Single Pair Ethernet
Tappa fondamentale della comunicazione IIoT
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SPE: Il nuovo standard Ethernet per tecnica degli edifici e Industria 4.0
Il Single Pair Ethernet - o in breve "SPE" - è il nuovo standard Ethernet molto ambito per l’industria digitalizzata e l’Internet of Things. Ed anche per la tecnica degli edifici l’SPE offre prospettive entusiasmanti: perché l’SPE promette la comunicazione senza ostacoli tra due ambiti che si basavano finora su diverse lingue e per questo il loro scambio dipendeva dai protocolli utilizzati.
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Anche l’ultimo miglio:
comunicazione senza ostacoli dal livello del conduttore fino al campo -
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Si parla di sensori e di punti I/O dei dispositivi sul campo al livello più basso delle applicazioni industriali o anche nella tecnica di misurazione per edifici da un lato e di diversi livelli di processo dall’altro che elaborano i segnali e controllano le automazioni guidate dai dati. Finora una comunicazione continua funzionava in tutti i livelli solo attraverso gateway che spianavano il passaggio ai rispettivi sistemi di bus di campo. Il nuovo standard permette la comunicazione TCP/IP continua attraverso tutti i livelli di processo, dal livello aziendale e gestionale fino al livello sul campo. I bus di campo e i gateway possono essere completamente sostituiti con lo standard SPE a vantaggio di un’infrastruttura di comunicazione efficiente e uniforme. Questo non solo riduce la complessità e quindi la suscettibilità agli errori delle applicazioni di automazione, ma riduce direttamente anche il numero di apparecchi necessari e il relativo tempo di configurazione.
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"Dal sensore alla cloud... e ritorno", così si chiama la soluzione di questa tecnologia considerata futuristica. Ed effettivamente la comunicazione continua e bidirezionale tra gestione e sensori e punti I/O avvicina ulteriormente le automazioni industriali e di tecnica degli edifici alla visione futura dell’Internet delle Cose, per questo l’SPE è conosciuto anche come apripista o enabler dell’(I)IoT.
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Chilometri di distanza: Coprire lunghi tragitti con l’SPE
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Il nuovo standard SPE permette inoltre lunghezze del cavo fino a 1000 m. Ciò equivale a circa dieci volte la distanza che può essere coperta con un classico cavo Ethernet. Per percorsi più lunghi le applicazioni finora erano dipendenti da interruttori e ripetitori che nelle future reti SPE non dovranno più essere utilizzati o lo saranno solo raramente. Anche qui è possibile ridurre dunque la complessità nell’architettura di rete e quindi anche il tempo per l’allestimento e la manutenzione dei componenti obsoleti nonché potenziali fonti d’errore. Proprio per la tecnologia di controllo di processo e altri settori, in cui devono essere realizzate lunghezze maggiori, si ottiene qui un grande potenziale.
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Nessun centimetro di troppo: SPoE e connettori compatti
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Un ulteriore vantaggio della nuova tecnologia sta nella possibilità di alimentare periferiche attraverso la linea dati. Grazie a Power over Data Line (PoDL) e a Power over Single Pair Ethernet (SPoE) l’alimentazione di energia avviene contemporaneamente e attraverso la stessa linea della trasmissione dati. Naturalmente l’alimentazione di corrente nell’Ethernet classico è possibile come "PoE" (Power over Ethernet), tuttavia sul campo finora sono ancora necessari cavi supplementari che così possono essere risparmiati. Ciò riduce ulteriormente la complessità delle installazioni e permette di ridurre peso e volumi. Si comporta allo stesso modo con i connettori SPE che in questa dimensione sono ridotti al massimo risultando estremamente compatti. In sintesi si tratta di una serie di vantaggi che permettono installazioni semplificate e una comunicazione dati più efficiente:
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Stivali delle sette leghe nello sviluppo: Primi componenti pronti all’uso
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Sembra quasi troppo bello per essere vero. Ma lo sviluppo di hardware SPE procede a pieno ritmo e le prime dimostrazioni mostrano che funziona. Oltre a cavi e connettori sono già disponibili interruttori e convertitori. Altri componenti come sensori SPE sono anch’essi pronti all’uso. Fra i primi sensori disponibili rientra ad esempio il termoigrometro W&T che fornisce dati sulla temperatura e l’umidità dell’aria attraverso SPE mediante classici protocolli di rete.
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Il termoigrometro SPE misura temperatura e umidità dell’aria e fornisce valori di misura attraverso SPE su un’interfaccia web chiara (qui integrati in una demo di Weidmüller Germania).
