Industrial Ethernet вже давно випередив традиційні польові шини в промислових додатках. І ця тенденція продовжує зростати в міру того, як впроваджується Індустрія 4.0, особливо для "розумних" підприємств. Адже безперебійність передачі тут є пріоритетною. А це означає, що необхідно планувати, встановлювати та адмініструвати промислові мережі таким чином, щоб вони надійно функціонували навіть в найсуворіших умовах.
Тому для успішної реалізації промислових мереж Ethernet на підприємствах використовуються спеціалізовані кабелі. Розглянемо докладніше відмінності промислових кабелів Ethernet від кабелів комерційного класу?
Попри однакові характеристики передачі даних, промислові версії кабелів Ethernet вимагають набагато міцнішої конструкції для роботи в більш жорстких умовах, схильних до впливу різних факторів, таких як екстремальна температура, вологість, агресивні хімічні речовини, вібрація, вигин та завади.
Екранування від завад
В зонах сильних завад на промислових підприємствах використовуються екрановані кабелі. А особливо там, де кабелі повинні проходити поряд з апаратами дугового зварювання, реле, приводами змінного струму та іншими джерелами шуму. У зонах сильних завад може знадобитися не лише екран у вигляді алюмінієвої фольги (F/UTP), а подвійний загальний екран (SFTP).
Ось, наприклад, кабель FABER Industrial Dataline 250 EFK (C) SFTP PUR. Він призначений для підключення ІТ пристроїв в промислових умовах зі швидкістю передачі даних до 1000 Мбіт/с. А маркування SFTP вказує на загальний екран у вигляді плетіння з луженого мідного дроту та алюмінієвої фольги.
Матеріал оболонки
Основні відмінності промислових кабелів Ethernet – це температурний режим та матеріал оболонки. Оболонка з полівінілхлориду (ПВХ), що використовується для кабелів комерційного класу, зазвичай застосовується в легких промислових умовах. Вона дешевша й стійка до обмеженого впливу мастил, але часто промисловим кабелям потрібно трохи більше. Наприклад, фторований етилен поліпропілен (FEP) і термопластичний еластомер (TPE) можуть витримувати екстремальні температури від -50°C до 125°C проти 0°C до 75°C для ПВХ.
А одним із найпоширеніших матеріалів оболонки, що використовуються для промислових кабелів Ethernet, є поліуретан (PUR). Хоча він не має такого широкого температурного діапазону, як FEP і TPE, поліуретан має високу міцність на розрив, хімічну стійкість, гнучкість і стійкість до стирання. Він механічно міцний, його важко розрізати або розірвати, що робить його ідеальним для обробки та штампування.
Ось візьмемо кабель передачі даних від LUTZE – SUPERFLEX ETHERNET (C) PUR. Його зовнішня оболонка з поліуретану підходить для постійного згинання при використанні в кабельних ланцюгах або при вільному русі. Окрім того, SUPERFLEX ETHERNET є стійким до мастил, хімікатів й стирання та витримує температуру від -40°C до +80°C.
Перетин та кількість дротів у жилі
Як і виті пари комерційного класу, промислові кабелі Ethernet також бувають з провідниками з одного або багатьма дротами. Спробуймо трохи розібратися з таким позначенням як AWG.
AWG – це американський калібр проводів. Така система маркування товщини дротів використовується переважно в США ще з 1857 року. У цій системі меншому числовому значенню відповідає товстіший дріт. Таке «перевернуте» позначення діаметра склалося історично: дріт виготовляють волочінням й номер (калібр) позначає кількість послідовних протягувань через все менші отвори у волокні аж до отримання потрібного діаметра. Так, для отримання дроту AWG24 діаметром близько 0,5 мм заготовка AWG0 діаметром понад 8 мм протягалася 24 рази.
Крім позначення загального розміру жили, також позначають кількість окремих дротів у жилі. Наприклад, AWG24/1, AWG22/7, AWG29/19, де 1, 7 та 19 – кількість окремих дротів в кожній жилі кабелю.
Отже, якщо у жилі кабелю один дріт – то цей кабель, призначений для фіксованого монтажу та має обмежену рухомість. Кабель з 7 дротами – це гнучкий кабель, який може використовуватися у тому числі для патч-кордів (як от FABER Industrial Dataline 200 flex PUR).
Такі кабелі підвищеної гнучкості можуть витримувати від 1 до 10 мільйонів циклів.
Структура кабелю та кількість пар жил
Крім будови жили кабелю, також велику роль відіграє загальна будова кабелю та його структура.
Для компенсації взаємного наведення, жили кабелів як комерційного застосування, так і промислового Ethernet – скручуються попарно. Тому ви не завжди зустрінете позначення TP = twisted pair у маркуванні, адже це є типовою характеристикою.
Але важливо знати, що для різних протоколів промислового Ethernet достатня різна кількість пар жил у кабелі. Так, скажімо, для систем PROFINET буде достатньо 2-х парного кабелю, у той час, як для інших стандартів використовуються 4-х парні кабелі.
Більш детально про побудову кабелів для промислового Ethernet від LUTZE можна дізнатися тут.
Майбутнє промислового Ethernet
Сьогодні в промисловості переважно встановлюються кабелі категорії Cat.6A або Cat.7. Вони надзвичайно потужні, але водночас важкі й складніші у встановленні. Тож для підключення окремих датчиків чи проводів – промисловість потребує легшого та тоншого кабелю. Такою і є технологія Single Pair Ethernet.
SPE вже успішно використовується автомобільною промисловістю й тепер доступна як новий похідний стандарт для промислових застосувань. Для них зараз потрібні лише пара проводів для передачі даних та живлення, замість чотирьох пар проводів.
Як результат, Single Pair Ethernet – це проста та економічно вигідна альтернатива для підключення окремих датчиків та приводів. Окрім зменшених потреб у вазі та просторі, з SPE також зменшуються витрати на монтаж. Зокрема, для компактних інтерфейсів вводу/виводу – там, де багато інформації збирається на невеликому просторі – Single Pair Ethernet надає переваги й, отже, набуватиме все більшого значення в технології автоматизації. А також завдяки SPE, зв'язок на основі IP-адреси може здійснюватися і на польовому рівні. Таким чином, підтримується подальший розвиток Industry 4.0 та Industrial Internet of Things (IIoT).
Новим рішенням, що набирає обертів у промисловій автоматизації є однопарний Ethernet-кабель NEXANS з лінійки MOTIONLINE®. Новинка з однією парою жил поєднує в собі необхідний вигин, міцність скручування й розтягування забезпечуючи таким чином високі характеристики кабелів автоматизації.
Ми, у MARDAL CABLES, поставляємо кабелі Ethernet, що підходять як для промислового застосування, так і для комерційного, зокрема кабелі Cat.6A і Cat.7. Доступні рішення для Industrial Ethernet можете переглянути за посиланням. А якщо вам потрібен LAN-кабель, нещодавно ми розповідали як обрати потрібний.