Single Pair Ethernet : Die Feldebene darf keine technische Insel bleiben

Die Idee dahinter: Jedes physische Ding bekommt ein virtuelles Abbild. Doch im industriellen Internet der Dinge gibt es bisher einen Systembruch: Während in der Leitebene und der Steuerungsebene der Automatisierungspyramide Ethernet als Kommunikationsstandard schon lange etabliert ist, dominieren unten in der Feldebene diverse Feldbus-Systeme. Manche arbeiten sogar noch analog. Damit die Versprechen von Industrie 4.0 Wirklichkeit werden können, ist eine nahtlose Kommunikation über alle Ebenen hinweg unumgänglich – die Feldebene darf keine technische Insel bleiben. Dazu braucht es dort eine neue Infrastruktur. Sie muss kompatibel zu den Ethernet-Netzwerken in den Ebenen darüber sein, gleichzeitig sollte sie kostengünstig und platzsparend sein, denn in vielen Maschinen geht es eng zu.

Single Pair Ethernet, kurz SPE, bietet Abhilfe. Diese Leitungen haben nur noch ein verdrilltes Aderpaar, anstelle von vier Aderpaaren, wie sie sonst in Ethernet-Leitungen der Standard sind. Damit ist SPE annähernd so schnell wie Multi Pair Ethernet, erlaubt aber viel größere Distanzen, ist kompakter und erfordert weniger Aufwand bei der Installation. SPE sorgt für eine durchgängige verlässliche Vernetzung über die ganze Automatisierungspyramide hinweg. Dank Standardisierung ist dies weltweit möglich. Obendrein bietet SPE auch praktische Vorteile: Leitungslängen bis 1.000 Meter, geringer Platzbedarf und einfache Installation.

LAPP hat das Potenzial von SPE für so unterschiedliche Sektoren wie Smart Factories, Gebäudeautomatisierung, Prozessindustrie oder E-Mobilität erkannt. Mit der Entwicklung industrietauglicher SPE-Leitungen wurde schon vor Jahren begonnen, sodass diese bereits angeboten werden können. Der Spezialist für integrierte elektrische Verbindungssysteme engagiert sich in der Normung, zusammen mit anderen Herstellern von Verbindungstechnologien. Lapp ist Mitglied im SPE Industrial Partner Network. In diesem haben sich zahlreiche Unternehmen aus der elektrischen Verbindungstechnik zusammengetan, um die Technologie voranzutreiben. Für die Industriesteckverbinder, die beim SPE-Einsatz entscheidend sind, wurden mehrere Vorschläge in die Norm IEC 63171 eingebracht. Lapp favorisiert so wie das SPE Industrial Partner Network das Steckgesicht nach IEC 63171-6 und beteiligt sich aktiv an der Verbreitung dieses Standards. Jürgen Burgholzer, bei LAPP für das Thema SPE zuständig, erklärt diese Entscheidung: „Um die Kompatibilität der Komponenten zu gewährleisten und eine breite Marktdurchdringung zu erreichen, braucht es EINEN Standard für normierte und einheitliche Steckverbinder. Wir favorisieren das Steckgesicht nach IEC 63171-6 und beteiligen uns aktiv im SPE Industrial Partner Network, weil wir der Ansicht sind, dass dieser Standard am Markt die größten Erfolgsaussichten hat.“

Bevor sich ein Unternehmen auf SPE stürzt, sollte es einige Punkte beachten beachten: Potenzielle Anwender sollten sich bereits heute mit der neuen Technologie befassen, Anwendungsfelder identifizieren und diese Anforderungen mit Herstellern wie Lapp diskutieren. Es werden Systementscheidungen getroffen; die Hersteller benötigen die Kundenanforderungen zur Systemauslegung.

Anwender sollten jetzt ihr Technologiewissen zu SPE aufbauen. Dazu werden bereits umfangreiches Informationsmaterial wie Webinare oder eLearnings angeboten. Die SPE-Technologie entwickelt sich derzeit sehr schnell – da heißt es am Ball zu bleiben. Think outside the Box: Dinge, die vorher nicht machbar erschienen, sind nun möglich. Es geht bei SPE nicht nur um die Reduzierung auf zwei Adern, sondern es sind ganz neue Netzwerkstrukturen möglich: Trunk-Fähigkeit, Power over Dataline (PoDL) oder höhere Leitungslängen sind nur einige Beispiele. Wer die neuen Möglichkeiten kennt und diese in seine Anwendung überträgt, kann maximal davon profitieren.

Aber Achtung: Nicht jede Installation muss einpaarig ausgeführt werden, nur weil es möglich ist. Man sollte vielmehr das gesamte Ethernet-Netzwerk in der Fertigung im Blick haben. In vielen Fällen ergibt eine 4-paarige Ethernet-Installation weiterhin Sinn, um keine Flaschenhälse einzubauen, nur um etwas Kupfer zu sparen. Anwender sollten daran denken, dass bei einer künftigen Anlagenerweiterung Standard-Ethernet-Geräte noch anschließbar sein müssen.