Szczegółowy Opis
Czym jest przemysłowy kabel sieciowy?
Przemysłowy kabel sieciowy to ekranowany wieloparowy kabel danych, który przenosi wiele kanałów komunikacyjnych — Ethernet, dane szeregowe, protokoły fieldbus, sygnały sterujące — między przełącznikami sieciowymi, sterownikami, blokami I/O i urządzeniami polowymi na hali produkcyjnej. Zastępuje wiele pojedynczych kabli danych jednym kablem wieloparowym, zmniejszając wypełnienie koryt kablowych, upraszczając instalację i zapewniając spójne ekranowanie wszystkich kanałów.
W przeciwieństwie do kabla specyficznego dla protokołu (PROFINET, magistrala CAN) zaprojektowanego pod jeden standard komunikacji, przemysłowy kabel sieciowy jest niezależny od protokołu. Każda ekranowana para może przenosić inny protokół — jedna para dla RS-485 Modbus, inna dla Ethernet 100 Mbps, trzecia dla własnościowego łącza szeregowego — ponieważ foliowe ekranowanie każdej pary izoluje elektrycznie każdy kanał od sąsiednich.
Analiza zastosowań
- Rozproszona architektura sieciowa: 12-parowy kabel od centralnej szafy przełączników do piętrowej szafy dystrybucyjnej przenosi wiele łączy Ethernet 100 Mbps, kanałów fieldbus RS-485 i szeregowych połączeń konsolowych w jednym kablu
- Wieloprotokołowe sieci maszyn: Maszyna pakująca z kamerami wizyjnymi opartymi na Ethernet, skanerami kodów kreskowych RS-485 i serwonapędami CANopen — jeden kabel wieloparowy przenosi wszystkie trzy typy protokołów z izolacją para-po-parze
- Konsolidacja urządzeń szeregowych: Starsze maszyny z interfejsami RS-232 i RS-422 są konsolidowane na wieloparowym przemysłowym kablu sieciowym z powrotem do serwerów terminalowych w sali kontrolnej
Uwagi projektowe dla instalacji wieloprotokołowych
- Ekranowanie każdej pary dla izolacji protokołów: Każda para ma własne foliowe ekranowanie i drut odprowadzający — napięcia różnicowe RS-485 nie sprzęgają się z sąsiednimi parami Ethernet
- Izolacja PE dla stałej impedancji: Niska i stabilna stała dielektryczna polietylenu zapewnia stałą impedancję 100–120 Ω na wszystkich parach, niezależnie od temperatury i wilgotności
- Liczba par i przekroje budowane według specyfikacji: Liczba par i wielkość przewodnika są określane tak, aby pasowały do architektury sieci, zamiast być wybierane z ustalonego katalogu
Ekranowanie i impedancja
Każda skręcona para niesie własne ekranowanie foliowe aluminium/poliestrowe z pokryciem 100% i cynowanym miedzianym drutem odprowadzającym. Ponadto ogólna oplotka z cynowanej miedzi o pokryciu 85% lub lepszym odrzuca zewnętrzny szum z sąsiednich kabli zasilających i napędów.
Izolacja par PE lub PP ma niską stałą dielektryczną, która utrzymuje pojemność pary na 60 pF/m lub poniżej i zachowuje impedancję charakterystyczną na 100 Ω ±15 Ω lub 120 Ω ±10 Ω na parę, w zależności od specyfikacji. Ta stabilność utrzymuje spójną jakość sygnału na każdej parze w kablu wieloparowym.
Liczba par i przekroje
Wymiary przewodników to 0,14, 0,22, 0,34 i 0,50 mm² w cynowanej miedzi, IEC 60228 Klasa 5 lub Klasa 6 — Klasa 6 dla zastosowań maszynowych o ciągłym gięciu. Standardowe liczby par to 2, 4, 6, 8, 10, 12, 16, 20 i 24 indywidualnie ekranowane skręcone pary, co daje zewnętrzną średnicę kabla 8-35 mm w zależności od liczby.
Pary są identyfikowane według DIN 47100 lub według kodu kolorystycznego TIA/EIA-568 (niebieski, pomarańczowy, zielony i brązowy, każdy połączony z białym), dzięki czemu zakańczanie na panelach krosowych i złączach urządzeń jest jednoznaczne.
Oceny elektryczne i badania fabryczne
- Napięcie znamionowe 300 V — wystarczające dla każdej powszechnej przemysłowej warstwy fizycznej komunikacji
- Napięcie próby 1 500 V AC przez 5 minut, stosowane para-po-parze i para-do-ekranu
- Rezystancja izolacji 5 GΩ·km lub lepsza w 20 °C
- Trudnopalny według IEC 60332-1-2
- Każda para jest badana w fabryce pod kątem ciągłości, izolacji para-po-parze i integralności ekranowania
Opcje powłoki i instalacja
| Powłoka | Przeznaczenie | Gięcie | Stałe |
|---|---|---|---|
| PUR TMPU | Olej, płyn chłodzący, łańcuch kablowy i zewnętrzne; gięcie na zimno do -30 °C | -30 °C do +80 °C | -50 °C do +90 °C |
| PVC | Wewnętrzne, stałe instalacja w korycie kablowym | -5 °C do +70 °C | -30 °C do +80 °C |
Grubość ścianki powłoki wynosi 0,8–2,5 mm w kolorze szarym lub czarnym. Minimalny promień gięcia to 10 × średnicy zewnętrznej kabla dla instalacji giętkiej i 6 × średnicy zewnętrznej kabla dla instalacji stałej. Powłoki PUR są odporne na olej i płyn chłodzący według IEC 60811-404.
Zastosowania
- Kable szkieletowe sieci fabrycznej — wieloparowy kabel łączący przełączniki sieciowe na poziomie piętra w rozproszonych szafach sterowniczych z centralną serwerownią lub główną szafą sieciową
- Konsolidacja szeregowa i fieldbus — RS-232, RS-422, RS-485 i własnościowe łącza szeregowe z wielu sterowników maszyn przenoszone w jednym kablu
- Okablowanie od sali kontrolnej do polowej skrzynki połączeniowej — ekranowany wieloparowy kabel szkieletowy od centralnej sali kontrolnej do zdalnego I/O i polowych skrzynek połączeniowych
- Szkielet sieci automatyki budynkowej — wieloparowy kabel dla sieci sterowników budynkowych BACnet, Modbus i LonWorks
- Dane CCTV i kontroli dostępu — dane sterowania PTZ, dane czytników kart dostępu i audio z interkomu między stojakami urządzeń bezpieczeństwa
- Łącza danych maszyna-do-maszyny — dedykowane pary danych dla własnościowych protokołów sterowników maszyn między urządzeniami linii produkcyjnej