【儀表網(wǎng) 行業(yè)科普】 對于希望擁抱工業(yè)4.0的制造企業(yè)來說，單對以太網(wǎng)技術(shù)是一項重要的技術(shù)進步。
在工業(yè)自動化中，單對以太網(wǎng)(SPE)技術(shù)變得越來越重要，因為它能夠通過單對銅線提供高效可靠的數(shù)據(jù)傳輸。它擴展了傳統(tǒng)以太網(wǎng)的功能，實現(xiàn)了遠距離通信和遠程供電，降低了復(fù)雜性，并有可能隨著技術(shù)規(guī)模的擴大而降低成本，為尋求數(shù)字化運營的制造企業(yè)提供了一個很好的解決方案。
作為以太網(wǎng)的輕量級版本，SPE使用一對雙絞線來傳輸數(shù)據(jù)，而不是標準銅基以太網(wǎng)通常所需的兩對或四對絞線。這具有幾個優(yōu)點，包括更靈活的電纜、更小的連接器，以及更容易在狹小或具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境中安裝。此外，更小的PCB面積使設(shè)備更緊湊，使其能夠適應(yīng)更小的空間或在控制柜中需要更少的空間。
高速網(wǎng)絡(luò)的無縫集成
在IEEE 802.3標準中，為SPE增加了新的規(guī)范，能夠以10 Mb/sec至1 Gb/sec的速度傳輸數(shù)據(jù)，根據(jù)帶寬要求的不同，傳輸距離可達1000米。未來的100 Mbit/sec(傳輸距離 500 米)規(guī)格尤其適用于工業(yè)環(huán)境。
該技術(shù)特別適用于涉及到現(xiàn)場設(shè)備的應(yīng)用，如傳感器和執(zhí)行器，傳統(tǒng)上這些設(shè)備通過I/O模塊或網(wǎng)關(guān)連接到以太網(wǎng)。利用基于IP的通信來連接這些設(shè)備的標準化方式，SPE實現(xiàn)了從傳感器級到基于云的系統(tǒng)的無縫集成，從而使最終用戶能夠?qū)崿F(xiàn)實時數(shù)據(jù)收集和分析。SPE還使設(shè)計和配置設(shè)備更容易，并使設(shè)備能夠通過基于事件的通信，直接將故障傳遞給監(jiān)控或IT系統(tǒng)，從而改進故障檢測和解決方案。
應(yīng)對集成挑戰(zhàn)
雖然SPE具有很多優(yōu)勢，但將其集成到現(xiàn)有的工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施中，仍然可能會帶來諸多挑戰(zhàn)，特別是具有傳統(tǒng)系統(tǒng)的設(shè)施。
對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進行SPE集成改造，需要對成本與收益進行徹底評估。如果沒有明顯和實質(zhì)性的長期利益，企業(yè)不太可能升級功能系統(tǒng)。要使SPE有效，就必須按照最新的行業(yè)標準，滿足運行效率、可擴展性和未來就緒性方面的具體要求。
盡管所需的規(guī)劃取決于具體的應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計人員需要考慮現(xiàn)場設(shè)備的電源要求。雖然功率等級、范圍和電纜直徑的標準數(shù)據(jù)線功率(PoDL)配置通常就足夠了，但在突破技術(shù)限制時，例如在長距離傳輸功率時，需要更詳細的規(guī)劃。
由于以太網(wǎng)本身只處理基本的數(shù)據(jù)傳輸，將SPE集成到具有不同通信協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)中可能具有挑戰(zhàn)性。更高級別的協(xié)議，如PROFINET和EtherNet/IP，具有特定的應(yīng)用層設(shè)施，這可能會導(dǎo)致現(xiàn)場設(shè)備的兼容性問題。OPC UA FX等標準化工作旨在統(tǒng)一這些系統(tǒng)，使其更容易集成。
盡管存在這些挑戰(zhàn)，但SPE對最終用戶的好處是顯而易見的。通過消除網(wǎng)關(guān)，它可以創(chuàng)建更精簡、更高效的網(wǎng)絡(luò)，從而降低安裝和維護成本，因為所使用的技術(shù)和組件更單一。維護團隊可以更專注于以太網(wǎng)系統(tǒng)，無需管理眾多的傳統(tǒng)技術(shù)。
SPE 能夠在網(wǎng)絡(luò)的各個層面支持無縫、無處不在的以太網(wǎng)通信，而無需專門的網(wǎng)關(guān)或協(xié)議，這使其成為所有行業(yè)擁抱工業(yè) 4.0 和數(shù)字化轉(zhuǎn)型的理想選擇。
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