Tengd tæki með háþróaðri skynjunar- og stjórnunaraðgerðum eru að öllum líkindum að verða æ algengari í iðnaðarforritum og í því ferli að samtengja þessi tæki er hugmyndin um iðnaðarsamtengingu farin að taka við. Hvort sem það er snúið eða þráðlaust, þá hefur bætt sjálfvirkni skilvirkni orðið forgangsverkefni. Mikill þéttleiki skynjunar- og stjórnbúnaðar leiðir náttúrulega til aukinnar samtengingar og það er óumdeilt að þó þráðlaus iðnaðarnet geti tekist á við sum samtengingaráskoranirnar að vissu marki, þá þurfa þráðlaus iðnaðarnet venjulega einhvers konar líkamlega tengingu og þráðlaus net henta ekki fyrir allt iðnaðarumhverfi.
Single-Pair Ethernet (SPE) í auknum mæli í iðnaðarsviðum
Í samtengingunum sem lýst er hér að ofan getur Ethernet tenging krafist margra víra fyrir hraðvirka 100 Mbps Ethernet eða jafnvel Gbps Ethernet víra. Flækjustig, hár kostnaður og það að tryggja ekki að upplýsingum sem safnað er með skynjurum sé skipt á tímanlega eru allt gallar sem standast ekki væntingar um samtengingar iðnaðarins.
Single-pair Ethernet er tækni sem gerir tengingarhraða allt að 1 Gb/s kleift á stuttum vegalengdum og tvíátta-samskipti. Upphaflega notað mikið í bifreiðum, eitt-par Ethernet hefur verið samþætt í nýjar kynslóðir farartækja og hefur komið í stað CAN og annarra strætókerfa í samræmi við IEEE 802.3 flutningsstaðalinn. Tæknin gerir kleift að miðstýra stjórnun, samskiptum og ýmsum öðrum öryggisaðgerðum og stjórna yfir Ethernet, sem er einmitt það sem þarf fyrir samtengingar iðnaðar sjálfvirkni.
Nærtækasti drifkrafturinn fyrir innleiðingu á einu-par Ethernet í iðnaðaraðstæðum er að mæta þörf forritsins fyrir skilvirk tví-samskipti, með 1Gb/s tengihraða sem gerir tvíhliða-samskipti í rauntíma-öruggt tæki-við-innviði og tæki-við-skýjatengingu. Svo ekki sé minnst á kostnaðinn og auðveldan-notkun-eiginleika eins-Ethernets, auknar greiningar þess fyrir skynjunargögn og hraðari viðbragðstími við mistengingum eru nógu aðlaðandi.
Hverjir eru kostir eins-Ethernets?
Í fyrsta lagi er engin þörf á að bera saman stakt-par Ethernet við þráðlausar tengingar, sem eiga ekki við almennt í iðnaðaraðstæðum. Í samanburði við aðrar tengingar með snúru, veitir stakt-par Ethernet afl yfir gagnalínur (PoDL) í sama samsettu viðmóti, sem gerir kleift að senda bæði gögn og afl með því að nota aðeins tvær snúrur. Hefðbundnar hlerunartengingar eru fjórar snúrur og færri snúrur þýða minni kostnað og meira frelsi fyrir vélrænan búnað. Frá erfiðara sjónarhorni þýðir lækkun Cu-innihalds í strengnum einnig að hægt sé að nota minni orku til að ná hraðari flutningi. Í þessu tilviki er kostnaðurinn ekki slæmur samningur á nokkurn hátt.
Eins og getið er hér að ofan, er stakt-par Ethernet fær um að ná 1Gb/s tengihraða yfir stuttar vegalengdir, með snúrulengd allt að 1.000 metra, flutningshraða 10MB/s og 600MHz bandbreidd fyrir gagnasamskipti. Samskiptakostirnir eru augljósir og þarfnast ekki frekari útlistunar. Það sem hefur áhyggjur af okkur er að önnur skautanna á staku-par Ethernet tengingunni er notuð fyrir gagnaflutning á 1Gbps/600MHz, en hin styður aflflutning við allt að 8A strauma. Þessi blöndun gagna og afls verður að vera aðskilin með málmhlíf til að koma í veg fyrir truflun á afl- og gagnamerkjum.
Á heildina litið gerir þessi tækni heildarstærð tengisins minni og dregur úr vinnuálagi margra skautanna. Eitt-par Ethernet færir Ethernet niður á skynjarastýringarstigið og tengir skynjarastýringuna beint við sjálfvirknikerfið eða við skýið, sem er frábær hjálp fyrir samtengingar í iðnaði.
PoDL vandamál með einu-par Ethernet
Power over Data Line (PoDL) í þéttum viðmótum var nefnt hér að ofan og annað hlutverk PoDL er að bæta óhagkvæmni aflflutnings yfir langar vegalengdir. Núverandi staðlaða staka-par Ethernet gagnatengingin er fær um allt að 50 W. Blendingaflgagnatengingar geta verið allt að 400 W við 48 V. Hér kemur upp vandamál þar sem há aflstig getur valdið því að PoDL víki frá staðlinum. Fyrir langflest raftæki er 10% spennufall ásættanlegt, fyrir PoDL getur þetta gildi farið upp í 20%. Í aflprófunum sem gerðar eru á PoDL beislum leiðir 40 metrar snúrulengd í þessu tilfelli til afl nálægt 200 W. Þegar kapallinn er minni en 20 metrar nær há aflmagn 400 W. Til að forðast að PoDL víki ekki frá staðalinn er þetta hámarksgildi venjulega ekki notað.
Notkun PoDL gerir kleift að sameina gagna- og aflbúnaðinn á sama snúru. Þessi uppsetning nær fram samtímis afhendingu gagna og afl, en hefur þann ókost að það hefur strangar kröfur um hraða breytinga á hávaða og aflstigi, sem annars myndi trufla gagnaflutning. Það er því sérstaklega mikilvægt að nota góðar síurásir í iðnaðarumhverfi til að bæla niður þennan hávaða, sérstaklega þegar hann myndast á lægra megahertz sviðinu
Hávaðaprófun
Samantekt
Eitt-par Ethernet gefur tækifæri til að staðla samskiptareglur yfir iðnaðarnet. Hvers vegna? Miðað við fjölda skynjara og stýribúnaðar í iðnaðaraðstöðu, á meðan Ethernet er staðall fyrir mörg iðnaðarnet, er í hinum raunverulega heimi iðnaðaratburða fjölgað kerfum og fjöldi eldri gátta sem er of mörg til að telja upp. Hlutverk eins -pars Ethernet við að brúa bilið milli Ethernet og annarra kerfa af öllu tagi er það sem iðnaðurinn hefur meiri áhuga á en bara afköstum sínum.