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NOVEMBRE 2024 FIELDBUS & NETWORKS 44 Fieldbus & Networks Originariamente sviluppato per l’elettronica auto- motive, SPE soddisfa i requisiti di molti fornitori di automazione: una singola coppia di fili consente di integrare un gran numero di strumenti, controller e altri dispositivi nelle reti Ethernet con velocità di trasmissione dati pari ai Gigabit (si veda fig.3). Un altro vantaggio è costituito dal fatto che, grazie alla compatibilità PoDL (Power over Data Line) secondo Ieee P802.3bu, la stessa coppia di fili è in grado di fornire non solo dati ma anche energia elettrica ai dispositivi sul campo. Oltre ad attuatori e sensori, nell’intervallo di potenza della precedente alimentazione PoE è possibile collegare e alimentare tramite PoDL, per esem- pio, strumenti basati su telecamere. Prodotti per Single-Pair Ethernet Nel comparto SPE, Harting sta acquistando una posizione di rilievo con il suo connettore T1, che include il bloccaggio e la schermatura EMI a 360° (si veda fig.4). Il connettore T1 con capacità PoDL è disponibile in versioni circolari, tra cui M8 e M12. Per quanto riguarda i gradi di pro- tezione, la gamma di prodotti va da IP20 a IP67 e, secondo il produttore, le rispettive controparti di interfaccia sono progettate per soddisfare le classi di protezione e garantire l’interoperabilità. Phoenix Contact offre anch’essa un portafoglio SPE completo per il cablaggio sul campo da e verso quadri elettrici, sensori, interruttori e gate- way. I prodotti di questo fornitore comprendono, per esempio, connettori per schede o cavi as- semblati da utilizzare in ambienti industriali da IP20 a IP67. Il fornitore di strumenti open source SparkFun Electronics offre una scheda funzionale SPE per supportare gli sviluppatori nella progetta- zione di applicazioni con Single-Pair Ethernet (si veda fig.5). La scheda, chiamata MicroMod COM-19038, comprende un transceiver Ether- net ADIN1110 di Analog Devices, componenti passivi di Würth Elektronik e un connettore T1 di Harting. Un’interfaccia MAC (Media Access Control) integrata consente la comunicazione seriale con un controller host a 10 Mbps in mo- dalità full-duplex. La scheda supporta i nodi di rete tramite un cavo di 1.700 m, ma non è pro- gettata per fornire alimentazione ai nodi tramite questo cavo. Kirk Benell, CTO di SparkFun, presenta la scheda di sviluppo in un video dimostrativo. Rete end-to-end nella tecnologia di processo I vantaggi tecnici di Single-Pair Ethernet, per esempio per quanto riguarda il monitoraggio delle condizioni e la manutenzione predittiva, sono enormi anche per l’automazione dei pro- cessi. Tuttavia, in questo caso si applica un profilo di requisiti esteso per la connettività Ethernet. Oltre alla comunicazione in tempo reale, robusta e a banda larga, necessaria anche in officina, gli impianti di processo ad ampio rag- gio richiedono il trasferimento di dati su lunghe distanze. Inoltre, i componenti di automazione devono essere a sicurezza intrinseca, adatti all’utilizzo in ambienti potenzialmente esplosivi. È qui che entra in scena il cosiddetto Ethernet Advanced Physical Layer (Ethernet APL), che definisce uno strato fisico di trasmissione per la comunicazione Ethernet a 10 Mbps e per l’ali- mentazione tramite un doppino, come nel caso di SPE, su distanze fino a 1.000 m. Come SPE, Ethernet APL è perfetto per la strumentazione da campo universale e multiuso. Un’automazione sostenibile Industrial Ethernet, e in particolare il Single-Pair Ethernet, supportano il collegamento in rete a banda larga delle apparecchiature di produ- zione. Assicurano una comunicazione continua dal campo al cloud e permettono di accedere in tempo reale ai dati dei dispositivi, supportando gli operatori nell’ottimizzazione degli impianti e dei processi. I vantaggi che portano sono chia- ramente evidenti: riduzione dei costi operativi, maggiore disponibilità e uso ottimizzato di energia e risorse. Le tecnologie di connessione avanzate, come le interfacce IX Industrial e i con- nettori SPE con funzionalità PoDL, garantiscono una trasmissione affidabile dei dati e dell’a- limentazione tra tutti i nodi della rete, il che li rende componenti chiave dell’Industria 4.0 e una colonna portante dei concetti di automazione sostenibile. Digikey - www.digikey.it Fig.3 - Single-Pair Ethernet consente di integrare il livello di campo nella comunicazione Ethernet a banda larga in modo efficiente dal punto di vista delle risorse e dei costi Fig.4 - Schermato e con funzionalità di bloccaggio, il connettore T1 compatibile con PoDL è disponibile per gradi di protezione da IP20 a IP67 Fig.5 - Dimostratore di un sensore ambientale dotato di display Fonte: foto SPE Industrial Partner Network Fonte: foto Harting Fonte: foto SparkFun Electronics