Daten mit Power

Single Pair Ethernet – Power inklusive!

14. März 2022, 5:51 Uhr | Ralf Moebus, Lapp

Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Fortsetzung: Daten mit Power

Im Zuge von Single Pair Ethernet spricht man nicht mehr von PoE sondern von PoDL (Power over Dataline). Mit SPE und PoDL lassen sich Endgeräte wie Sensoren über nur zwei Adern mit Daten und Strom versorgen. Bei herkömmlichem Ethernet mit PoE wären vier oder acht Adern notwendig.

PoDL kann Teilnehmer mit bis zu 50 W versorgen, was für Sensoren und sogar Aktoren mit geringem Leistungsbedarf ausreicht. Die Einspeisung der Stromversorgung kann über einen PoDL-Switch, wo mehre Geräte angeschlossen werden können, oder über einen PoDL-Injektor für eine einzelne Leitung erfolgen. Wegen der großen Menge an Sensoren in Maschinen und Anlagen ist die mögliche Reduzierung des Anschlussaufwands und des Platzbedarfs enorm. Auch der Wartungsaufwand reduziert sich. Beim Tausch defekter Sensoren müssen nur ein Stecker gesteckt bzw. zwei Adern angeschlossen werden. Da PoDL mit den Standard-SPE-Leitungen und -Steckern funktioniert, muss keine spezielle PoDL-Verkabelung installiert werden. Die Steckverbinder nach IEC 63171-6 lassen sich mit oder ohne PoDL verwenden. Bei den Leitungen müssen, um die volle Leistung von 50 W übertragen zu können, die in IEC 61156-11 und -12 standardisierten SPE Leitungen mit einem Querschnitt von AWG 22 verwendet werden. Damit lässt sich dann SPE mit einer Übertragungsrate von 100 Mbit/s oder 1Gbit/s über eine Distanz von 40 m übertragen.

Versorgung per Hybridleitung

Wenn mehr Leistung benötigt wird, zum Beispiel zur Versorgung von Aktoren, werden Leitungen mit höherem Querschnitt benötigt. Dies wird über separate Adern im Kabel und separaten Kontakten im Steckverbinder ermöglicht. Der Querschnitt der Adern ist abhängig vom Strombedarf der Anwendung. Dennoch wurde auch diese Art der Versorgung bei SPE von Beginn an berücksichtigt. So sind in der Norm IEC 63171 bereits zwei Rundsteckverbinder beschrieben, welche eine Anwendung außerhalb des Schaltschranks im IP65- und IP67-Bereich ermöglichen:

Der hybriden M8 Steckverbinder nach IEC 63171-6 ist dafür ausgelegt, SPE gleichzeitig bei einer Spannung von 60 VDC bis zu 8 A Strom über zwei Pins zu übertragen.

Der größere M12 nach IEC 63171-7 wurde neu in die Norm eingebracht und kann sogar 630 V und bis zu 16 A übertragen. Er bietet vier Pins, welche auch den dreiphasigen Anschluss erlauben.

Durch die frühzeitige Normung der hybriden Steckverbinder ist bei SPE der Anschluss der Spannungsversorgung standardisiert – sprich dem „Wildwuchs“ wird von Anfang an entgegengewirkt. Die beiden Steckverbinder reichen zur Versorgung von kleinen bis mittelgroßen Antrieben aus. Insbesondere dezentrale Antriebssysteme, bei denen das Regler-System direkt auf dem Motor im Feld sitzt, könnten von einem hybriden SPE-Anschluss profitieren. Diese sind zwar heute bereits oft mit einer Industrial-Ethernet-Anbindung versehen, jedoch kann diese durch den SPE-Hybrid-Anschluss vereinfacht, miniaturisiert und standardisiert werden. Die Versorgung dezentraler E/A-Systeme im Feld ist eine weitere Anwendungsmöglichkeit für den hybriden SPE-Anschluss. Je nach Baugröße sind diese mit M8- oder M12- Steckverbindern zum Anschluss der Sensoren und Aktoren ausgestattet. Die Reduzierung auf nur einen Steckverbinder reduziert den Platzbedarf und beschleunigt den Gerätetausch.

Neben den Steckverbindern ist die Verfügbarkeit von passenden Leitungen für die jeweiligen Strombedarfe relevant. Je nach Anschlussleistung werden Leitungen mit passenden Querschnitten benötigt. Im Falle der genannten Rundsteckverbinder ergibt sich der Leiterquerschnitt durch die Stecker. Für höhere Leistungen kann es weitere Leitungsdesigns geben.

 

Hinweis der Markt&Technik/LANLine

Single Pair Ethernet Forum - jetzt Vorträge einreichen!

Mit Single Pair Ethernet wird der Grundstein gelegt für die digitale Infrastruktur von morgen. Die entsprechenden Komponenten für die industrielle Automatisierung und die Gebäudeautomation stehen zum Einsatz bereit; jetzt beginnt die spannende Phase der Implementierung. Was müssen Entscheider wissen? Wie wird aus Theorie nun Praxis? Genau diese Fragen wird das „Single Pair Ethernet Forum “ am 12. Oktober 2022 in München beantworten. Das gemeinsame Event von LANline und Markt&Technik ist so angelegt, dass anwendungsübergreifend sowie praxisnah über die neue Technologie umfassend informiert wird.

Wer das Programm noch aktiv mitgestalten möchte, hat bis zum 29. April die Möglichkeit, Vortragsvorschläge einzureichen. Mehr zum „Single Pair Ethernet Forum“ sowie zum „Call for Papers“ finden Sie auf unserer Webseite: https://events.weka-fachmedien.de/forum-single-pair-ethernet.

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