隨著單對以太網(wǎng) (SPE) 在工業(yè)自動化中獲得越來越多的關注，了解該技術可以為需要長距離傳輸數(shù)據(jù)但沒有廣泛速度或帶寬需求的應用帶來的潛在好處非常重要。現(xiàn)在是時候強調(diào)用兩線線路替換四線線路在成本、安裝和性能方面的具體優(yōu)勢，以便SPE可以自信地用于實踐。

什么是單對以太網(wǎng)？

簡單地說，單對以太網(wǎng)是一種電纜配置，它使用一對電線（或導體）以高達10 Mbps（未來可能高達 1 Gb/s）的速度傳輸數(shù)據(jù)。這種單對布線專為工業(yè)用戶而設計，可支持高達52瓦的直流電源，涵蓋距離最遠1000 米的一系列需要電源和數(shù)據(jù)的設備。

單對以太網(wǎng)還為固定在物理位置且可能沒有自己的電源的傳感器提供可靠的電源（相對于無線）。

單對以太網(wǎng)在標準中也稱為“雙絞線”。該術語指的是這樣一個事實，即一對由一對平衡的導體組成，每個導體承載不同的信號。最常見的配置是將兩根電線絞合在一起。

單對以太網(wǎng)旨在滿足工業(yè)制造用戶的特定需求，這些用戶是OT專業(yè)人員，關注連接傳感器、執(zhí)行器和繼電器等低速設備，以及訪問控制和照明應用。

對于他們的用例，OT專業(yè)人士想要一種更簡單、低成本且節(jié)省空間的替代方案，以替代已成為辦公、電信和數(shù)據(jù)中心主導網(wǎng)絡技術的超快4對布線結構。由于技術原因，一根電線并不可靠，因此一對電線是最簡單、最緊湊的配置。

OT專業(yè)人員還需要與其特定用例相輔相成的功能，在這些用例中，數(shù)據(jù)通常會長距離傳輸?shù)焦S車間常見的傳感器、執(zhí)行器和其他類型的連接設備。 

他們還需要可以在現(xiàn)有設施內(nèi)輕松改造的布線。從空間角度來看，單對以太網(wǎng)可輕松取代現(xiàn)有的雙線系統(tǒng)，并與工業(yè)應用中常見的接線端子式連接兼容。

單對以太網(wǎng)最重要的好處很可能是它是一個熟悉的協(xié)議棧，為世界上大多數(shù)人所熟知。單對以太網(wǎng)提供的端到端工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡消除了對在各種現(xiàn)場總線上運行的大量專有協(xié)議的需求。

單對以太網(wǎng)技術的 6 大優(yōu)勢：

1.較低的資本支出

IE（工業(yè)以太網(wǎng)）和SPE連接器與今天的 RJ45 和 M8 D編碼連接器非常相似。盡管在SPE連接器中去除了四分之三的電線，但仍使用了額外的填充材料來保持電纜的圓形形狀。根據(jù)所用電纜的類型，IE和SPE連接器之間的成本節(jié)省范圍為13% 到 44%。購買更多數(shù)量的連接器時，可以節(jié)省更多費用。

然而，就資本支出而言，最顯著的節(jié)省來自單對以太網(wǎng)可能實現(xiàn)的新網(wǎng)絡拓撲。例如，取消網(wǎng)關并依賴單一通信網(wǎng)絡可以為每個網(wǎng)關節(jié)省超過10000 美元。SPE使得將傳感器和執(zhí)行器集成到網(wǎng)絡基礎設施中變得更加經(jīng)濟。

2.重量減輕和占地面積小

單對以太網(wǎng)技術允許使用更緊湊、更輕的電纜，與傳統(tǒng)現(xiàn)場總線電纜相比，重量減輕50%，占地面積減少50%。這節(jié)省了機器人內(nèi)部以及內(nèi)墻和地板的寶貴空間。

以電動汽車生產(chǎn)為例來說明這些節(jié)省。設計工程師正在尋找減輕底盤重量的方法，以抵消電池和電動機等動力系統(tǒng)的重量。例如，一些設計師探索了去除汽車內(nèi)線束中的屏蔽材料以減輕重量的方法。SPE為電動汽車減重提供了一種潛在的解決方案。

單對以太網(wǎng)在電動汽車的改造中也起著至關重要的作用。建議每10年將車輛返回工廠進行必要電子設備的翻新。底盤的結構不會改變，所以車內(nèi)壁的厚度保持不變。SPE電纜可以減少安裝所需的空間量。這種重量優(yōu)勢是端口密度（兩個 SPE 端口 = 1 個 RJ45 端口）之外的優(yōu)勢，它支持舊車輛中的更多設備。

3、安裝快捷、維護方便

SPE允許現(xiàn)場設備、傳感器和執(zhí)行器輕松集成到現(xiàn)有以太網(wǎng)環(huán)境中，無需額外的網(wǎng)關和接口，從而支持更快、更輕松的安裝。這降低了新建工廠車間的材料和人工成本。

4.簡化網(wǎng)絡

單對以太網(wǎng) (SPE) 可以將自動化系統(tǒng)和傳統(tǒng)工業(yè)網(wǎng)絡引入單一以太網(wǎng)網(wǎng)絡技術，同時為設備傳輸電力和數(shù)據(jù)。因為它們基于以太網(wǎng)協(xié)議，所以 SPE 設備的性能通常優(yōu)于現(xiàn)場總線設備。

使用 SPE 將傳感器和控件遷移到以太網(wǎng)可簡化布線和管理，并有可能消除專用網(wǎng)絡設備，從而將IP通信帶到最低級別的自動化。

與現(xiàn)場總線協(xié)議和特殊解碼器及終端的組合相比，使用SPE，故障排除和故障診斷變得更加標準化和易于訪問，即使是最杰出的熟練技術人員也需要這些來解決性能問題。

5.支持IT/OT融合和Sensor to Cloud

未來的工業(yè)環(huán)境需要靈活且適應性強的連接，以適應日益增長的需求。

SPE 是將有助于 IIoT、工業(yè) 4.0、IT/OT 融合以及從現(xiàn)場級傳感器到云端的無縫數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g之一。這些創(chuàng)新共同創(chuàng)造了由單對以太網(wǎng)驅動的智能制造環(huán)境。

6.環(huán)境友好

最后，SPE 需要更少的自然資源（如塑料和金屬）來構建基于以太網(wǎng)的基礎設施和連接資產(chǎn)，從而幫助企業(yè)減少碳足跡并實現(xiàn) ESG 目標。

隨著工業(yè) 4.0 的發(fā)展，以及連接到工廠骨干網(wǎng)的傳感器和執(zhí)行器數(shù)量的持續(xù)增長，單對以太網(wǎng)將成為加速工業(yè)自動化的簡單解決方案。