma che devono essere abbinati ai connettori. Marcel Leonhard: "Nell'Alleanza, i produttori di connettori e cavi hanno quindi lavorato insieme, hanno abbinato i prodotti adatti e li hanno testati in prove round-robin. Dopo tutto, il nostro obiettivo come SPE System Alliance è di far progredire non solo i singoli prodotti, ma il sistema completo". Oltre alla riduzione dello spazio e del peso, l'installazione dei componenti è un altro vantaggio. Marcel Leonhard: "I connettori terminali in campo sono particolarmente adatti se la lunghezza del percorso del cavo non può essere definita in anticipo e la lunghezza del cavo deve essere determinata in modo flessibile sul posto. Allo stesso modo, non solo i cavi a trefoli ma anche quelli a conduttore solido possono essere collegati - e senza strumenti speciali".

Simon Seereiner, Head of Product Management SAI & IE di Weidmüller, spiega un altro grande vantaggio della tecnologia SPE: "Oltre ai dati, anche la potenza può essere trasmessa attraverso i cavi bipolari". Con Power over Data Line (PoDL), fino a 60 W possono essere alimentati a un'interfaccia con trasmissione dati simultanea (100 Mbit). Seereiner: "Questo è sufficiente per la maggior parte delle applicazioni dei sensori. Questo permette di costruire sistemi di sensori nell'industria in modo economico, semplice e con un'alta densità di imballaggio, il che porta a gradi crescenti di automazione e di collegamento in rete e alla realizzazione di processi sempre più altamente automatizzati". Con una chiara attenzione all'industria, Weidmüller ha implementato connettori della variante IEC 63171-2 per l'ambiente IP20 e la variante IEC 63171-5 per l'ambiente IP67. Concentrandosi sulle sezioni trasversali nella gamma da AWG 26 a AWG 22, sono stati creati connettori particolarmente facili da usare, che sono realizzati come cavi patch così come varianti liberamente configurabili e saranno presentati all'SPS.

Con un passo di 7,62 mm, il connettore compatto è solo la metà delle dimensioni di un connettore RJ45, così che dieci connettori SPE possono ora essere collegati a dispositivi che prima avevano cinque connettori RJ45. Il risparmio di spazio dei connettori è un grande vantaggio ma, secondo Simon Seereiner: "Un vantaggio molto più grande di SPE è che grazie all'architettura trasparente, le macchine possono essere controllate e gestite in modo molto più efficiente. Questo permette di risparmiare costi enormi nella parametrizzazione, nella messa in funzione e nell'esecuzione del lavoro. In una simulazione che abbiamo fatto, siamo stati in grado di ridurre i costi operativi del 18% utilizzando SPE". Perciò la SPE System Alliance non è sinonimo di uno specifico sistema di connettori o prodotto; piuttosto, le sue attività sono dirette all'intero ecosistema SPE del futuro. Il lavoro di successo dell'Alliance ha portato al TIA's Single Pair Ethernet Consortium (SPEC) e alla Single Pair Ethernet System Alliance che recentemente hanno unito le forze per informare congiuntamente il mercato globale sui benefici della tecnologia SPE.

Allo stesso tempo, l'alleanza permette alle aziende partecipanti di costruire il know-how necessario per un'implementazione più veloce e affidabile di Single Pair Ethernet nei prodotti. "Questi partner sono in missione per portare Single Pair Ethernet sul mercato come infrastruttura end-to-end", dice Simon Seereiner di Weidmüller. E Verena Neuhaus di Phoenix Contact aggiunge: "La SPE Alliance e i suoi membri stanno guidando la tecnologia nel suo insieme - e questo include molto più di un connettore".

Su Telegärtner:
Telegärtner, fondata nel 1945, è un fornitore completo a livello mondiale per soluzioni professionali nella tecnologia di connessione e trasmissione ed è uno dei produttori più importanti. L'azienda familiare, ricca di tradizione, è già gestita dalla terza generazione. Con circa 660 dipendenti in tutto il mondo, il gruppo genera un fatturato annuo fino a 100 milioni di euro.

Contatto stampa
Thomas Keller
Mitglied des Vorstand Single Pair Ethernet System Alliance
eMail: thomas.keller@rosenberger.de
Tel: 0049-8684-18-1952

Related News

Prestazioni superiori - SIMFix® LP

Prestazioni superiori - SIMFix® LP

Per saperne di più