Cihazdan Sahaya Veri İletişimi

Single Pair Ethernet (SPE), Endüstriyel Nesnelerin İnterneti (IIoT) için ağ altyapısı söz konusu olduğunda yeni bir teknoloji kavramı olarak ortaya çıkıyor. Kullanıcılar SPE’den her uygulamada tutarlı bir iletişim mimarisi oluşturma imkanı elde etmeyi bekliyor. Bu konu, Ethernet bağlantısının sensör seviyesine kadar genişletilmesi konseptine dayanıyor. Örnek olarak, veri yoluna sahip olmayan fakat kullanıcıların uzun mesafelerde kompakt bir veri aktarımına ihtiyaç duyduğu alanları vermek mümkün.

A- A+

13.05.2020 tarihli yazı 8620 kez okunmuştur.

Endüstriyel uygulamalarda kullanılan Endüstriyel Ethernet ağı, gerçek zamanlı veri aktarımı sayesinde önemli faydalar sunuyor, ancak bu teknoloji basit sensör uygulamaları için oldukça karmaşık kalıyor. Sensör seviyesinde bus topolojilerinin kullanmaya devam edildiğini söyleyen Weidmüller SAI & IE Ürün Yönetimi Başkanı Simon Seereiner, “Şimdi ise sensörden buluta kadar ulaşan homojen bir iletişim protokolüne sahip IP tabanlı iletişim altyapısı kurmak istiyoruz” dedi.

Veri Aktarım Hızlarını Ayarlamak

Single Pair Ethernet (SPE) ile veri aktarım hızlarını ayarlamak mümkün. Çok yüksek veri aktarım hızları gerektirmeyen ve uzun mesafelere ulaşabilen SPE, aynı zamanda daha kompakt bir tasarıma sahip. Kablolu Ethernet bağlantılarının aksine bu bağlantı teknolojisi iki veya dört kablo çifti yerine sadece bir kablo çifti gerektiriyor. Bu özellik, yer ve ağırlık tasarruflarının son derece önemli olduğu otomotiv sektöründeki bir geliştirmeye dayanıyor. Bu sektörde sürüş kabiliyetlerinin gittikçe daha çok otonom hale gelmesinden dolayı gerekli olan yüksek performansın sadece birkaç kabloyla karşılandığı bir altyapıya ihtiyaç duyuluyor. Simon Seeriner, bu yüzden otomotiv şirketlerinin 2012 yılında IEEE standartları organizasyonu ile işbirliği içinde Single Pair Ethernet için bir protokol geliştirme çalışmalarını başlattığını ifade etti.

Dijital dönüşüm bu ihtiyaçların endüstriyel sektörlerde de artık önem kazanmaya başladığı anlamına geliyor. Makine ve sistemlere bağlanan sensörlerin sayısı artış gösterirken, kablolama ihtiyaçlarının da endüstriyel kullanıma özel olarak geliştirilmesi ve kompakt hale gelmesi gerekiyor. Single Pair Ethernet, IoT uygulamalarının endüstriyel sektörlerde uygulanmasını mümkün kılan kilit bir teknoloji. 1000 m aktarım mesafesiyle 10 Mbit/s’den, 40 m aktarım mesafesiyle 1 Gbit/s’ye kadar aktarım hızları, kompleks sensör sistemleri için bile yeterli oluyor. İzleme veya bir komponentin tipi ve yerinin tespit edilmesi için tarayıcılar ve kameralar da Ethernet üzerinden ağa kesintisiz olarak entegre edilebiliyor.

Veri ve Güç Kaynağı Bir Arada

Power over Data Line (PoDL) teknolojisi, Single Pair Ethernet’in sistem komponentlerine güç sağlayabileceği anlamına geliyor. 100 Mbit/s veri aktarımıyla eş zamanlı olarak 60 W’a kadar güç bir arayüze aktarılabiliyor. Bu sayede yalnızca bir kablo çifti kullanılarak güç ve verilerin bir sensöre sağlanmasının mümkün olduğunu belirten Seereiner, “Üstelik tüm bunlar küçük ve kompakt bir tasarımla yapılıyor. Ek güç kaynağı kablosuna duyulan ihtiyacın ortadan kaldırılması özellikle yer sıkıntısına sahip sistemler için de fayda sağlıyor” diye konuştu.

►İlginizi Çekebilir: OMNIMATE Power Bus Bağlantı Sistemi | Weidmüller

Veri aktarımıyla eş zamanlı güç kaynağı ilgili standartlarca belirlenmiş durumda. IEEE, bu amaçla farklı güç sınıfları tanımlıyor. 1-9 arası sınıflar halihazırda Power over Ethernet (PoE) için tanımlanmış olduğundan PoDL için güç sınıfları 10’dan başlıyor. Weidmüller ürün portföyü halihazırda Single Pair Ethernet teknolojisi için IP20 sınıfı ve IP67 sınıfı olmak üzere iki çeşit fiş konnektöre sahip. Her iki model, Single Pair Ethernet için fiş konnektörleri tanımlayan IEC 63171 standartlarına uygun bir yapıya sahip. RJ45 konnektöründe kullanılan benzer dayanıklı bir kilitleme mekanizması, en az 50 N demontaj dayanım kuvveti ve 2,25 kV DC endüstriyel dielektrik dayanımı sayesinde yeni SPE fiş konnektörler endüstriyel kullanım için mükemmel özelliklere sahip. Yüksek yoğunluk IP20 ortamında RJ45 konnektörlere göre yüzde 50’ye varan oranda yer tasarrufu anlamına geliyor. Ayrıca SPE fiş konnektörleri sahada hızlı ve kolaylıkla bağlanırken, AWG 26-AWG 22 aralığında kablolama için de uygun.

Weidmüller, endüstriyel sektördeki yolculuğunun henüz başında olan bu teknolojinin geliştirilmesi için öncülük rolünü üstleniyor. Öncülük ruhunu DNA’sına işleyen Weidmüller ve buluşları, elektrik ve cihaz bağlantıları sektörünün geleceğinin şekillendirilmesine büyük katkı sağlıyor. İşte bu yüzden şirket, Endüstri 4.0 ve dijital dönüşüme erken bir aşamada dahil oluyor. Dijital dönüşüm, sistemdeki tüm komponentler ve cihazlar arasında sürekli veri alışverişi sağlayan Endüstriyel Nesnelerin İnternetine dayanıyor. Bu yüzden Weidmüller de bu alandaki gelişmeleri ve gittiği yönü yakından takip ediyor ve endüstriyel sistemlerin dijital dönüşümün şekillendirilmesinde nasıl kullanılacağını öngörüyor.

Deneyim ve Uzmanlık Havuzu

Single Pair Ethernet’in endüstriyel uygulamalarda kullanım alanlarını genişletmek ve süreci hızlandırmak için fiş konnektör teknolojisi, bağlantı sistemleri ve otomasyon teknolojisi alanlarının yanı sıra kablo endüstrisinden çok sayıda uzman bir araya gelerek uluslararası standartları hazırladı. Weidmüller’in bu teknoloji ortaklığına en başından itibaren katılım sağladığını söyleyen Seereiner, şu açıklamalarda bulundu; “Single Pair Ethernet için mümkün olabildiğince geniş bir temel oluşturmak istedik. İşte bu yüzden ağımız; sensör, kablo, fiş konnektör, ölçüm aletleri, çip ve son tüketici cihazları üreticilerinden oluşuyor ve tamamı birlikte çalışarak yetkinliklerini bir araya getiriyor. Bu da tüm ilgili şirketlerin bilgi alışverişinde bulunduğu bir platformun kurulmasını sağlıyor. Bu teknoloji ortaklığının amacı cihazlar, fiş konnektörler, kablolar ve ölçüm teknolojisi için koordineli bir altyapıyı garanti etmek.”

Bu homojen ve uyumlu altyapı uluslararası standartlara dayanıyor ve böylesine önemli bir teknoloji için IEEE gibi son derece geniş bir yelpazeden kuruluşlara ihtiyaç duyuluyor. IEEE 802.3 cg projesi için fiş konnektörler ve elektrik özellikleri IEEE ortamında ilk defa tanımlanıyor. Bu standartlarda belirtilen elektrik özelliklerini karşılamaları halinde her türlü fiş konnektör de kullanılabiliyor. Single Pair Ethernet için konnektörler standartların IEC 63171-X serisinde tanımlanıyor. Eş yüzlerin tasarımları ve konnektörlerin mekanik özellikleri standartların alt serilerinde açıklanıyor. Weidmüller SPE fişli konnektörleri, IP20 ortamı için IEC 63171-2 modelleri ve IP67 ortamı için 63171-5 modellerinin örnekleri arasında yer alıyor.

Single Pair Ethernet için iki tip konnektör çözümünün tanıtılacağını söyleyen Seereiner, “IP20 ve IP67 için iki eş arayüz birbirleriyle uyumlu. Bu özellikle de IP20 (veya IP67) ölçüm konnektörü kullanarak cihazları IP67 (veya IP20) arayüzlerine kolaylıkla bağlayabilecekleri saha ölçüm teknolojisinde fayda sağlıyor. Tek kutuplu konnektörlere ek olarak 4 kutuplu bir model için çalışmalara devam ediliyor. Bu sayede dört SPE sistemi tek bir arayüzle kompakt bir tasarımda bağlanabilecek. Geleneksel RJ45 muhafazasından daha küçük bir muhafaza. Weidmüller ayrıca SPE teknolojisi için altyapı oluşturmak adına ek çözümler üzerine çalışmalarını sürdürüyor” diyerek sözlerini tamamladı.