单对以太网实现高速、实时数字通信的说明。

工业 4.0 的游戏规则改变者 – 新的 SPE 标准

采用混合单对以太网标准使工业向着智能制造更迈近一步,并最终将以太网功能引入网络边缘。

在不久的将来,基于以太网的单根电缆连接解决方案就会部署在智能工厂中, 达到新的自动化水平,释放制造生产力和效率的新收益。为推动实现这一技术飞跃,TE Connectivity 努力为工业单对以太网 (SPE) 建立通用标准,即,最终使以太网覆盖工业网络的边缘。

弥合现场设备层面的差距

虽然标准以太网一直是商业企业和工作中心解决方案的支柱,并且工业以太网也为制造环境中的工作站和控制设备带来了高速通信功能,但在现场设备层面还存在着差距。尽管近年来机器上的传感器取得了惊人的进步,但是由于模拟和现场总线技术与高速以太网采用不同的“语言”,导致传感器无法与网络的其余部分通信。所幸的是,新近公布的工业单对以太网 (SPE) 标准将改变这一局面,工业通信将变得更加透明,从云到边缘连接的现场设备将实现几乎畅通无阻的连接。

SPE

定义通用工业 SPE 标准

在经过大量讨论和合作后,2021 年 9 月,连接提供商和贸易团体一致同意将使用 M12 连接器的 IEC 63171-7 电缆作为 SPE 工业标准。IEC 63171-7(简称“-7”)在一根电缆中为混合 SPE 和电力传输提供接口,数据传输速度高达 1 Gbps/600 MHz,功率高达 11 kW/16 A。它允许工程师在不丢失数据的情况下优化其应用中的机器到机器通信以分散计算能力,并且可以用更加简化、透明的方式将数据传输到网络边缘。

采用 -7 作为工业 SPE 标准对于制造商来说还有其他优势:

  • 它与现有的以太网基础设施无缝融合
  • 它提供简单的即插即用连接功能
  • 它使用单根电缆和连接器组合,可承受严苛环境条件
  • 它针对数据和电源触头使用单独的引脚,增加了电源选项
  • 它提供工业环境所需的可靠性、耐用性和安全性
  • 它的一根电缆/一个连接器的设计降低了总体成本,适合安装在紧凑空间中,顺应了小型化趋势发展的需要

使 SPE 更易获得

制造商统一以 -7 为标准是使工业 4.0 梦想成为现实的关键一步。这种纤薄、轻巧但功能强大的连接解决方案使工业能够在现场层面实现数字化,也是工业互联网 (IIoT) 基础设施的关键部分。

要想转向智能制造,企业需要将其传统的通信和总线系统解决方案转变为基于以太网的基础设施。但是,假若工业市场上没有一个 SPE 标准,制造商就不太愿意迈出这一步,这是可以理解的。所幸的是,随着 -7 工业 SPE 标准的发布,这个障碍被消除了。

创建一个通用标准将明确和简化制造商的连接选择,他们于是可以放心地投资,在其现场设备(如传感器)中安装工业 SPE 产品。统一以 -7 为标准还使企业能够使用标准化的接口来提高规划安全性。借助基于以太网的混合电源/数据解决方案,企业还能从云到现场层面的实时通信和透明度中获得效益。这两个方面是促使制造商转向 SPE 的关键动力。

为制造业的智能技术趋势做好准备

因为 M12 连接器是针对混合概念定义的,并且已经在整个工业市场上广泛使用,所以 -7 标准很容易被制造商采用。它为企业提供更大的灵活性,使企业能够根据自身的具体制造需求设计网络,它还使工程师有更大的余地来配置软件和数据,以创建从传感器到云的无障碍通信生态系统,实现从机器到机器以及从机器到人的无缝通信。对于想要利用机器学习、人工智能和其他变革 IIoT 的下一代创新的企业来说,这是必要的。  
相比数据线供电以太网所需的点对点连接,-7 标准的混合配置还提供更大的网络配电灵活性。这意味着可以将更高的电流分配给多个级联功率设备。

帮助企业优化制造

TE Connectivity 多年来不懈推动汽车工业的 SPE 创新,在将该技术的强大优势最终带入制造业方面取得了许多可喜成绩。尽管工业以太网连接器和电缆有它们的用途和优点,但在一个具有由 -7 工业 SPE 标准带来的实时通信能力的真正集成系统中,所蕴含的机会却是惊人的。接受这一通用 SPE 标准将为工业市场带来技术进步,并帮助更多企业优化其制造。 
TE Connectivity 提供的下一代解决方案满足客户的多样化需求,包括加快推动 IIoT 向前发展以及帮助智能制造取得成功等。TE Connectivity 可以利用强大的 SPE 产品组合来帮助客户实现其雄心勃勃的工业 4.0 目标,利用应用专业知识来帮助客户达到目的,并利用遍布全球的办事处来为当地客户提供服务。

SPE

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Eric Leijtens,TE Connectivity 战略业务开发事业部

Eric Leijtens 负责监督 TE 工业业务部门的现场级连接战略工作。Eric 同时也是 SPE 工业合作伙伴网络的副主席,该网络是一个贸易组织,致力于使 SPE 成为工业自动化标准。