Übertragungen bis zu 1000m
Sollten bislang Punkt-zu-Punkt-Verbindungen z.B. bei Fließ- und Förderbändern mit Distanzen größer als 100m realisiert werden, kamen herkömmliche Standard-Ethernet-Lösungen an ihre Grenzen. Mit Repeatern oder Switches, die eingesetzt wurden, um die limitierte Reichweite zu erweitern, holte man sich aber potenzielle Fehlerquellen ins System und erhöhte den Wartungsbedarf. Steigt die Zahl der Schnittstellen, so steigt die Anfälligkeit für Störungen. Mit der SPE-Technologie können hingegen Entfernungen bis zu 1000m bei einer Übertragungsgeschwindigkeit von 10MBit/s realisiert werden – ohne zusätzliche Geräte. Optional können die verbundenen Geräte zudem die Power over Data Line (PoDL)-Technologie nutzen. Aktuell noch eingesetzte Feldbustechnologien sind so zukünftig durch SPE-Lösungen mit Datenraten bis 10MBit/s ersetzbar. SPE eignet sich dabei auch für komplexe Netzwerktopologien. Über Gateways lassen sich Verbindungen zu unterschiedlichen Systemen aufbauen und mit einheitlichen Ethernet-Diensten betreiben. Unterschiedliche Anwendungen können in der Praxis umgesetzt werden. Aktuell wird in den IEEE802.3-Konsortien SPE-Standards mit erweiterten Leistungsrahmen diskutiert. So könnten auch höhere Datenraten mit 10GBit/s und mehr für kurze Distanzen (<15m) sowie 100MBit/s bzw. 1GBit/s mit einer Länge von bis zu 500m möglich werden. Das wiederum würde ganz neue Applikationsbereiche erschließen.
SPE-Anwendungsbereiche im industriellen Umfeld
In klassischen Industrieanwendungen kommen z.B. bislang häufig Ethernet-Netzwerke sowie Feldbussysteme auf der Feldebene zum Einsatz. Durch den Einzug von anspruchsvollen Anwendungen für das IIoT werden effizientere Kommunikationssysteme als die bisherigen Feldbusse notwendig. Überall dort, wo eine lückenlose Kommunikation zwischen Sensoren und/oder Netzwerken erforderlich wird, kommen solche Bestandssysteme schnell an ihre Grenzen. Dabei sind eine nahtlose und sichere Datenverbindung bei solchen Anwendungen entscheidend. Ein Terabyte Daten entstehen ungefähr in einer durchschnittlichen Fabrik pro Tag, Tendenz steigend. Um dieses Datenvolumen zu verarbeiten, ist eine kontinuierliche Kommunikation notwendig. Hierbei kann über SPE eine durchgängige Systemlösung vom Sensor bis zur Cloud erfolgen. Vor dem Hintergrund einer immer komplexeren Infrastruktur, was Netzwerk, Sensorik und intelligente Endgeräte betrifft, kann mit SPE ein leistungsstarkes Gesamtsystem entstehen. Sicher, einfach, kompakt und kosteneffektiv: Die Vorteile sind dabei vielfältig, zudem werden die SPE-Systeme künftig wesentlich kostensparender als die aktuellen Bestandslösungen aus Bus- und Ethernet-Komponenten.
SPE-Anwendungsfall Roboter
Kommen autonome und kollaborative Roboter zum Einsatz, so bietet sich auch hierbei eine Lösung mit SPE an. Dank der hohen Datenübertragungsraten kann die Kommunikation zwischen Roboter und Steuerungseinheit gesteigerte Abtastraten und größeres Datenaufkommen bewältigen. Über PoDL kann zudem eine vereinfachte Verkabelung mit Daten und Energie in einer Bahn erfolgen. Was über die Leistungsanforderungen bei den bisher definierten PoDL-Standards hinausgeht, ist zukünftig über hybride SPE-Lösungen mit Daten- und Leistungskontakten in einem Steckverbinder realisierbar. Dabei wirken sich weniger Kabel und Verbindungen positiv auf die Ausfallsicherheit z.B. durch Materialermüdung aus. Zudem werden die Wartung und ebenfalls eine mögliche Fehlerbehebung vereinfacht. Im Vergleich zu bisherigen Automatisierungskabeln kann SPE zudem geringere Biegeradien realisieren, was gerade bei der Auslegung des Roboterhandlings mehr Spielraum ermöglicht.
Prozessautomation mit SPE
Wenn es um Prozessautomation geht, wird gerade bei Extrembeispielen deutlich, wie leistungsfähig SPE ist. Unternehmen im Öl- oder Gassektor müssen z.B. ihre riesigen Areale mit sehr großen Gebäuden oder Tanks sicher vernetzen. Gerade wenn vollständige Statusberichte und Fernsteuerung ggf. sogar aller weltweiten Standorte erforderlich werden, muss ein konsistenter Datenfluss sichergestellt werden. Es gibt bei vielen Unternehmen die Anforderungen, dass Daten zuverlässig und mit hoher Taktung vom Sensor bis in die Cloud oder ins ERP-System gelangen müssen. Bei solchen Anforderungen sorgt SPE für effiziente Netzwerke. Dabei kann auf zusätzliche Netzwerkgeräte zur Signalmodulation oder Gateways verzichtet werden. Die simultane Daten- und Leistungsübertragung per PoDL ist dabei ggf. ein weiterer Vorteil.
