隨著越來越多的制造商加入SPE聯盟,對其功能和用途的疑問也隨之增加。以下是有關單對以太網的重要信息。
單對以太網
什么是單對以太網(SPE)?為什么我們真正需要它?以太網在工業上已經采用了很長時間。這些問題是人們首次遇到單對以太網主題時經常會提出的問題。
歷史
第一條數據電纜是聚氯乙烯絕緣的單芯電纜,是成對絞合的,以防止可能的故障。
后來確定,低絕緣層(例如聚乙烯)具有改善的電性能,能夠實現更長的使用壽命,并可以減少電纜組裝過程中鐵氧體(有助于無故障數據傳輸的磁體)的使用。這是模擬技術中的慣例,并且為了控制系統的每個功能和每個設備,需要使用單獨的一對。
隨著數字技術的出現,這種情況發生了變化。阻抗,電纜衰減,近端串擾和其他特性被當做了電纜參數,而總線技術已進入自動化,系統和機械工程領域。突然,可以用一對電纜對網絡中的許多設備進行控制,例如PROFIBUS。這得益于數字技術并針對每個單獨的設備。但是,與當今的可能性相比,總線電纜的數據傳輸仍然非常慢,最高速率僅達到20 Mb/s。
以太網是用于網絡的統一數據網絡(LAN技術),最初專用于辦公室通信。直到2000年之后,工業設備,連接器和以太網電纜的發展,才使工業以太網誕生。
2015年,汽車行業開始更加依賴單對以太網。優點是節省空間,高性能和輕便。因此,它是由自動巡航,自動駕駛或車輛中的攝像頭系統需要提高速率所需要的理想選擇。在汽車中,由于100BASE-T1的應用長度小于50英尺(15 m),因此通常使用非屏蔽電纜。
為了使單對以太網適合工業使用并幫助技術變革,Helukabel加入了SPE工業網絡聯盟
單對以太網會取代傳統的工業以太網嗎?
這個問題的簡短答案是“否”。經典的兩對和四對電纜在覆蓋范圍方面具有優勢,無需中繼器即可達到328 ft(100 m)。另一個方面是,在出現故障時,四對電纜仍可保證剩余傳輸速率。使用單對以太網,可以將模擬傳感器系統數字化,并逐漸取代相對較慢的總線技術。此外,與傳統的工業以太網相比,單對以太網還具有其他優勢,尤其是在小型系統中。這些特性包括更好的彎曲半徑,更小的電纜以及單對電纜的傳輸速率高達1 Gbit。此類空間優勢尤其對小型相機或機器人(即與人類協同工作的協作機器人)具有決定性的作用。
一對數據傳輸實際上如何工作?
經典的以太網可與四對Cat配合使用,最高芯片頻率范圍為100 MHz。各個對可互換地發送/接收,最多可傳輸1 Gb/s。對于單對以太網,只有一對可用。為了能夠發送1 Gbit,使用了范圍高達600 MHz的芯片組。某些頻率會接收,而其他頻率會發送,這就是SPE的工作方式。
為什么對工業應用感興趣?
單對以太網可實現直至現場的一致數據傳輸。與之前相比,僅需要一對來傳輸信號(而不是前兩對或四對)。
這樣,單對以太網完全符合工業需求配置文件,并具有以下優點(與傳統工業以太網相比):
?更細的電纜
?降低組裝成本
?更少的空間需求,更輕的重量,必要時可以使用更小的鋪設系統
?在連續運動的情況下,彎曲半徑較小,拖鏈較小
?降低熱量負荷,減少煙霧產生
?更少的材料,例如銅或塑料=>保護資源
此外,盡管有工業以太網,但目前使用的數字總線技術和模擬傳感器技術卻處于最低水平。單對以太網為以前的傳感器技術的數字化奠定了基礎,因此以太網可以一直連接到終端傳感器。
應用領域
單對以太網涵蓋了不同行業的需求。這意味著根據應用場合使用電纜,例如用于固定安裝,靈活使用或用于高動態應用場合(例如在拖鏈或機器人中)。護套材料可以是PVC,FRNC或PUR,具體取決于客戶的需求和應用。也可以使用高溫材料,例如FEP。
單對以太網SPE市場應用。所有圖片均由Helukabel提供
工廠自動化-除了可以用經典傳感器電纜和工業以太網電纜擴展或替換SPE的選項外,CAN總線與SPE 1000Base-T1一起使用時,最高可達130英尺(40 m)的范圍也將有未來的可能性。除了減輕重量外,這還將大大提高數據速度。
流程自動化—借助10BASE-T1L,SPE還實現了流程自動化的飛躍,數十年來,數據速率傳輸一直為31.25 kBit。例如,SPE10BASE-T1L 10 Mbit允許從安全攝像機傳輸視頻,最大傳輸速率為10Mbit。 3,280英尺(1,000 m)傳輸距離,(PROFIBUS PA無法實現)。
數據線供電(PoDL)
多虧了PoDL,單對以太網也使電源可以與數據傳輸并行進行。這兩個分類圖表提供了最大50 W功率傳輸的終端設備的概述。
混合電纜滿足更大的功率要求
如果PoDL類別最大功率不超過50 W,則不能滿足設備的功率要求,那么SPE混合電纜和M8連接器將為您提供更大功率的理想解決方案。在這種情況下,電纜包含一對具有AWG 22-24的以太網對和兩個AWG 18電源線,它們可在130 ft(40 m)的距離上以60 V提供高達400 W的功率。必須屏蔽數據線,也可能需要整體屏蔽。
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