Automatisierung

Was ist und kann SPE?

Harting, Murr, Igus, Lapp, Softing oder Würth Elektronik – all diese Unternehmen verbindet eine Idee: Die Autobahn für die Daten in der Feldebene zu schaffen. Single Pair Ethernet (SPE) heißt die Technologie und im Unterstützerkreis sitzen noch viel mehr namhafte Firmen. Doch was verändert sich eigentlich mit SPE? Wir beantworten die wichtigsten Fragen.

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Welche Vorteile hat SPE?

Die Technologie besitzt im Unterschied zu klassischem Ethernet/LAN Kabeln nur noch zwei verdrillte Kupferadern. Damit sind Steckverbinder und Kabel deutlich kleiner, leichter, günstiger und ressourcenschonender, versprechen die SPE-Vordenker. Die Idee: kosteneffizient viele Sensoren in der Feldebene über TCP/IP Protokoll ansprechen. Darüber hinaus erhalten Anwender die Möglichkeit, auf OPC UA und TSN Funktionalitäten zuzugreifen. Und: Kosten für Gateways und Übersetzer durch verschiedene Systeme entfallen.

Wo kommt SPE her?

Die Technologie stammt aus der Automobilindustrie. Die Anforderungen der Automotive-Unternehmen war eine Platz- und Gewichtsersparnis bei gleichzeitig hohen Reichweiten und Datenraten. Das Ergebnis war SPE.

Was bedeutet SPE für den Industrieanwender?

Aus Sicht der Industrievertreter ist SPE letztendlich nicht weniger als der notwendige und lange ersehnte physical layer, der den Schritt ins Industrial Internet of Things (IIoT) möglich macht. Ohne eine digitalisierte Feldebene kein IIoT. Ohne eine durchgängige Infrastruktur vom Sensor bis in die Cloud – kein IIoT. Mit SPE soll das nun Realität werden. Für den typischen Automatisierungskunden bedeutet SPE im Zweifel eine großflächige Ablösung bestehender Strukturen in der Sensorikebene.

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Was könnte eine Anwendung sein?

Industrieroboter stellen hohe Ansprüche an Kabel und andere Versorgungsleitungen für Apparate, mit denen der Roboter seine aktuelle Aufgabe erfüllt. Gleich mehrere Achsen setzen sich während eines Arbeitsganges in Bewegung und biegen oder verdrehen Kabel mehrere tausend Mal während eines Arbeitslebens. Aus diesem Grund bieten Kabelhersteller extra für diese Anwendungen optimierte Ethernetkabel an. Die hochflexiblen Kabel besitzen feinere Litzen die deutlich mehr Arbeitszyklen mitmachen. Je dünner ein Kupferleiter ist, desto weniger spielt plastische Verformung eine Rolle und das Material macht nur noch elastische Verformungen mit. Analog zu diesem Prinzip: Je dünner desto flexibler, bieten auch SPE Kabel deutlich höhere Zahlen an möglichen Arbeitszyklen in Robotikanwendungen.  Diese längere Lebensdauer bedeutet erhebliche Kosteneinsparungen, heißt es bei den SPE-Vertretern.

Gibt es eine aktive Normungsarbeit?

Harting ist als Steckverbinder-Spezialist führend in die Normung einer Schnittstelle gegangen, die in der IEC 63171-6 mündete. Ergebnis: Der Harting T1 Industrial. Dieses Steckgesicht ist in allen international wichtigen Normen für Rohkabel, strukturierte Verkabelung und dem IEEE802.3ch Protokollstandard als Standard definiert.

Was sind die nächsten Schritte?

Die nächsten großen Schritte sind hybride Schnittstellen und weiterhin Know-how bei zukünftigen Anwendern aufzubauen. Die Infrastrukturanbieter haben geliefert, mittlerweile sind an die 50 Unternehmen im SPE-Netzwerk organisiert und treiben die Entwicklung voran. Der Technologiewechsel geht nicht von heute auf morgen, aber er wird bei vielen Unternehmen kommen.