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SPE als Schlüsseltechnologie

Single Pair Ethernet: Wegbereiter für die offene Automatisierung

Barrierefreier Datentransfer mit Single Pair Ethernet

Single Pair Ethernet – kurz SPE – ist ein bedeutsamer Meilenstein in der Automatisierung: Es vereinfacht die industrielle Kommunikation und ermöglicht einen barrierefreien Datentransfer – von der Feldebene bis in die Cloud.

Im Gegensatz zu klassischem ETHERNET kommt SPE mit nur einem einzigen Adernpaar aus und ist gleichsam in der IEEE genormt: Die neue Technologie hat das Potential, die Anzahl der Netzwerkübergänge zu reduzieren und so bestenfalls eine nahtlose IP-Kommunikation zu ermöglichen.

Schnelligkeit, Durchgängigkeit, Kosten- und Platzersparnis

Single Pair Ethernet bringt viele Vorteile mit sich und ist ein wahres Multitalent. Zusätzlich unterstützt es die Leistungsübertragung von bis zu 50 Watt, Kabellängen von bis zu 1000 Metern, Mehrfachabgänge in Linientopologien und vieles mehr. Das Anwendungsspektrum ist groß – vor allem in der offenen Automatisierung: WAGO hat das Potential von SPE erkannt und arbeitet an einer durchgängigen Vernetzung von produktions-, verfahrens- und gebäudetechnischen Anlagen, um die Vorteile dieser Technologie für Kunden nutzbar zu machen.

Durchgängige Kommunikation von der Feldebene bis in die Cloud

Single Pair Ethernet schlägt eine Brücke über alle Ebenen der Automatisierungspyramide hinweg und ebnet den Weg für einen ungehinderten Datenfluss: Besonders auf der „letzten“ Meile, also auf der Feldebene, sorgt es für eine größere Bandbreite, sodass übertriebene Datensparsamkeit der Vergangenheit angehört. Mit seinen vielfältigen Ausprägungen (u. a. 10BASE-T1L, PoDL, Multidrop) gilt SPE als Schlüsseltechnologie – denn es bietet nicht nur das Potential, die bisherige Kommunikationsverkabelung abzulösen, sondern auch eine einheitliche Kommunikationsbasis zu schaffen.

„Damit ist SPE ein Beschleuniger für die Sensor-to-Cloud-Communication, wie wir sie in Industrie-4.0- bzw. IIoT-Anwendungen benötigen“, sagt Marco Henkel, Vice President Technology Management bei WAGO.

SPE unterstützt Interoperabilität und Leistungsübertragung

Die Technologie ist über das Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) genormt – dadurch ist eine Interoperabilität zwischen SPE-Geräten verschiedener Hersteller gewährleistet. Neben der Datenübertragung unterstützt Single Pair Ethernet auch die Leistungsübertragung – Power over Data Line, kurz PoDL – von bis zu 50 Watt auf demselben Adernpaar, auf dem es kommuniziert. So können Endgeräte, die PoDL unterstützen, sogenannte Powered Devices (PD), nicht nur informationstechnisch über weniger Adern angebunden, sondern auch versorgt werden. Die zusätzliche Verdrahtung für die Energieversorgung entfällt.
Darüber hinaus hat Single Pair Ethernet mit „Multidrop“ dem heutigen ETHERNET etwas voraus: So lassen sich über 10BASE-T1S mehrere Geräte an einer Leitung betreiben, ohne dass zusätzliche Infrastrukturkomponenten wie Switches erforderlich sind. Mit diesem Feature werden neben den üblichen Sterntopologien zukünftig auch Bustopologien möglich.

SPE ist nicht nur ein technologisches Thema, SPE ist ein Standard – und zwar ein IEEE-Standard für die unterschiedlichsten Anwendungen der IT und OT.

Marco Henkel

Vice President Technology Management

Ressourcen sparen mit SPE

Schon auf der Metaebene, sprich bevor es um Bits und Bytes geht, fungiert das SPE als Problemlöser – denn Single Pair Ethernet spart Ressourcen und leistet damit einen Beitrag zur Nachhaltigkeit. Dadurch, dass SPE nur zwei Adern benötigt, spart es Material, Platz, Gewicht und Kosten. „Man bekommt – bildlich gesprochen – mehr Kommunikationsleistung pro Kilogramm, pro Volumen oder im Transportcontainer“, weiß Marco Henkel.
Durch das leichte (bis zu 60 % Gewichtsersparnis), zweiadrige Design lässt sich zudem Zeit bei der Verdrahtung und der eventuellen Fehlersuche einsparen, was ebenfalls Ressourcen schont. Somit sinkt der CO₂-Fußabdruck in der Herstellung, im Transport und letztendlich damit auch der des Gebäudes bzw. der Applikation.

Single Pair Ethernet in der Praxis

Single Pair Ethernet ist ein Wegbereiter für die offene Automatisierung und standardisiert zunehmend die Kommunikation, sodass alle Systeme dieselbe Sprache sprechen – vom Sensor bis zur Cloud. SPE findet seinen Einsatz unter anderem in Gebäudesteuerungen, wie z. B. für Rollläden, Türen oder Lichtsteuerung, aber auch in der Industrie.

Hier profitieren von der schnellen Kommunikation vor allem komplexere Sensoren, die die Menge an Daten über gängige, ETHERNET-basierte Feldbusprotokolle der Anwendung zur Verfügung stellen. WAGOs Leiterplattenklemmen der Serie 2601 und 2086, sowie das Steckverbindersystem picoMAX^®, sind bereits für SPE freigegeben und ermöglichen einen besonders einfachen Geräteanschluss für Single Pair Ethernet.

Single-Pair Ethernet – Two Wires, Unlimited Possibilities

Was SPE mit Hunden und schlechtem Wetter zu tun hat, erklärt Ihnen Marco Henkel auf der WAGO Stage der Hannover Messe 2023. Unbedingt reinschauen!

SPE gemeinsam voranbringen

Der Wandel von einer Technologie über die Technik bis zum Produkt bedarf einer Zusammenarbeit: Um Stärken zu bündeln, ist WAGO seit September 2022 Mitglied der Single Pair Ethernet System Alliance (SPESA) – einer Plattform, auf der die unterschiedlichsten Hersteller mit ihren jeweiligen Marktzugängen gemeinsam die Technologie implementieren und voranbringen wollen.

Im Fokus der firmenübergreifenden Zusammenarbeit steht der Anwender und seine Use Cases: „Für die Anwender ist es wichtig, dass der Nutzen der Technologie herausgearbeitet und bekannt gemacht wird. Da wollen wir mit in der ersten Reihe stehen“, so Henkel. Die Aufgabe von WAGO ist es nun, genau diesen Schritt mit der SPESA zu gehen, um ein interoperables, herstellerunabhängiges Gesamtsystem für die Kunden zu schaffen und die Industrie 4.0 gemeinsam voranzutreiben.

Gleiches gilt neben der Industrie auch für die Gebäudeautomatisierung; daher haben die SPESA-Mitglieder Belimo, Thermokon und WAGO die Erfolgsfaktoren von SPE in der Gebäudeautomatisierung diskutiert und gemeinsam in einem Positionspapier aufgeführt.

Maximale Flexibilität für alle Anwendungsbereiche

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Wir setzen auf herstellerunabhängige Standards, die sich den individuellen Bedürfnissen der Entwickler anpassen.

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