Tweedraads Ethernet: transparante communicatie tussen sensoren in de field en de cloud

Met een nieuwe white paper heeft de Single Pair Ethernet System Alliance een overzicht gemaakt van applicaties waarin het verwacht dat de technologie een belangrijke rol zal gaan spelen. Tweedraads Ethernet wordt gepositioneerd als de missing link voor een transparante communicatie tussen sensoren in de field en de cloud, maar er zijn ook bijkomende, specifieke voordelen.

Over de standaard die aan de basis ligt van Single Pair Ethernet (SPE) – namelijk 10BASE-T1L – hebben we op Productivity.be al eerder geschreven, onder meer in SPE: een nieuwe familie van netwerkoplossingen en Advanced Physical Layer (APL). Dat laatste is de naam voor een specifieke toepassing van SPE voor zones met explosierisico in de procesindustrie.

Single Pair Ethernet is kort gezegd een technologie die het mogelijk maakt om een Ethernet communicatie op te zetten over een klassieke tweedraadsbekabeling. De beperking ten opzichte van vier- of achtdraadsbekabeling zit in de bandbreedte die bij SPE niet meer dan 10 Mbit/s bedraagt. Maar er is ook een belangrijke troef, namelijk dat de afstand die overbrugd kan worden, tot 1000 meter kan gaan. De standaard voorziet ook in de mogelijkheid om voeding samen met de data over dezelfde bekabeling te leveren. De nieuwe white paper noemt dat Power over Data Line (PoDL).

De lange afstanden die overbrugd kunnen worden, zijn een specifiek voordeel dat met name in de procesindustrie interessant is. Vandaar allicht dat APL tot nu toe de meeste aandacht kreeg. Maar de Single Pair Ethernet System Alliance ziet tal van andere toepassingsmogelijkheden, onder meer in machinebouw, robotica en gebouwautomatisering.

Verschillende bussystemen

Wat een steeds terugkerend argument is in al deze toepassingen is de mogelijkheid om Ethernet door te trekken vanop componentniveau tot in de cloud. Het is met andere woorden mogelijk om vanuit de cloud via een IP adres rechtstreeks connectie te maken met een component, zonder dat voor die communicatie via een of andere gateway of controller de vertaalslag gemaakt moet worden naar het bussysteem dat anders op het niveau van de componenten gebruikt zou worden.

Dat voordeel speelt overigens niet alleen in applicaties waarin een connectie met de cloud gevraagd wordt. De Single Pair Ethernet System Alliance ziet SPE meer algemeen als een mogelijkheid om meer vrijheid te creëren bij het opzetten en aanpassen van productielijnen en om op een eenvoudige manier tot een “plug & produce” concept te komen. De verschillende bussystemen en de voorkeur die klanten vaak uitspreken voor het ene of andere zouden daarbij niet langer aan de orde zijn.

Ook het PoDL principe wordt gezien als een belangrijke troef voor de machinebouw en factory automation omdat het de noodzaak aan bekabeling kan terugdringen. Inzake bekabeling kan een verdere vereenvoudiging gerealiseerd worden door punt op punt connectie, zoals voorzien in 10BASE-T1L, te vervangen door het multidrop systeem beschreven in de standaard 10BASE-T1S.

Vanuit al deze argumenten schuift de Single Pair Ethernet System Alliance ook robotica naar voor als een interessant toepassingsdomein. Met een bandbreedte van 10 Mbit/s biedt SPE voldoende capaciteit om “end of arm” applicaties tot zelfs visie te ondersteunen waarbij de kabel die nodig is in de robotarm een kleinere doorsnede en een kleinere buigradius heeft dan de kabels die typisch in robotica gebruikt worden. Dat zou moeten helpen om robots compacter te maken en/of hun wendbaarheid te vergroten.

De white paper “SPE for Field Communication” is vrij te downloaden via singlepairethernet.com/en/references/whitepaper.

© Productivity.be, 19/09/2022