O Single Pair Ethernet (SPE) é uma tecnologia chave para o futuro da indústria. Na feira SPS em Nuremberga, a LAPP foi a primeira empresa a apresentar soluções completas de conexão SPE – desde cabos até conectores.
Na fábrica do futuro, tudo estará conectado – incluindo a Internet e a nuvem. Até agora, isso era apenas uma visão, pois geralmente na realidade industrial são usados dois sistemas:
Enquanto o Ethernet já está estabelecido como padrão de comunicação nos níveis de controle na pirâmide de automação, vários sistemas de bus dominam nos níveis mais baixos.
Era necessária uma nova infraestrutura para permitir uma rede contínua, mais versátil, compatível com as redes Ethernet existente apenas nos níveis superiores. Ao mesmo tempo, a infraestrutura de cablagem deveria ser económica, ocupando pouco espaço, pois esse é escasso em muitas máquinas e sistemas.
Conectividade Ethernet perfeita com SPE
A solução é a tecnologia Single Pair Ethernet. O SPE permite uma conectividade Ethernet consistente e uniforme desde as camadas superiores até o nível do campo (field level), também conhecido como nível sensor/atuador, e a transmissão de energia e grandes volumes de dados em tempo real com apenas a utilização de um par de cobre em vez de se usar o tradicional sistema de quatro pares. As instalações de produção podem ser otimizadas usando inteligência artificial e big data. O SPE é também a solução ideal para aplicações com espaço limitado, enquanto economiza peso e espaço. Isso significa que o SPE é quase tão rápido quanto o Ethernet de vários pares, mas permite distâncias muito maiores, é mais compacto e requer menos esforço de instalação.
LAPP como pioneira
Desde 2019, a LAPP uniu forças com inúmeras empresas de conectividade elétrica, como fabricantes de cabos e conectores, na SPE Industrial Partner Network para promover a tecnologia. Entretanto, o SPE tornou-se internacionalmente padronizado, estabelecendo as bases para a sua expansão global. Várias sugestões foram introduzidas no standard IEC 63171 para conectores industriais. A LAPP preferiu a utilização do conector IEC 63171-6 e desempenha um papel ativo na divulgação deste padrão, colaborando com a SPE Industrial Partner Network. Orientações correspondentes para redes SPE foram desenvolvidas por organizações de utilizadores como PI para PROFINET ou ODVA para ETHERNET/IP.
Primeiro portefólio completo
“Na nossa opinião, a tecnologia Single Pair Ethernet é um verdadeiro agente de mudança na automação industrial. Por isso, o nosso objetivo era oferecer aos nossos clientes soluções de conexão SPE de uma única fonte o mais rapidamente possível. Isso poupa tempo e também melhora o aconselhamento profissional “, explica Steffen Schneider, Gestor de Produto na LAPP, líder mundial em soluções integradas no campo da tecnologia de cabos e conexão, que começou a desenvolver cabos numa fase inicial. Com a família de produtos ETHERLINE® T1, um portefólio de cabos Single Pair Ethernet está disponível para uso em máquinas e sistemas industriais. O portefólio foi ainda mais ampliado para a feira SPS.
Cabo SPE adequado para calhas articuladas
Outro novo produto é o cabo de dados SPE flexível e blindado ETHERLINE® T1 FLEX com revestimento exterior de PVC. Desenhado como cabo de par único economizador de espaço com aprovação UL. Está também disponível na dimensão (26 AWG). Além disso, existe o cabo de dados SPE extra-flexível ETHERLINE® T1 com revestimento exterior PUR e aprovação UL para a ligação de dispositivos terminais ao nível sensor/atuador em Ethernet Industrial – mesmo em espaços apertados. O seu duplo revestimento e revestimento exterior PUR significam que o cabo – adequado para uso em calhas articuladas – está bem protegido contra interferências externas. O cabo foi testado com sucesso em mais de três milhões de ciclos de flexão. Ambas as variantes permitem total interoperabilidade de dispositivos de campo e sistemas de diferentes fabricantes, ligam-se perfeitamente à rede Ethernet Industrial e são adequadas para a transmissão de sinais analógicos e digitais na faixa de frequência de até 600 MHz e a uma distância de até 40 m. Além disso, os cabos com capacidade Power-over-Data-Line (PoDL) de acordo com o IEEE 802.3bu permitem o fornecimento simultâneo de alimentação e dados a dispositivos terminais SPE com baixos requisitos de energia (até 50 W). Uma dupla blindagem de folha de alumínio laminado e trança de cobre com elevado grau de cobertura (SF/UTP) garante proteção contra interferências eletromagnéticas.
Novidade: Ethernet Advanced Physical Layer para a indústria de processos
O SPE tem potencial em muitas indústrias. Na automação de processos, o SPE ajuda a superar longas distâncias na grande indústria, por exemplo, na indústria química ou siderúrgica. Cabos analógicos ou de bus com taxas de transmissão de dados de apenas 31,25 kbit ainda são usados aqui. Para distâncias até 1000 metros, foram definidas propriedades adicionais para a indústria de processos sob o termo Ethernet APL (Advanced Physical Layer) baseado em 10BASE-T1L de acordo com o IEEE 802.3cg. A Advanced Physical Layer da LAPP (Ethernet-APL) é especificamente projetada para estas aplicações exigentes na indústria de processos, algumas das quais são baseadas em SPE. O Ethernet APL permite a transmissão segura de dados até o nível do campo em ambientes potencialmente explosivos. Isso é garantido pelo tipo de proteção contra ignição “intrinsecamente seguro”. Baseia-se no conceito 2-WISE (2-Wire Intrinsically Safe Ethernet) de acordo com o IEC TS 60079-47, permitindo uma tecnologia de proteção contra explosões com um alto nível de proteção. O Ethernet APL também ultrapassa longas distâncias até 1000 metros. O cabo de dados Ethernet APL blindado ETHERLINE® TL e o cabo de dados Ethernet APL flexível ETHERLNE® TL FLEX para movimento ocasional permitem a transmissão de dados via Ethernet até o nível do campo em ambientes potencialmente explosivos na indústria de processos e são certificados UL/CSA para a região da América do Norte. A estrutura “Fast Connect” com revestimento interno também permite o fácil descarne e montagem do cabo. Ambas as variantes estão entre as primeiras a estar comercialmente disponíveis.
Conetores SPE compatíveis
Uma adição ao portefólio SPE é o conetor SPE compatível EPIC® DATA SPE-6 FA M CS1 com terminação por crimpagem para cabos AWG26. Esta conexão cria uma ligação à prova de vibração, proporciona a máxima proteção de contato com o cabo e é adequada para montagem automatizada. A ficha SPE é adequada para criar uma ligação SPE destacável e é mais rápida, mais fácil e mais económica de instalar do que um conetor Ethernet convencional. O conetor está em conformidade com o padrão DIN EN IEC 63171-6. O seu design compacto permite o uso em espaços apertados. O conetor com capacidade Power over Data Line (PoDL) também pode ser usado para alimentar simultaneamente energia e dados a dispositivos terminais SPE com baixos requisitos de energia (até 50 W).
Para este fim, existe o conetor compacto para placa de circuito SPE EPIC® DATA SPE-6 PCB F para ligar conetores SPE a uma placa de circuito impresso dentro de dispositivos ativos, sendo a face do conetor de acordo com a DIN EN IEC 63171-6. Além do fornecimento de dados, esta tomada permite também o fornecimento de energia de até 50 watts para dispositivos terminais graças ao Power over Data Line.
Por último, mas não menos importante, a LAPP apresentou também os patchcords SPE, com conectores macho em ambas as extremidades que irão estar disponíveis em diversos comprimentos. Os conectores moldados garantem que é mantida a conexão com segurança.