SPE für das zuverlässige IIoT

Von universellen Schichten

31. Oktober 2022, 7:00 Uhr | Martin Kandziora/am
Der IP20-SPE-Steckverbinder
Der IP20-SPE-Steckverbinder besitzt die Hälfte der Grundfläche eines RJ45-Anschlusses und verfügt über eine positive Verriegelung für sichere Verbindungen.
© Panduit

Die Anforderungen an die Kompatibilität der Automatisierungsinfrastruktur erhöhen die Chancen für den Durchbruch der Single-Pair-Ethernet-Technik (SPE). Die Technik-Plattform ermöglicht die Migration von verschiedenen Legacy-Netzwerken zu einer universellen physischen Schicht. Damit rückt das Ziel näher, durch eine einzige Technik die benötigten Daten vom Edge-Sensor über die Fertigung bis hin zum Desktop oder Laptop bereitzustellen.

Erweiterte Möglichkeiten über Zweidrahtleitungen stellen die aktuelle Entwicklung in der Ethernet-Datenkommunikation dar. So lassen sich mit der SPE-Technik zum Beispiel Gebäudeautomationssysteme, Maschinen und älteren Industrienetzwerke zu einer einzigen Ethernet-Netzwerktechnik migrieren. Dabei gelangen Strom und Daten gleichzeitig zu den Edge-Geräten und wieder von ihnen fort.

Das SPE-Ökosystem

SPE erweitert die Ressourcen des Industriellen Internet der Dinge (IIoT) und hilft Unternehmen, beschleunigt auf Ethernet-basierte Betriebstechniken (OT) zu migrieren. Es bietet gemeinsame Kommunikationsprotokolle an, die mit dem Netzwerk der Informationstechnik (IT) kompatibel sind. Diese Erweiterung umfasst End-to-End-Lösungen einschließlich Switch, Kabel und Sensor. Ziel ist es, die notwendigen Änderungen zur Harmonisierung von OT- und IT-Operationen auf dem effektivsten Protokoll durchzuführen. Um die SPE-Vorteile umfassend zu nutzen, entsteht aktuell ein komplettes Ökosystem rund um Standards, Komponenten, Endgeräte und Anwendungen.

Das Ethernet hat seit rund 20 Jahren auch im industriellen Markt große Anteile gewonnen und ist in einer Vielzahl von Varianten verfügbar, zum Beispiel Profinet, EtherNet/IP oder EtherCAT. Zusammen mit ergänzenden IP-basierten Protokollen ist die Technik zu einer dominierenden Daten­kommunikationsplattform avanciert. Allerdings überwiegen nach wie vor andere Protokolle dort, wo Ethernet die Anforderungen der Anwendung bisher noch nicht erfüllen kann. Ein Szenario mit mehreren parallel laufenden Protokollen erhöht die Kosten und die Komplexität von Bestandsumgebungen. Zudem darf man nicht vergessen, dass für solche Umgebungen auch ein Multiprotokoll-erfahrenes Installations- und Wartungspersonal nötig ist.

Künstliche Intelligenz und die zunehmende Digitalisierung führen verstärkt zum Einsatz datenbasierter Prozesse. Diese Möglichkeit gibt es zwar schon länger. Doch der Vorteil ist nun, dass die Dynamik einer Einzeltechnik ganze System-Topologien zusammenführt. Da immer mehr Fertigungs- und Industrieanlagen und -geräte in die IT eingebunden sind, haben sich OT-Netzwerke zu einem Verbund aus Ethernet und älteren Feldbusprotokollen entwickelt.

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