Single Pair Ethernet
comunicazione IP continua
su tragitti lunghi
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SPE: La tecnologia e i suoi vantaggi
Single Pair Ethernet è il nuovo standard Ethernet per l’Industria 4.0 e l’Internet delle Cose industriale. Grazie ai molteplici vantaggi è considerata particolarmente efficiente e innovativa ed è adatta per una serie di applicazioni industriali, di processo e di tecnica degli edifici.
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Dal sensore alla cloud
Il maggiore vantaggio della tecnologia SPE è la possibilità di comunicare in modo uniforme su tutti i livelli di un’applicazione, dove finora i sistemi di bus di campo dovevano essere collegati agli altri livelli di processo mediante gateway. Perché lo standard SPE consente una comunicazione IP continua mediante protocollo TCP/IP su tutti i livelli di processo, ovvero dal campo all’unità di controllo o per dirla altrimenti, dal sensore fino alla cloud. La trasmissione dati unificata significa un’immensa semplificazione e quindi una chiara stabilizzazione e una ridotta suscettibilità della comunicazione dati industriale.
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Grazie all’SPE la comunicazione dati avviene in modo uniforme su tutti i livelli dell’applicazione. Ciò garantisce una comunicazione dati industriale enormemente semplificata, ad alte prestazioni e affidabile -
Copertura di lunghe distanze
Lo standard SPE consente lunghezze di cavo fino a 1000 m. Questo ingrandisce notevolmente la potenziale estensione di reti industriali classiche. L’enorme portata, accanto ad una connessione dati affidabile e ad alte prestazioni, riduce la complessità delle applicazioni esistenti, consentendo nuove dimensioni della comunicazione dati industriale in settori che necessitano di coprire grandi distanze con cavi per dati. Gli impianti con lunghezze di cavi di oltre 100 metri dipendevano finora dall’impiego di ripetitori che grazie alla lunghezza possibile dei cavi SPE non sono più necessari.
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Alimentazione di corrente attraverso SPE: PoDL o SPoE
Oltre alla comunicazione continua, un ulteriore vantaggio dello standard SPE è la possibilità di alimentare periferiche grazie alla tecnologia Power over Data Line e SPoE: Single-Pair Power over Ethernet. Attraverso la linea dati avviene al contempo l’alimentazione di corrente dei dispositivi (I)IoT, dei sensori e di altri componenti collegati senza ulteriori prestazioni. Ciò significa una notevole riduzione della complessità nell’architettura dell’applicazione come anche del mero cablaggio necessario.
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Lo standard SPE permette la contemporanea trasmissione di dati ed energia, affinché terminali e periferiche non richiedano più una alimentazione propria. -
Meno materiale permette di risparmiare costi e spazio
Grazie alle sue proprietà lo standard SPE permette un notevole risparmio di materiale: Gli stessi cavi SPE richiedono solo un terzo delle coppie di fili generalmente necessarie sul campo. Inoltre SPoE permette di risparmiare anche su servizi di alimentazione aggiuntivi. Ciò determina complessivamente molto meno materiale necessario, il che riduce soprattutto l’ingombro. Soprattutto in applicazioni dove gli ingombri devono essere ridotti, questo è vantaggioso, ma anche tutte le altre applicazioni beneficiano del risparmio di materiale e spazio. In prospettiva sarà anche possibile ridurre drasticamente il costo per l’allestimento di reti industriali. Con l’affermazione del nuovo standard ci si può attendere che il risparmio di materiale si rispecchierà ancora di più nei prezzi della tecnica SPE che al momento presenta costi iniziali maggiorati.
Cavi SPE e connettori: Ethernet classico vs. Single Pair Ethernet
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Il fulcro dello standard SPE è il numero di conduttori ridotto a un’unica coppia di fili da cui prende il nome il "Single Pair". Nell’Ethernet classico erano necessarie quattro coppie di fili (Ethernet Gbit) e due coppie di fili (Fast Ethernet). Anche i nuovi connettori vengono concepiti in modo notevolmente più compatto rispetto a quelli comuni finora.
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Da 4 a 1: Con un’unica coppia di fili, l’SPE ha bisogno di un quarto dei conduttori rispetto all’Ethernet tradizionale. -
Le differenze e i vantaggi in breve
Ethernet classico vs SPE
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SPE Fast Gbit Ethernet Coppie di fili 1 2 4 lunghezza del conduttore indipendente (ca.) 1000 m 100 m 100 m Risparmiare gateway al livello di campo? si no no Risparmiare ripetitore ogni 100 m? si no no -
Ethernet vs sistemi di bus di campo
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SPE Ethernet classico Bus di campo Alimentazione di corrente SPoE/PoDL PoE - Risparmiare conduttori elettrici? si si no Comunicazione TCP/IP TCP/IP div. norme
W&T: Dal pioniere dell’Ethernet all’esperto dell’(I)IoT...
In qualità di pioniere dell’industria in fase di digitalizzazione e dell’Internet delle Cose industriale, W&T ha lanciato più di 20 anni fa il primo termometro web industriale . Sulla scorta di oltre 45 anni di esperienza nel campo dell’Ethernet industriale, ora con l’SPE ci dedichiamo al prossimo capitolo della comunicazione dati industriale e a un nuovo standard promettente. Un dialogo sincero con i clienti e gli utenti ci permette di comprendere a fondo le esigenze sul campo e le peculiarità delle interfacce con IT e gestione. Questo contatto continuo ci sprona non solo a migliorare costantemente i nostri componenti in termini di esigenze del settore industriale, della tecnica degli edifici e di altri settori, bensì conferma la nostra ipotesi che un’unificazione della comunicazione dati dal campo fino alla gestione può rendere i processi più fluidi, trasparenti e veloci.
... e pioniere di componenti SPE
I primi apparecchi disponibili della crescente gamma SPE di Wiesemann & Theis uniscono l’Ethernet classico con il nuovo Single Pair Ethernet, mettendo a disposizione valori di misura di temperatura e umidità dell’aria attraverso la rete.
Network Extender SPE
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Che sia nel settore industriale, e nell’automazione degli edifici o nell’ambito della tecnica del traffico, l’SPE Network Extender consente il collegamento di qualsiasi apparecchio Ethernet su grandi distanze con un semplice cavo a 2 fili. I converter SPE lavorano qui senza intelligenza propria, garantendo così un vero funzionamento Plug&Play.
- Ethernet (10BaseTe) -> SPE (10BasteT1L)
- Lunghezza del cavo fino a 1000 m e SPoE
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Termoigrometro SPE
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Con il termoigrometro SPE Wiesemann & Theis è il primo produttore in assoluto di un sensore di temperatura SPE. L’apparecchio misura la temperatura e l’umidità atmosferica, fornendo i dati di misura attraverso la rete. Il monitoraggio dei dati funziona semplicemente mediante il semaforo a LED integrato e nel browser.
- Invio di allarme: Notifiche push sul cellulare in caso di superamento di valori limite
- Integrazione attraverso richieste HTTP, socket TCP e MQTT
- Cloud W&T
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Terminali e periferiche Single Pair Ethernet
Il roll-out del nuovo standard industriale si basa su un grande numero di componenti SPE-compatibili. Mentre i conduttori SPE e i connettori sono già disponibili, solo pochi componenti come i convertitori di media o gli interruttori SPE sono già sul mercato. Molte periferiche, sensori e attuatori necessari sono ancora in fase di sviluppo. In futuro l’Industria 4.0 avrà bisogno di:
- Convertitori di media SPE
- Interruttori SPE
- Apparecchi I/O SPE
- Device - Server SPE
- Sensori SPE come termometri, igrometri, barometri ecc.
- e molto altro
Nuova tecnologia fondamentale e standard universale
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L’elenco dei campi che possono beneficiare della tecnologia Single Pair Ethernet è lungo. Grazie alla sua completa compatibilità, all’affidabilità e flessibilità, garantita a tutti i livelli dalla trasmissione dati continua, l’SPE è adatto a tutti i processi produttivi, le automazioni, le applicazioni di conduzione e controllo, le esigenze infrastrutturali e intralogistiche nonché le esigenze nel settore del trasporto, dell’energia e delle forniture.
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SPE si presta in modo ideale per:
- Fabbricazione/produzione industriale & automazione di fabbrica
- Automazione di processo
- Robotica, ingegneria meccanica
- Settore energetico/delle forniture
- Trasporto, aviazione, ferrovia
- Tecnica degli edifici & infrastrutture degli edifici (come illuminazione, ventilazione, riscaldamento/raffreddamento, controllo d’accesso, apertura porte/portoni, vigilanza ecc.)
