【儀表網(wǎng) 行業(yè)科普】 對(duì)于希望擁抱工業(yè)4.0的制造企業(yè)來(lái)說(shuō)，單對(duì)以太網(wǎng)技術(shù)是一項(xiàng)重要的技術(shù)進(jìn)步。
 

　　在工業(yè)自動(dòng)化中，單對(duì)以太網(wǎng)(SPE)技術(shù)變得越來(lái)越重要，因?yàn)樗軌蛲ㄟ^(guò)單對(duì)銅線提供高效可靠的數(shù)據(jù)傳輸。它擴(kuò)展了傳統(tǒng)以太網(wǎng)的功能，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離通信和遠(yuǎn)程供電，降低了復(fù)雜性，并有可能隨著技術(shù)規(guī)模的擴(kuò)大而降低成本，為尋求數(shù)字化運(yùn)營(yíng)的制造企業(yè)提供了一個(gè)很好的解決方案。
 

　　作為以太網(wǎng)的輕量級(jí)版本，SPE使用一對(duì)雙絞線來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，而不是標(biāo)準(zhǔn)銅基以太網(wǎng)通常所需的兩對(duì)或四對(duì)絞線。這具有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，包括更靈活的電纜、更小的連接器，以及更容易在狹小或具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境中安裝。此外，更小的PCB面積使設(shè)備更緊湊，使其能夠適應(yīng)更小的空間或在控制柜中需要更少的空間。
 

　　高速網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫集成
 

　　在IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)中，為SPE增加了新的規(guī)范，能夠以10 Mb/sec至1 Gb/sec的速度傳輸數(shù)據(jù)，根據(jù)帶寬要求的不同，傳輸距離可達(dá)1000米。未來(lái)的100 Mbit/sec(傳輸距離 500 米)規(guī)格尤其適用于工業(yè)環(huán)境。
 

　　該技術(shù)特別適用于涉及到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的應(yīng)用，如傳感器和執(zhí)行器，傳統(tǒng)上這些設(shè)備通過(guò)I/O模塊或網(wǎng)關(guān)連接到以太網(wǎng)。利用基于IP的通信來(lái)連接這些設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化方式，SPE實(shí)現(xiàn)了從傳感器級(jí)到基于云的系統(tǒng)的無(wú)縫集成，從而使最終用戶能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)收集和分析。SPE還使設(shè)計(jì)和配置設(shè)備更容易，并使設(shè)備能夠通過(guò)基于事件的通信，直接將故障傳遞給監(jiān)控或IT系統(tǒng)，從而改進(jìn)故障檢測(cè)和解決方案。
 

　　應(yīng)對(duì)集成挑戰(zhàn)
 

　　雖然SPE具有很多優(yōu)勢(shì)，但將其集成到現(xiàn)有的工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施中，仍然可能會(huì)帶來(lái)諸多挑戰(zhàn)，特別是具有傳統(tǒng)系統(tǒng)的設(shè)施。
 

　　對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行SPE集成改造，需要對(duì)成本與收益進(jìn)行徹底評(píng)估。如果沒(méi)有明顯和實(shí)質(zhì)性的長(zhǎng)期利益，企業(yè)不太可能升級(jí)功能系統(tǒng)。要使SPE有效，就必須按照最新的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，滿足運(yùn)行效率、可擴(kuò)展性和未來(lái)就緒性方面的具體要求。
 

　　盡管所需的規(guī)劃取決于具體的應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)人員需要考慮現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的電源要求。雖然功率等級(jí)、范圍和電纜直徑的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)線功率(PoDL)配置通常就足夠了，但在突破技術(shù)限制時(shí)，例如在長(zhǎng)距離傳輸功率時(shí)，需要更詳細(xì)的規(guī)劃。
 

　　由于以太網(wǎng)本身只處理基本的數(shù)據(jù)傳輸，將SPE集成到具有不同通信協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)中可能具有挑戰(zhàn)性。更高級(jí)別的協(xié)議，如PROFINET和EtherNet/IP，具有特定的應(yīng)用層設(shè)施，這可能會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的兼容性問(wèn)題。OPC UA FX等標(biāo)準(zhǔn)化工作旨在統(tǒng)一這些系統(tǒng)，使其更容易集成。
 

　　盡管存在這些挑戰(zhàn)，但SPE對(duì)最終用戶的好處是顯而易見(jiàn)的。通過(guò)消除網(wǎng)關(guān)，它可以創(chuàng)建更精簡(jiǎn)、更高效的網(wǎng)絡(luò)，從而降低安裝和維護(hù)成本，因?yàn)樗褂玫募夹g(shù)和組件更單一。維護(hù)團(tuán)隊(duì)可以更專注于以太網(wǎng)系統(tǒng)，無(wú)需管理眾多的傳統(tǒng)技術(shù)。
 

　　SPE 能夠在網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)層面支持無(wú)縫、無(wú)處不在的以太網(wǎng)通信，而無(wú)需專門的網(wǎng)關(guān)或協(xié)議，這使其成為所有行業(yè)擁抱工業(yè) 4.0 和數(shù)字化轉(zhuǎn)型的理想選擇。