Industriell tillverkning har under det senaste decenniet sett betydande förändringar med introduktionen av Industry 4.0 och IIoT. Tillverkande företag blir mer beroende av automation i sin digitala transformation, och ett framsteg på senare tid är introduktionen av enkelpar Ethernet, Single Pair Ethernet (SPE). I den här artikeln kommer vi att ta en titt på Bourns Single-Pair-Ethernet-lösningar för den industriella automationsbranschen.
Vad är Single Pair Ethernet?
Single Pair Ethernet (SPE) är en ny kommunikationsmetod baserad på redan existerande Ethernet-teknik. Som namnet antyder består den av ett enda par koppartrådar istället för den traditionella 4-par tvinnade kabeln eller flera par, multi-pair Ethernet (MPE). SPE stöder även “power over data lines” (PoDL) upp till 50W, bäst lämpad för IIoT och Industry 4.0.
Tekniken är avsedd att förenkla enhet-till-enhet-kommunikationsprocessen samtidigt som den förbättrar prestandan jämfört med typiska Ethernet-protokoll, och sänker kostnaderna. Tekniken drevs primärt av fordonssektorn. Om du läser vår artikel om sensorteknik i fordonsindustrin, kommer du att se hur många sensorer som behövs för att helt automatisera moderna fordon och göra dem säkrare. Dessa sensorer kräver en betydande mängd kabelinfrastruktur, och tidigare lösningar har inneburit många problem.
Bourns Single Pair Ethernet-lösningar
Figur 1 visar blockschemat över Single Pair Ethernet-kretsar mellan två kompatibla enheter. Det finns några kritiska komponenter i detta diagram som är väsentliga för driften av SPE. Dessa är:
- Diskret chip-LAN-transformator
- EMI-drossel på chip-sidan
- EMI-drossel på nät-sidan
- Transientdiodarray (TVS) överspänningsskydd
Diskret chip-LAN-transformator – Denna lilla transformator med mittuttag är lindad på en trumkärna och täckt med en ferritplatta för att efterlikna den relativa magnetiska banan för en toroidkärna Mittuttaget möjliggör fasundertryckning även utan ett extra fasfilfilter. Denna diskreta skärmade transformator underlättar vid EMI-felsökning. Bourns helautomatiserade produktionsprocess bidrar till högre komponentlikformighet och främjar jämn kvalitet och förbättrad tillförlitlighet. Denna automatiserade produktionsprocess kan uppnå kostnadseffektiv produktion av stora volymer med kortare ledtid.
EMI-drossel, chipsida - Chip-EMI-filter är en liten chipdrossel med ferritkärna och tvålinjelindning. Nästan helt utan distorsion på höghastighetssignalen. Mycket effektiv brusdämpning, hög störundertryckande impedans vid brusband och låg differentiell impedans vid signalband, låg differentiell impedans med hög kopplingsfaktor
EMI-drossel, nätsida – På en EMI-drossel håller kärnmaterialet lindningarna sammankopplade. Däremot har enkeldrosseln eller enkellindningsinduktorer bara en lindning på kärnan. Ett diagram som visar skillnaden i fasimpedans. En EMI-drossel har undertryckande impedans för att dämpa oönskat fasbrus. Det skulle vara fördelaktigt för en kommunikations- eller signalapplikation att ha bristfällig differentialbrusdämpning på EMI-drosseln.
Dubbla differentiella drosslar – Differentiella drosslar används för att filtrera elektriska brussignaler som uppstår på var och en av två linjer (hög och låg linje) i en sluten slinga, med ström som flyter i motsatta riktningar, motfas (differential mode). Ibland används en differentiell drossel, en på varje hög linje och en annan på den låga linjen. Se EMI-drosslar från Bourns.
TVS diodarray – Dessa diodarrayer skyddar i huvudsak kretsen från plötslig elektrostatisk urladdning (ESD). Detta är viktigt för alla elektriska system som är känsliga för denna typ av störningar, särskilt i kommunikationssystem som SPE. Se Bourns ESD-diod.
Bourns ledande inom kvalitet
Bourns är en av många ledande komponenttillverkare för Single-Pair-Ethernet i industriella applikationer som bilindustrin. Deras komponenter överensstämmer med IEEE802.3 Ethernet-standarderna och IEC 63171, vilket säkerställer högsta kvalitet och tålighet hos Single Pair Ethernet-protokollen. Att använda ett enda nätverksprotokoll förenklar avsevärt nätverksinfrastrukturens komplexitet och minskar samtidigt de totala kostnaderna.
