【仪表网 行业科普】 对于希望拥抱工业4.0的制造企业来说，单对以太网技术是一项重要的技术进步。
在工业自动化中，单对以太网(SPE)技术变得越来越重要，因为它能够通过单对铜线提供高效可靠的数据传输。它扩展了传统以太网的功能，实现了远距离通信和远程供电，降低了复杂性，并有可能随着技术规模的扩大而降低成本，为寻求数字化运营的制造企业提供了一个很好的解决方案。
作为以太网的轻量级版本，SPE使用一对双绞线来传输数据，而不是标准铜基以太网通常所需的两对或四对绞线。这具有几个优点，包括更灵活的电缆、更小的连接器，以及更容易在狭小或具有挑战性的环境中安装。此外，更小的PCB面积使设备更紧凑，使其能够适应更小的空间或在控制柜中需要更少的空间。
高速网络的无缝集成
在IEEE 802.3标准中，为SPE增加了新的规范，能够以10 Mb/sec至1 Gb/sec的速度传输数据，根据带宽要求的不同，传输距离可达1000米。未来的100 Mbit/sec(传输距离 500 米)规格尤其适用于工业环境。
该技术特别适用于涉及到现场设备的应用，如传感器和执行器，传统上这些设备通过I/O模块或网关连接到以太网。利用基于IP的通信来连接这些设备的标准化方式，SPE实现了从传感器级到基于云的系统的无缝集成，从而使最终用户能够实现实时数据收集和分析。SPE还使设计和配置设备更容易，并使设备能够通过基于事件的通信，直接将故障传递给监控或IT系统，从而改进故障检测和解决方案。
应对集成挑战
虽然SPE具有很多优势，但将其集成到现有的工业基础设施中，仍然可能会带来诸多挑战，特别是具有传统系统的设施。
对现有网络进行SPE集成改造，需要对成本与收益进行彻底评估。如果没有明显和实质性的长期利益，企业不太可能升级功能系统。要使SPE有效，就必须按照最新的行业标准，满足运行效率、可扩展性和未来就绪性方面的具体要求。
尽管所需的规划取决于具体的应用，网络设计人员需要考虑现场设备的电源要求。虽然功率等级、范围和电缆直径的标准数据线功率(PoDL)配置通常就足够了，但在突破技术限制时，例如在长距离传输功率时，需要更详细的规划。
由于以太网本身只处理基本的数据传输，将SPE集成到具有不同通信协议的网络中可能具有挑战性。更高级别的协议，如PROFINET和EtherNet/IP，具有特定的应用层设施，这可能会导致现场设备的兼容性问题。OPC UA FX等标准化工作旨在统一这些系统，使其更容易集成。
尽管存在这些挑战，但SPE对最终用户的好处是显而易见的。通过消除网关，它可以创建更精简、更高效的网络，从而降低安装和维护成本，因为所使用的技术和组件更单一。维护团队可以更专注于以太网系统，无需管理众多的传统技术。
SPE 能够在网络的各个层面支持无缝、无处不在的以太网通信，而无需专门的网关或协议，这使其成为所有行业拥抱工业 4.0 和数字化转型的理想选择。
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