La información crea valor añadido
Single Pair Ethernet (SPE) tiene lo necesario para que las conexiones sean más sostenibles e inteligentes en los últimos metros. Al fabricante de sensores JUMO no le faltan motivos para confiar en SPE como medio de comunicación innovador para su tecnología de medición. La tecnología de conexión que necesita para ello procede de Phoenix Contact y es el resultado de una estrecha colaboración dentro del proyecto.
«Con Single Pair Ethernet, podemos utilizar mejor nuestros sensores inteligentes», afirma Manfred Walter, jefe de producto de JUMO. «El poder transferir más datos de sensores con SPE me ofrece un verdadero valor añadido». Disponer de más datos es la base para extraer de ellos información rentable. Esto no se puede lograr si un sensor de 4 a 20 mA solo transmite un simple valor de corriente, p. ej., a modo de equivalente de una temperatura.
Ethernet sin interrupciones en los medios
El jefe de producto está realmente entusiasmado con el hecho de que la conexión SPE permita por fin distribuir de manera impecable la información de los sensores de un sistema. Manfred Walter se enfrenta aquí a la dificultad de superar los escalones de la pirámide de automatización. «En JUMO, consideramos que la universalidad en todos los niveles es un punto clave importante». Además, se pueden ahorrar cables, ya que los datos y la energía —Power over Data Line (PoDL)— se enrutan a través de los dos hilos. En general, SPE ofrece la posibilidad de comunicación de extremo a extremo, desde el nivel ERP hasta los sensores y actuadores a nivel de campo. «Además, todo esto funciona también sin interrupciones en los medios», subraya Walter, ya que el sensor se comunica de forma universal en todos los niveles siguiendo protocolos Ethernet.
SPE para evitar las interrupciones en los medios en la comunicación industrial: ¿hará esta ventaja que repensemos la elección de la tecnología de conexión para los sensores? Según la experiencia de Manfred Walter, las expectativas de los clientes de ingeniería mecánica y de instalaciones siguen estando notablemente orientadas al precio. A la hora de diseñar las instalaciones, los presupuestos para las cadenas de medición son muy limitados. «La pregunta es cuánto puede costar una cadena de medición y cuál es el precio adicional de la conexión SPE». Los argumentos clave a favor de la arquitectura Ethernet integrada son difíciles de explicar, sobre todo en los procedimientos de licitación normalizados. Por tanto, la mejor forma de argumentar las ventajas de la OEE como parámetro importante en la toma de decisiones de inversión es el contacto directo.
Monitorización segura
La tecnología de transmisión con SPE constituye un paso importante en el camino hacia las redes convergentes. Mientras que la Time Sensitive Network (TSN), p. ej., está diseñada principalmente para tareas en las que el tiempo es un factor crítico, en las disciplinas de la seguridad funcional o el control del movimiento, la 5G se utiliza para aplicaciones que requieren radiotelefonía móvil. Lo mismo cabe decir de las redes WLAN 6 y 7 en el ámbito de la tecnología de transmisión inalámbrica sin licencia.
El Single Pair Ethernet, por su parte, es ideal para la comunicación en los últimos metros. El denominador común de todas las tecnologías es la red Ethernet convergente – el mundo estandarizado de la comunicación industrial. Si los protagonistas de la automatización, la electrotecnia y la fabricación de instalaciones y maquinaria consiguen ponerse de acuerdo a medio plazo, por fin se dejará atrás el conflicto de los buses de campo con sus desarrollos específicos para cada industria.
1000 m con 10 MBit/s
Las oportunidades son favorables. Todo ello está respaldado por el rendimiento general de transmisión que ofrece la comunicación estándar en el mercado de consumo. SPE alcanza, p. ej., como medio para el nivel de la máquina limitado espacialmente una tasa de transmisión de 10 MBit/s en una longitud de cable de hasta 1000 m. En comparación, I/O-Link ofrece, p. ej., solo 230,4 kBit/s con una longitud máxima de cable de 20 m. Aunque I/O-Link sin duda simplifica considerablemente la conexión de sensores, Manfred Walter cree que la transmisión de datos ya no será suficiente para las futuras tareas dentro de los sectores acoplados.
Hablando del futuro: Phoenix Contact y JUMO ven por unanimidad una clara orientación hacia las redes Ethernet convergentes, especialmente entre la generación más joven de especialistas. «Dada su formación e historia, por decirlo de forma provocativa, los nativos digitales entienden menos por qué operamos tantos sistemas diferentes en la automatización industrial», afirma Martin Müller. El objetivo debe ser plantearse más preguntas sobre lo que puede hacer un sensor y lo que es capaz de hacer más allá de su propio rango de medición para que la instalación funcione con eficacia y ahorre recursos. «Aquí vemos un enorme futuro», subraya también Manfred Walter.
Solución enchufable higiénicamente limpia en IP67
Instalar, conectar y listo: con la conectividad SPE, instalar un sensor JUMO resulta sumamente sencillo y, gracias a la capa Ethernet, funciona sin puertas de enlace ni programación de interfaces que requieran mucho tiempo. Con el objetivo de alcanzar la distancia de transmisión de Single Pair Ethernet de 1000 m en aplicaciones prácticas sin limitar la atenuación, el conector desarrollado por Phoenix Contact se ha diseñado en el tamaño M12.
«En la versión M8, no habríamos tenido espacio suficiente para conectar un cable de datos de dos hilos en 18 AWG, que se utiliza para distancias de 1000 m», explica Manfred Walter. El diseño de la propia conexión se ha recortado para ofrecer la máxima robustez e higiene. Los sensores de caudal y presión de las series «flowTRANS MAG H20» y «DELOS S02» de JUMO se utilizan ampliamente en las industrias farmacéutica y alimentaria. Solo se puede alcanzar un alto nivel de seguridad de servicio en largas distancias si las conexiones también demuestran resistencia durante los exigentes procesos de producción o la limpieza CiP (Clean in Place). La solución de Phoenix Contact es fiel al Hygienic Design y alcanza el índice de protección IP67.
Conclusión
La conexión de sensores con SPE allana el camino para integrar en la comunicación otras variables de medición. También abre nuevas posibilidades para conectar sensores directamente a la nube, ya que los equipos ya disponen de una puerta de enlace funcional y, por tanto, no se necesita ninguna adicional. Así se ahorran componentes y dinero. JUMO cree que los ámbitos de aplicación habituales del multisensor SPE «hydroTRANS S20» para temperatura, humedad y CO₂ son, p. ej., la monitorización de almacenes sensibles, las tareas generales de monitorización, así como las tareas exigentes relacionadas con la seguridad operativa y de los empleados.
