Auf dem Bild sieht man das Kabel ETHERLINE® T1.
Mit der Produktfamilie ETHERLINE® T1 ist ein Portfolio für Single Pair Ethernet Leitungen für den Einsatz in industriellen Maschinen und Anlagen verfügbar.

Für die Kommunikation in Automatisierungsanwendungen wurden über Jahrzehnte Feldbusse eingesetzt. Diese kamen jedoch mehr und mehr an ihre Grenzen und wurden insbesondere den Kommunikationsanforderungen moderner SmartFactories nicht mehr gerecht. Mit der Ablösung der Feldbusse durch Ethernet entstanden aber auch neue Herausforderungen, unter anderem in der Installationstechnik. Während der bekannteste Vertreter, der PROFIBUS® noch mit einem Aderpaar in der Busleitung auskam, benötigte PROFINET® mit 100 Mbit/s Ethernet schon zwei Aderpaare. In manchen Anwendungen wird in den Fabriken bereits Gigabit Ethernet eingesetzt, wofür vier Aderpaare notwendig sind. Die Problematik ist offensichtlich: Gegenüber den Feldbussen stieg der Aufwand für die Feldinstallation sowie das Potential für Installationsfehler. Deshalb hat sich Ethernet bisher auf der untersten Feldebene bis hinein in einfache Sensoren und Aktoren nicht durchsetzen können. Stattdessen haben sich Speziallösungen mit einfacher und schneller Installation gehalten. Deren Anbindung an das übergeordnete Ethernet benötigen allerdings zusätzliche Übersetzer bzw. Gateways. Eine durchgängige Ethernet Installation mit gleichzeitig reduziertem Installationsaufwand wäre auf jeden Fall vorteilhafter.

Videobild „Single Pair Ethernet – der neue, bessere Feldbus“

Video: Industrielle Kommunikation by LAPP – Ihr Netzwerk aus einer Hand

Single Pair Ethernet erlaubt Ethernet basierte Kommunikation über ein einzelnes Aderpaar. Durch die Reduktion auf nur zwei Adern ist die Technologie für die Anwendung in der industriellen Automatisierungstechnik sehr interessant. Steckverbinder werden hier überwiegend im Feld, also vor Ort in der Anlage installiert. Dort lassen sich Installationsaufwand sowie Installationsfehler erheblich reduzieren. Des Weiteren benötigt die Verkabelung weniger Platz und kann Komponentenkosten reduzieren. Ein wichtiger Faktor für eine breite Marktdurchdringung neuer Kommunikationssysteme ist die Standardisierung. Single Pair Ethernet ist durch mehrere internationale Normen abgedeckt. So sind drei für die Industrie relevante IEEE Standards (siehe Tabelle) für unterschiedliche Anwendungsfälle definiert worden.

Das Bild zeigt eine Tabelle zur SPE Norm.

Auch an die Spannungsversorgung der Endgeräte wurde bei Single Pair Ethernet gedacht. Mit Power over Dataline (PoDl) ist eine Spannungsversorgung der Ethernet Teilnehmer über die Datenleitung, ähnlich wie heute bei Power over Ethernet (PoE) möglich. Damit lässt sich der Verkabelungsaufwand weiter reduzieren. Für Geräte mit moderatem Leistungsbedarf von bis zu 50 Watt kann die zusätzliche Leitung für die Stromversorgung entfallen. In Automatisierungsanwendungen kommen hier zum Beispiel Sensoren in Frage.

Die genannten Einsatzfelder sind nur einige Beispiele, wo der Einsatz von Single Pair Ethernet Vorteile bringen kann. Die notwendigen applikationsbezogenen Planungs- und Installationsrichtlinien sind noch zu erstellen. Die Arbeiten hierzu haben unter anderem in den Nutzerorganisationen wie Pi für PROFINET® oder ODVA für ETHERNET/IP begonnen. LAPP beteiligt sich aktiv an dieser Arbeit. Mit der Entwicklung von Leitungen hat LAPP bereits frühzeitig begonnen. Mit der Produktfamilie ETHERLINE® T1 ist ein Portfolio für Single Pair Ethernet Leitungen für den Einsatz in industriellen Maschinen und Anlagen verfügbar.

Für eine breite Marktdurchdringung benötigt es normierte und einheitliche Steckverbinder. Die Steckverbinder für SPE sind in der Norm IEC IEC 63171 beschrieben. Die Norm beinhaltet sechs verschiedene Steckgesichter. Der Steckverbinder IEC 61171-6 hat sehr gute Chancen sich am Markt zu etablieren. Dieser Stecker wird vom SPE Industrial Partner Network propagiert. LAPP ist Mitglied in diesem Konsortium aus namhaften Unternehmen geworden, um gemeinsam der SPE Technologie in der Industrie zum Durchbruch zu verhelfen. Basierend auf diesem Steckgesicht sind je nach Anwendung weitere Ausführungen in Entwicklung. Für den IP20 Bereich, innerhalb das Schaltschranks kommt ein Stecker, welcher von der Verriegelung mittels Rastnase dem heutigen RJ45 ähnelt, zum Einsatz. Für die Anwendung außerhalb des Schaltschranks, im IP67 Bereich, sind Stecker auf Basis des bewährten M8 und M12 Prinzips in Vorbereitung.

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