Cables Ethernet de par único (SPE): ahora también para cadenas portacables con 4 años de garantía

Single Pair Ethernet (SPE) es la clave de la automatización industrial inteligente, el Internet Industrial de las Cosas (IIoT). Por primera vez, permite una comunicación Ethernet estandarizada, económica y que ocupa poco espacio, incluido el último metro "" desde la nube hasta la máquina, pasando por el armario de distribución.

Cable Ethernet de par único: ¿qué es y cómo funciona?

La clave de la automatización industrial, el Internet Industrial de las Cosas (IIoT)
La fábrica inteligente ha dejado de ser un término genérico para convertirse en sinónimo de multitud de retos a los que se enfrentan las empresas hoy en día. Temas como la normalización, la fiabilidad de los sistemas (informáticos) complejos y el dominio de una complejidad creciente se citan casi unánimemente como los mayores retos de la cuarta revolución industrial. Esto queda claro, por ejemplo, al observar la pirámide de automatización establecida. La comunicación y el intercambio de datos son limitados: en contadas ocasiones, los buses Ethernet existentes son adecuados para su uso hasta los dispositivos de campo. El espacio de instalación en los sensores o actuadores es demasiado reducido. Los parámetros ambientales que deben cumplir los cables Ethernet, tanto móviles como estáticos, durante su uso continuo en campo son demasiado exigentes.

Todo esto puede cambiar ahora: con Single Pair Ethernet (SPE), un bus Ethernet y un protocolo de transmisión se está abriendo camino en el panorama industrial que no sólo impresiona por sus reducidas dimensiones, sino también por sus extraordinarias propiedades de transmisión. Tanto en reposo como en aplicaciones muy dinámicas, como en una cadena energética.

Técnicamente, Single Pair Ethernet describe la transmisión de Ethernet (1000Base-T1) a través de sólo dos hilos de cobre y permite el suministro simultáneo de energía (PoDL) además de la transmisión de datos a través de Ethernet. Este salto tecnológico se traduce en una reducción del diámetro de aproximadamente un 25% en comparación con un cable Ethernet convencional. Este libro blanco ofrece una visión general del estado actual de desarrollo del SPE y muestra las oportunidades que la nueva tecnología de transmisión abre a la industria gracias al importante ahorro de espacio de instalación y a la reducción de peso asociada:

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¿Quién impulsa la nueva tecnología SPE?

La red de socios industriales SPE
Single Pair Ethernet es la base de la infraestructura que hace posible la IIoT y la Industria 4.0. Para promover la tecnología Single Pair Ethernet para el mercado IIoT de rápido crecimiento, igus está participando en las Redes de Socios Industriales SPE con otros socios fuertes como HARTING y TE Connectivity.

Para el establecimiento confiable de todo el futuro ecosistema SPE, también se están desarrollando y adoptando conjuntamente estándares para protocolos de transmisión, cableado y componentes de dispositivos, que se publican en IEEE 802.3 e IEC SC46C.

Como resultado, el nuevo cable también se ha diseñado para adaptarse perfectamente a la interfaz del conector T1 en asociación. Esto significa que el blindaje duradero se transfiere de forma fiable al conector, garantizando así una compatibilidad electromagnética óptima. La combinación de cable chainflex y conector SPE es extremadamente robusta: igus utiliza una cubierta PUR altamente resistente a la abrasión y a las muescas, y el conector dispone de robustos mecanismos de bloqueo metálicos con una toma PCB.

Más información sobre la red de socios industriales SPE

¿De dónde procede la demanda de esta nueva tecnología Ethernet?

Surgimiento...
Hoy en día, Ethernet es común y está establecido como sistema de bus en todo el edificio (1), a nivel de control (2) y hasta el sistema de control de máquinas (3). Los sistemas más profundos hasta el nivel de entrada, como los sensores de E/S (4), los dispositivos de medición y los actuadores, suelen conectarse con cables sencillos o buses de campo. Como resultado, no es posible la utilización inteligente en un sistema de bus universal sobre una base tecnológica.

Esta situación debe cambiar para ahorrar interfaces y sistemas de acoplamiento y, al mismo tiempo, aumentar la evaluación de los datos relevantes para la máquina. Para ello es necesario un sistema Ethernet que combine plenamente el mundo Ethernet con las reducidas dimensiones del cable IO. Esta necesidad es el origen de Single Pair Ethernet.

Encontrará más información de fondo en la entrevista técnica con la redacción de IEE: https://www.all-electronics.de/die-steckerfrage-entscheiden-die-anwender-niemand-anderes/.

... y especificaciones de SPE
Los buses Ethernet clásicos suelen tener cuatro pares de núcleos. Con SPE, la transmisión segura de datos puede realizarse en el menor espacio posible, igual que sobre el terreno. SPE puede integrarse en las tecnologías de bus existentes en las empresas, lo que lo convierte en la opción de transmisión más innovadora disponible en la actualidad.

En la fábrica en red, por ejemplo, los tiempos de acceso dentro de un proceso de producción pueden reducirse aún más, incluso con datos distribuidos, y los datos pueden transferirse con mayor rapidez. La combinación del bus SPE y la cara del conector reduce los costes al tiempo que eleva el nivel técnico y garantiza el uso a largo plazo en todos los ámbitos gracias a la compatibilidad de los conectores. Esto se ve acentuado por el diseño de los componentes del cableado:

Impedancia de onda característica de 100Ω
Ancho de banda de 600 MHz
Parámetros fijos como atenuación, pérdida de retorno y atenuación de la diafonía
Blindaje completo para garantizar la calidad de transmisión en condiciones extremas de compatibilidad electromagnética
Conectores bipolares enchufables de tipo pequeño con clase de protección IP20 e IP65/67

¿Cómo se puede usar en la actualidad el cable SPE?

Elevada vida útil garantizada mediante pruebas exhaustivas
El aumento significativo de la velocidad de transmisión y la reducción simultánea del diámetro permitirán en el futuro la conexión rentable de sensores con grandes volúmenes de datos. El usuario no tiene que renunciar a la calidad. El CFBUS.PUR.042, resistente al aceite e ignífugo, fue sometido a pruebas exhaustivas en el laboratorio de pruebas de igus de 3.800 metros cuadrados. Al igual que con toda la gama de cables chainflex, el cliente también recibe una garantía de 4 años en el cable Ethernet monopar.

SPE es, por tanto, una alternativa real a otros sistemas de bus en aplicaciones con radios de curvatura pequeños y espacios de instalación reducidos, por ejemplo, aplicaciones de cámaras industriales o sensores de posicionamiento y monitorización. Estos sistemas de visión por cámara se utilizan principalmente como sistemas de detección y posicionamiento. Anteriormente, estos sensores debían conectarse sobre el terreno mediante interfaces de bus con cables Ethernet de 4 u 8 hilos. Con SPE, cada sensor puede integrarse directamente en el sistema de control de nivel superior.