Descrizione Dettagliata
Cos'è un cavo di rete industriale?
Un cavo di rete industriale è un cavo dati multipolare schermato che trasporta più canali di comunicazione — Ethernet, dati seriali, protocolli fieldbus, segnali di controllo — tra switch di rete, controller, blocchi I/O e dispositivi di campo su tutta la linea di produzione. Sostituisce più cavi dati singoli con un unico cavo multipolare, riducendo l'ingombro dei porta-cavi, semplificando l'installazione e fornendo schermatura coerente su tutti i canali.
A differenza di un cavo specifico per protocollo (PROFINET, bus CAN) progettato per un solo standard di comunicazione, il cavo di rete industriale è indipendente dal protocollo. Ogni coppia schermata può trasportare un protocollo diverso — una coppia per Modbus RS-485, un'altra per Ethernet 100 Mbps, una terza per un collegamento seriale proprietario — perché la schermatura a lamina per coppia isola elettricamente ciascun canale dai vicini.
Analisi delle applicazioni
- Architettura di rete distribuita: Un cavo a 12 coppie dal quadro switch centrale a un quadro di distribuzione a livello di piano trasporta più collegamenti Ethernet 100 Mbps, canali fieldbus RS-485 e connessioni console seriali in un unico cavo
- Reti di macchine multi-protocollo: Una macchina per l'imballaggio con telecamere di visione basate su Ethernet, scanner di codici a barre RS-485 e azionamenti servo CANopen — un unico cavo multipolare trasporta tutti e tre i tipi di protocollo con isolamento coppia-coppia
- Consolidamento di dispositivi seriali: Macchine obsolete con interfacce RS-232 e RS-422 vengono consolidate su un cavo di rete industriale multipolare verso i server terminali nella sala di controllo
Note di progettazione per installazioni multi-protocollo
- Schermatura per coppia per l'isolamento dei protocolli: Ogni coppia ha la propria schermatura a lamina e il proprio filo di drainaggio — le tensioni differenziali RS-485 non si accoppiano sulle coppie Ethernet adiacenti
- Isolamento PE per impedenza costante: La costante dielettrica bassa e stabile del polietilene fornisce un'impedenza costante di 100–120 Ω su tutte le coppie, indipendente da temperatura e umidità
- Numero di coppie e sezioni costruiti secondo specifica: Il numero di coppie e la dimensione del conduttore sono specificati per abbinarsi all'architettura di rete, anziché scelti da un catalogo fisso
Schermatura e impedenza
Ogni coppia intrecciata porta la propria schermatura in lamina alluminio/poliestere con copertura del 100% e un filo di drainaggio in rame stagnato. Inoltre, una treccia globale in rame stagnato con copertura dell'85% o superiore respinge il rumore esterno dai cavi di potenza e dagli azionamenti adiacenti.
L'isolamento delle coppie in PE o PP ha una costante dielettrica bassa, che mantiene la capacità di coppia a 60 pF/m o inferiore e conserva l'impedenza caratteristica a 100 Ω ±15 Ω o 120 Ω ±10 Ω per coppia, a seconda della specifica. Questa stabilità è ciò che mantiene la qualità del segnale costante su ogni coppia in un cavo multipolare.
Numero di coppie e sezioni
Le dimensioni dei conduttori sono 0,14, 0,22, 0,34 e 0,50 mm² in rame stagnato, IEC 60228 Classe 5 o Classe 6 — Classe 6 per applicazioni di macchine a flessione continua. I numeri di coppie standard sono 2, 4, 6, 8, 10, 12, 16, 20 e 24 coppie intrecciate schermate singolarmente, che danno un diametro esterno del cavo di 8-35 mm a seconda del numero.
Le coppie sono identificate secondo DIN 47100 o secondo il codice colore TIA/EIA-568 (blu, arancione, verde e marrone, ciascuno abbinato al bianco), così la terminazione su pannelli patch e connettori di dispositivo è non ambigua.
Caratteristiche elettriche e collaudi di fabbrica
- Tensione nominale 300 V — adeguata per ogni livello fisico di comunicazione industriale comune
- Tensione di prova 1 500 V AC per 5 minuti, applicata coppia-coppia e coppia-schermo
- Resistenza di isolamento 5 GΩ·km o migliore a 20 °C
- Ritardante di fiamma secondo IEC 60332-1-2
- Ogni coppia è collaudata in fabbrica per continuità, isolamento coppia-coppia e integrità della schermatura
Opzioni di guaina e installazione
| Guaina | Servizio | Flessione | Fisso |
|---|---|---|---|
| PUR TMPU | Servizio con olio, refrigerante, catena portacavi ed esterno; flessione a freddo fino a -30 °C | -30 °C a +80 °C | -50 °C a +90 °C |
| PVC | Interno, installazione fissa su porta-cavi | -5 °C a +70 °C | -30 °C a +80 °C |
Lo spessore della parete della guaina va da 0,8–2,5 mm in grigio o nero. Il raggio di curvatura minimo è 10 × il diametro esterno del cavo per installazione flessa e 6 × il diametro esterno del cavo per installazione fissa. Le guaine PUR sono resistenti a olio e refrigerante secondo IEC 60811-404.
Applicazioni
- Cabling trunk di rete di fabbrica — cavo multipolare che collega gli switch di rete a livello di piano nei quadri di controllo distribuiti alla sala server centrale o al rack di rete principale
- Consolidamento seriale e fieldbus — RS-232, RS-422, RS-485 e collegamenti seriali proprietari da più controller di macchine trasportati in un unico cavo
- Cablaggio dalla sala di controllo alla scatola di giunzione di campo — cavo trunk multipolare schermato dalla sala di controllo centrale a I/O remoto e scatole di giunzione di campo
- Backbone di rete di automazione edificio — cavo multipolare per reti di controller di edificio BACnet, Modbus e LonWorks
- Dati CCTV e controllo accessi — dati di controllo PTZ, dati di lettori di schede di accesso e audio interfono tra rack di apparecchiature di sicurezza
- Collegamenti dati macchina a macchina — coppie dati dedicate per protocolli proprietari di controller di macchine tra apparecchiature della linea di produzione