Descrição Detalhada
O que é um cabo de rede industrial?
Um cabo de rede industrial é um cabo de dados multipar trançado e blindado que transporta múltiplos canais de comunicação — Ethernet, dados seriais, protocolos de fieldbus, sinais de controle — entre switches de rede, controladores, blocos de I/O e dispositivos de campo em toda a fábrica. Substitui múltiplos cabos de dados individuais por um único cabo multipar, reduzindo o preenchimento da bandeja de cabos, simplificando a instalação e proporcionando blindagem consistente em todos os canais.
Ao contrário de um cabo específico de protocolo (PROFINET, barramento CAN) projetado para um único padrão de comunicação, o cabo de rede industrial é agnóstico a protocolos. Cada par blindado pode transportar um protocolo diferente — um par para Modbus RS-485, outro para Ethernet 100 Mbps, um terceiro para um enlace serial proprietário — porque a blindagem de folha por par isola eletricamente cada canal dos vizinhos.
Análise de aplicações
- Arquitetura de rede distribuída: Um cabo de 12 pares do gabinete central de switches a um gabinete de distribuição de nível de piso transporta múltiplos enlaces Ethernet 100 Mbps, canais de fieldbus RS-485 e conexões de console serial em um único cabo
- Redes de máquinas multiprotocolo: Uma máquina de embalagem com câmeras de visão baseadas em Ethernet, leitores de código de barras RS-485 e acionamentos servo CANopen — um único cabo multipar transporta os três tipos de protocolo com isolamento par-a-par
- Consolidação de dispositivos seriais: Máquinas legadas com interfaces RS-232 e RS-422 são consolidadas em um cabo de rede industrial multipar de volta aos servidores de terminal na sala de controle
Notas de projeto para instalações multiprotocolo
- Blindagem por par para isolamento de protocolos: Cada par tem sua própria blindagem de folha e fio de dreno — as tensões diferenciais RS-485 não acoplam nos pares Ethernet adjacentes
- Isolamento PE para impedância consistente: A constante dielétrica baixa e estável do polietileno fornece impedância consistente de 100–120 Ω em todos os pares, independente da temperatura e umidade
- Contagens de pares e seções construídas conforme especificação: A contagem de pares e o tamanho do condutor são especificados para corresponder à arquitetura de rede, em vez de escolhidos de um catálogo fixo
Blindagem e impedância
Cada par trançado possui sua própria blindagem de folha de alumínio/poliéster com cobertura de 100% e um fio de dreno de cobre estanhado. Além disso, uma trança geral de cobre estanhado com cobertura de 85% ou melhor rejeita o ruído externo de cabos de energia e acionamentos adjacentes.
O isolamento de par em PE ou PP tem uma constante dielétrica baixa, que mantém a capacitância de par em 60 pF/m ou abaixo e conserva a impedância característica em 100 Ω ±15 Ω ou 120 Ω ±10 Ω por par, conforme a especificação. Essa estabilidade é o que mantém a qualidade de sinal consistente em cada par de um cabo multipar.
Contagens de pares e seções
Os tamanhos de condutor são 0,14, 0,22, 0,34 e 0,50 mm² em cobre estanhado, IEC 60228 Classe 5 ou Classe 6 — Classe 6 para aplicações de máquinas com flexão contínua. As contagens de pares padrão são 2, 4, 6, 8, 10, 12, 16, 20 e 24 pares trançadas blindadas individualmente, o que dá um diâmetro externo do cabo de 8-35 mm dependendo da contagem.
Os pares são identificados conforme DIN 47100 ou conforme o código de cores TIA/EIA-568 (azul, laranja, verde e marrom, cada um emparelhado com branco), de modo que a terminação em painéis de conexão e conectores de dispositivos é inequívoca.
Classificações elétricas e testes de fábrica
- Tensão nominal 300 V — adequada para cada camada física de comunicação industrial comum
- Tensão de teste 1 500 V CA por 5 minutos, aplicada par-a-par e par-a-blindagem
- Resistência de isolamento 5 GΩ·km ou melhor a 20 °C
- Retardante de chama segundo IEC 60332-1-2
- Cada par é testado em fábrica para continuidade, isolamento par-a-par e integridade da blindagem
Opções de capa e instalação
| Capa | Serviço | Flexão | Fixo |
|---|---|---|---|
| PUR TMPU | Serviço com óleo, fluido de resfriamento, calha de arrasto e externo; flexão a frio até -30 °C | -30 °C a +80 °C | -50 °C a +90 °C |
| PVC | Interno, instalação fixa em bandeja de cabos | -5 °C a +70 °C | -30 °C a +80 °C |
A espessura da parede da capa varia de 0,8–2,5 mm em cinza ou preto. O raio mínimo de curvatura é 10 × o diâmetro externo do cabo para instalação em flexão e 6 × o diâmetro externo do cabo para instalação fixa. As capas PUR são resistentes a óleo e fluido de resfriamento segundo IEC 60811-404.
Aplicações
- Cabeamento tronco de rede de fábrica — cabo multipar que conecta switches de rede de nível de piso em gabinetes de controle distribuídos à sala de servidores central ou rack de rede principal
- Consolidação serial e de fieldbus — RS-232, RS-422, RS-485 e enlaces seriais proprietários de múltiplos controladores de máquinas transportados em um único cabo
- Cabeamento da sala de controle à caixa de junção de campo — cabo tronco multipar blindado da sala de controle central a I/O remoto e caixas de junção de campo
- Backbone de rede de automação predial — cabo multipar para redes de controladores prediais BACnet, Modbus e LonWorks
- Dados de CCTV e controle de acesso — dados de controle PTZ, dados de leitores de cartão de acesso e áudio de intercomunicador entre racks de equipamentos de segurança
- Enlaces de dados máquina a máquina — pares de dados dedicados para protocolos proprietários de controladores de máquinas entre equipamentos de linha de produção