Tengd tæki með háþróaða skynjunar- og stjórnunaraðgerðir verða sífellt algengari í iðnaðarforritum, sem gefur tilefni til hugmyndarinnar um iðnaðarsamtengingu meðan á samtengingu þeirra stendur. Hvort sem það er snúið eða þráðlaust, þá hefur bætt sjálfvirkni skilvirkni orðið forgangsverkefni. Mikill þéttleiki skynjunar- og stjórntækja leiðir eðlilega til aukinnar samtengingar. Þrátt fyrir að þráðlaus iðnaðarnet geti tekist á við sum samtengingaráskoranir að vissu marki, þurfa þau venjulega einhvers konar líkamlega tengingu og þráðlaus net henta ekki fyrir allt iðnaðarumhverfi.
The Rise of Single-Pair Ethernet (SPE) í iðnaðaraðstæðum
Í samtengingunni sem nefnd er hér að ofan getur Ethernet tenging krafist margra víra fyrir hratt 100 Mbps Ethernet eða jafnvel Gbps Ethernet. Gallar eins og flókið, hár kostnaður og vanhæfni til að tryggja tímanlega skipti á upplýsingum sem safnað er með skynjara standast ekki væntingar um samtengingu iðnaðar.
Single-pair Ethernet tækni er tengitækni sem getur náð 1 Gb/s hraða yfir stuttar vegalengdir og gert tvíhliða-samskipti. Upphaflega var þessi tengitækni mikið notuð í bílaumsóknum. Samkvæmt IEEE 802.3 flutningsstaðlinum hefur stakt-par Ethernet tækni verið samþætt í ný-kynslóð farartækja, sem kemur í stað CAN og annarra strætókerfa. Þessi tækni getur sameinað stjórn, samskipti og ýmsar öryggisaðgerðir til að starfa yfir Ethernet, sem uppfyllir nákvæmlega þarfir iðnaðar sjálfvirkni samtengingar.
Beinasti drifþátturinn fyrir innleiðingu á einu-par Ethernet í iðnaðaraðstæðum er að mæta eftirspurn eftir skilvirkri tvíhliða-samskiptum í forritum. 1 Gb/s tengihraði gerir rauntíma-öruggar tengingar frá tækjum yfir í innviði og frá tækjum í skýið. Fyrir utan kostnað og auðvelda notkun, gera aukning skynjaragagnagreiningar og hröðun villuviðbragða það eitt og sér mjög aðlaðandi.
Hverjir eru kostir staks-pars Ethernet?
Í fyrsta lagi er engin þörf á að bera saman stakt-par Ethernet við þráðlausar tengingar, sem skortir alhliða í iðnaði. Þegar borið er saman við aðrar tengingar með snúru, veitir eitt-par Ethernet Power over Data Line (PoDL) í sama samsettu viðmóti og notar aðeins tvær snúrur til að senda bæði gögn og afl. Hefðbundnar hlerunartengingar nota fjórar snúrur. Færri snúrur þýða minni kostnað og meira frelsi fyrir vélrænan búnað. Frá gagnrýnu sjónarhorni, þýðir það að draga úr kopar (Cu) innihaldi í snúrum einnig að ná hraðari flutningi með minni orku? Í þessu sambandi er kostnaðar-ábatagreiningin á einu-par Ethernet án efa hagstæð.
SPE Technology, SPE Alliance
Eins og fram hefur komið getur stakt-par Ethernet náð 1 Gb/s hraða yfir stuttar vegalengdir, með snúrulengd allt að 1000 metra á 10 MB/s sendingarhraða, með því að nota 600 MHz bandbreidd fyrir gagnasamskipti. Samskiptakostir þess eru augljósir og þarfnast ekki frekari útlistunar. Rétt er að taka fram að önnur útstöðin í einni-par Ethernet-tengingu er notuð fyrir 1 Gbps/600 MHz gagnaflutning og hin styður aflflutning með allt að 8A straumi. Þessi blandaða tenging gagna og afls verður að vera líkamlega varin og aðskilin til að koma í veg fyrir truflun á milli rafmagns- og gagnamerkja.
Á heildina litið dregur þessi tækni úr heildarstærð tengjanna og lágmarkar vinnuálag á mörgum útstöðvum. Eitt-par Ethernet færir Ethernet niður á skynjara-stýristigið og tengir skynjara og stýritæki beint við sjálfvirknikerfi eða skýið, sem veitir verulega aðstoð við samtengingu iðnaðar.
PoDL áskorunin um stakt-par Ethernet
Fyrri minnst á Power over Data Line (PoDL) í fyrirferðarlítilli viðmóti tekur einnig á óhagkvæmni langa-aflgjafar. Eins og er geta venjulegar stakar-par Ethernet gagnatengingar náð 50W og gagnatengingar með blönduðum afli- geta skilað allt að 400W við 48V. Hér kemur upp vandamál: mikið aflmagn getur valdið því að PoDL víki frá stöðlum. Flest raftæki geta tekið við 10% spennufalli en PoDL leyfir að hámarki 20%. Í aflprófunum á PoDL beislum getur 40 metra snúrulengd fært aflið nálægt 200W við þetta ástand og þegar kapallinn er styttri en 20 metrar nær háa aflmagnið 400W. Til að forðast að PoDL víki frá stöðlum er þetta hámarksgildi venjulega ekki notað.
Notkun PoDL sameinar gagna- og rafmagnssnúrur í sama vír. Þrátt fyrir að þessi uppsetning geri kleift að senda gögn og afl samtímis, hefur hún galla: hún setur strangar kröfur um hávaða og hraða breytinga á aflstigi, þar sem ella mun gagnaflutningur verða fyrir áhrifum. Þess vegna er það sérstaklega mikilvægt að nota góðar síurásir til að bæla slíkan hávaða í iðnaðarumhverfi, sérstaklega fyrir hávaða sem myndast á lægra megahertz sviðinu (sjá myndina hér að neðan).
Samantekt
Eitt-par Ethernet býður upp á tækifæri til samskiptastöðlunar í öllu iðnaðarnetinu. Hvers vegna? Miðað við mikinn fjölda skynjara og stýribúnaðar í iðnaðarbúnaði, en Ethernet er staðall fyrir mörg iðnaðarnet, er iðnaðarveruleikinn fullur af ýmsum kerfum og fjölda hefðbundinna gátta. Hlutverk eins -pars Ethernet við að brúa Ethernet við önnur kerfi hefur vakið meiri athygli í iðnaði en afkastakostir þess eingöngu.