Hagyományos Ethernet hálózat ipari területen történő integrálásakor a fő megoldhatatlan probléma az, hogy az információs csomagok TCP / IP protokollon keresztül történő irányítása és kézbesítése nem tudja valós méretekben biztosítani a kívánt teljesítményszintet, ami számos automatizált hálózat működéséhez elengedhetetlen. vezérlő és feldolgozó rendszerek, például ugyanaz a gyár. Az ipari alkalmazásokhoz más kommunikációs protokollra van szükség, amely teljes mértékben kihasználja az Ethernet maximális fizikai rétegeit, és támogathat bizonyos kommunikációt több érzékelő, vezérlő, működési mechanizmus és alkalmazás között.Erre tervezték az ipari Ethernetet, amelyhez speciális kábeltípusok kellettek a kommunikáció fenntartásához.
Tartalom
- 1 Ethernet ipari - általános információk
- 2 Az ipari Ethernet-kábelek és az irodai kábelek közötti különbségek
- 3 Az ipari kábelekre vonatkozó követelmények és kötelező műszaki paramétereik
- 4 A megfelelő kábel = a megfelelő magvédelem
- 5 Az ipari hálózati átvitelhez ipari kábelekre van szükség
- 6 A megfelelő Ethernet-kábel kiválasztása egy adott ipari területhez
- 7 A legjobb ipari Ethernet-kábelek rangsora 2022-ben
- 7.1 50 méteres területig
- 7.1.1
4. hely: "TWIST 35m, outdoor, CCA, PE, UTP, 4pair, Cat.5e, 24AWG, outdoor, black, 35m"
- 7.1.2
3. hely: "Sodort érpár UTP4 CAT5E 24AWG Cu RIPO 50 méter 001-112012/50"
- 7.1.3
2. helyezett: "RJ45 Ethernet - kültéri vízálló"
- 7.1.4
1. helyezett: "TWIST 50 méter, beltéri, Cu (tiszta réz A osztály), U/UTP, PVC, 4 pár, Cat.5e, 24AWG, beltéri"
- 7.2 Teljes kapcsolási mezőhöz (100 méter vagy több)
- 8 Következtetés
Ethernet ipari - általános információk
Az ilyen típusú adatátviteli protokollok az Ethernet fő készletébe tartoznak, amelyek a hagyományos berendezésekhez vannak "kötve", pl.a fizikai és kapcsolati rétegeken keresztüli munka, mind a hálózati, mind a közlekedési Internet protokollokon keresztül, egy speciálisan kifejlesztett alkalmazási szintre összpontosul (speciális programok használata). Az egész hálózat a hálózaton belüli adatátvitel/fogadás helyességének folyamatos fenntartására koncentrál, ezek folyamatos, sőt túlzott figyelésével, különösen azokon a pontokon, ahol ez egy adott művelet végrehajtásához inkább szükséges.
Az ipari Ethernet megbízhatóbb berendezéseket és kábel-fogyóeszközöket használ, amelyek speciális csatlakozókkal rendelkeznek, amelyek nagyon eltérhetnek a megszokottól. Különösen úgy tervezték, hogy ellenálljanak a szigorúbb környezeti feltételeknek, ami jellemző a legtöbb nagy feldolgozóipari vállalkozásra (jó példa a hálózat működtetése egy nagy kohóban, magas hőmérsékleten). Ennek megfelelően a vizsgált vezetéktípusnak erősebb szűrési, árnyékolási, földelési szinttel kell rendelkeznie, ami segít megbirkózni a „piszkos” környezeti elektromágneses háttérrel (az interferenciával és a sugárzással egyaránt).
Az ipari Ethernet-kábelek és az irodai kábelek közötti különbségek
Ebben a kérdésben számos kritérium van az ipari vezetékekkel kapcsolatban:
- Nem igényelnek speciális szellőzést és speciális hűtést, így szűk körülmények között is lefektethetők, és ahol a levegő nagyon poros lehet;
- Szerelési megbízhatóságuk nagyon magas, ami azt jelenti, hogy minden vezetékszakasz DIN-sínre van rögzítve, ami felgyorsítja és megkönnyíti a telepítést;
- Alacsony feszültségű tápegység - a szóban forgó kábelek nem igényelnek nagy számú Voltot, de mindig tartalék tápegységgel vannak ellátva;
- Műszaki redundanciájuk van, pl. bármely telephely a lehető leghamarabb cserélhető és javítható, vagy funkciói átvihetők egy másik oldalra;
- A szabályozási követelmények merevsége - az ipari mintáknak szigorúan meg kell felelniük a nemzetközi szabványoknak (rezgésállóság, elektromágneses kompatibilitás, megfelelő fokú nedvességvédelem);
- Meghosszabbított élettartam;
- A vállalkozásnál a hét minden napján, 24 órában működő műszaki támogatási szolgáltatásra vonatkozó kötelezettség.
Ebből egyértelmű, hogy a helyi otthoni vagy irodai váltási mezők eltérhetnek a megadott kritériumoktól, mivel. kábelezésüket nem üzemeltetik rendkívül nehéz körülmények között, és működésük leállítása valószínűleg nem állít le bármely kritikus gyártási folyamatot.
Az ipari kábelekre vonatkozó követelmények és kötelező műszaki paramétereik
A vizsgált fogyóeszköz típusának fő szempontja a teljesítmény és a megbízhatóság. Az előadás a következőkből fog állni:
- Válaszperiódus - az az idő, ameddig a szolga eszköz válaszol a vezérlőtől érkező kérésre;
- A sávszélesség egy adott időegység alatt továbbítható adatmennyiség. Itt sok múlik nemcsak a kábelen, hanem az adó-vevőn is.
A megbízhatósági követelmények a következők:
- A veszteség nélküli információátadás esélyének objektív értéke;
- A vételi és átviteli eszközök készenléti tényezője;
- Az átvitel általános biztonsága és a rendszer egészének hibatűrése.
Zaj immunitás
Ami az irodai kábeleket illeti, az ipari kábeleknél is fontos a közeli, magas elektromágneses aktivitású területek negatív hatásai elleni védelem szintje.Például a mezőt közvetlenül az ívhegesztés helyére lehet fektetni, amelynek eszközei erősen torzítják a hátteret. Ugyanez vonatkozik a kapcsolórelékre és más váltóáramú forrásokra is. Általában az ilyen területeken a hálózati szakasznak nem is általános F / UTP védelemre van szüksége, hanem egyedi S / FTP-re.
Kötelező árnyékolás
Az ipari huzalozás a névleges üzemi hőmérsékletre és a burkolat anyagára vonatkozó követelményekben különbözik a hagyományos vezetékektől. A szóban forgó fogyóeszközöknél ez utóbbi alapesetben polivinil-kloridból készül, mert az előállítás szempontjából nem túl drága. A szakosodott vállalkozásoknál azonban sokkal tartósabb héjra lehet szükség. Ezek közé tartozik a fluorozott etilén-polipropilén (FEP) vagy a hőre lágyuló elasztomer (TPE). Az ilyen védelem képes ellenállni a rendkívül szélsőséges hőmérsékleteknek -50 és +125 Celsius fok között, míg a klasszikus PVC-t nulla és +75 fok között tartják. Ezenkívül a FEP és TPE burkolatok rugalmasabbak, ellenállnak a közvetlen ultraibolya sugárzásnak, tengervízbe, nehéz folyékony olajos anyagokba helyezhetők. Ezenkívül a poliuretán népszerű héjanyag, természetesen nem működik olyan széles hőmérsékleti tartományban, mint a TPE és a FEP, de jobb szakítószilárdsággal, nagyobb vegyszerállósággal rendelkezik, és sikeresen ellenáll a kopásnak. Ebből arra következtethetünk, hogy a poliuretán mechanikailag erősebb és a gyakorlat azt mutatja, hogy nagyon nehéz eltörni/vágni. Bélyegzéssel tökéletesen fel tudják szerelni a központi magokat. Meg kell említeni a hőre lágyuló poliuretánt és a klórozott polietilént is.Ezek a legtartósabbak és legdrágábbak, de messze nem a legkörnyezetbarátabbak (széles körben használják a veszélyes iparágakban).
Rugalmasság és rugalmasság
A sodrott érpárú ipari Ethernet kábel sodrott vagy egymagos kivitelben is elérhető. A sodrott kábeleket a nagyüzemi gyártásban pontosan ugyanúgy használják, mint az irodákban lévő társaikat - patch zsinórokhoz, ami különleges rugalmasságuknak köszönhető. Az egyetlen különbség az, hogy nem csak a kommunikációs funkcióra korlátozódnak, hiszen a gyártás során számos olyan helyzet adódik, amikor a huzal állandó mozgásban van, és csavarodásnak/nyúlásnak lehet kitéve (például szállítórobotok mozgó alkatrészei).
Földhurkok
Ha egy ipari Ethernet vezeték érintkezik bármely tápkábellel, a párhuzamos áramvezető kábeleket és az Ethernet kábelt el kell választani egymástól – legalább 20-30 centiméter szabad helynek kell lenni közöttük. Minél nagyobb ez az elválasztás, annál stabilabb lesz az adatátvitel. Ha a vonalat egy fémcső belsejébe húzzák, akkor az ilyen védőburkolat minden szakaszát szorosan össze kell kötni a következővel, ami egy törhetetlen lánc hatását eredményezi. Ha vezetékeket kell fektetni az elosztópanelek belsejébe, akkor ott a vezetőelemektől való minimális távolságnak legalább 3 centiméternek kell lennie. Ebben az esetben kerülni kell az erős hajlításokat.
Hubok és kapcsolók
A szabványos elosztóközpontokat nem használják az ipari Ethernetben, mivel ezek nem másként működnek, mint ismétlőként több porton. Jobb, ha speciális menedzselt kapcsolókat használ a vonalon.Az ipari kapcsolási területen a nem menedzselt kapcsolók is elfogadhatók, de az előbbiek előnyösebbek, bár drágábbak.
Az ipari Ethernet háromféle forgalommal rendelkezik:
- Átvitel egy pontról az összes eszközre;
- Átvitel egy pontról többre;
- Egyirányú transzfer pontról pontra.
Általában egy szabványos vállalati kábel könnyen elérheti a másodpercenkénti 100 átvitelt. Bármely mezőben lesz azonban bizonyos mennyiségű átvitel (továbbított információ), amely nem lát el közvetlenül semmilyen irányítási/termelési funkciót, például a nyomtató rendszeresen jelentést tesz az állapotáról a vezérlőközpontnak (nagyjából a nyomtatónak néha jelentenie kell a gazdaszámítógépre, hogy készen áll a munkára vagy nem tud dolgozni). Ily módon a kábelhálózat menedzselt kapcsolókkal való ellátása lehetővé teszi a jelek fontosságuk szerinti rangsorolását, és nagyobb figyelmet fordít a gyakorlati termelő csapatokra.
A megfelelő kábel = a megfelelő magvédelem
A nagyvállalatok legtöbb hálózati mérnöke még ma is kreatív, de nem mindig hatékony megoldásokat használ az ipari Ethernet-kábelek lefektetésére. Élénk példa lehet (már beszélni) a vezetékek vízvezetékekhez való rögzítésének módja fekete elektromos szalaggal vagy ragasztószalaggal. Egy ilyen módszer azonban meghibásodás esetén jelentősen megnövelheti a javítási költségeket és hozzájárulhat a nagysebességű információátvitel helyreállításához.
A kábel beépítésének, akárcsak magának a kábelnek, meg kell felelnie a jövőbeni üzemi feltételeknek és azok sajátosságainak.Például egy kohászati olvasztóműhelyekben, autók automatikus szállítószalag-összeszerelésére tervezett kábel valószínűleg nem alkalmas hűtőházi munkára. A fogyóeszközről minden szükséges információ leolvasható a kísérő dokumentációból, amely a nemzetközi tanúsítási szintnek való megfelelés követelményei miatt maximum adatot tartalmaz a beépítés és a használat jellemzőire vonatkozóan. Az ipari hálózat megfelelő típusú vezetékekkel való megfelelő ellátásával minőségileg csökkentheti az állásidőt, valamint a javítási költségeket.
Az ipari hálózati átvitelhez ipari kábelekre van szükség
Egy tipikus irodára jellemző, hogy Ethernet hálózatukat viszonylag csendes és tiszta környezetben telepítik, ahol a vezetékek könnyen elrejthetők a falak mögé, a padló alá vagy a mennyezetbe. Magának a hálózati berendezésnek, legyen az aktív vagy passzív, elég egyszerűen megtalálni egy biztonságos zónát.
Az ipari szektorban egészen más a helyzet. Minden vezeték, csatlakozó stb. az ilyen elemek valójában az átfogó automatizált vezérlőrendszer elválaszthatatlan részét képezik, és tartósan nehéz környezeti feltételeknek vannak kitéve. Az egyszerű Ethernet vezetékek, még a legdrágább minőségűek is, egyszerűen nem képesek sokáig életben maradni ilyen környezetben. Ennek megfelelően az ipar megköveteli a teljes kapcsolási mező egy bizonyos erejét. Ebből egyértelműen látszik, hogy az irodai megoldások nem alkalmasak ipari célokra.A felhasznált fogyóeszközöknek alkalmasnak kell lenniük az intenzív súrlódási körülmények közötti működésre, figyelembe kell venniük az üzemanyagokkal és kenőanyagokkal való közvetlen érintkezés lehetőségét, nyugodtan kell reagálniuk a nagy elektromágneses sugárzásra, képeseknek kell lenniük nagyon magas vagy nagyon alacsony hőmérsékleti körülmények között történő munkavégzésre, sikeresen elviselni feszültségingadozások, valamint rezgések.és mechanikai terhelések.
A megfelelő Ethernet-kábel kiválasztása egy adott ipari területhez
Vásárlás előtt néhány alapvető lépést kell végrehajtania:
- A forgatókönyv meghatározása - meg kell határozni, hogy milyen környezetben és milyen környezetben fogják használni a fogyóeszközt;
- A megfelelő huzalburkolat kiválasztása – A jól megválasztott burkolat segít a legjobb teljesítmény és hálózati biztonság biztosításában;
- Figyelembe véve az árnyékolt és árnyékolatlan kábelek közötti különbséget - az előbbi olyan területeken szükséges, ahol fokozott az interferencia-potenciál, az utóbbi pedig más területeken. Előbbiben mindig van fólia és megerősített fonat, amely minőségileg védi a továbbított adatcsomagot, megelőzve az esetleges veszteségeket az út során.
- A vezető típusának kiválasztása - itt kell választania a sodrott vagy szilárd magos opciók mellett. Ez utóbbi fix beépítésre alkalmas, pl. egyszerű kapcsoláshoz nem szabad mozgó mechanizmusokon használni. A következő pont a szilárd kivitelezés (egymáshoz rögzített burkolatok) és a csavart érpár közötti választás. A tömör mintákat előnyösebb komplex ipari munkákhoz használni, mivel a hossz mentén összekötött szigetelési szakaszok nem teszik lehetővé a párosított vezetékek közötti hézagok kialakulását.Ha ilyen rés keletkezik, akkor ellenálláskülönbség jön létre, ami hálózatszakadáshoz és az adatátvitel ellehetetlenüléséhez vezet.
A legjobb ipari Ethernet-kábelek rangsora 2022-ben
50 méteres területig
4. hely: "TWIST 35m, outdoor, CCA, PE, UTP, 4pair, Cat.5e, 24AWG, outdoor, black, 35m"
35 méter hosszú UTP 4 hálózatokhoz tervezték, vezetékes ipari LAN-ok építésére használják. A fekete mintát épületen kívüli fektetésre használják, amely alkalmas parancsok továbbítására automatizált gyártóberendezésekre egy vezérlő berendezésről. Az átviteli sebesség nem haladja meg a 100 Mb/sec-et. A termék rézbevonatú alumíniumból áll, amely garantáltan biztosítja a megadott sebességet lehívások nélkül. Megfelel az ANSI\TIA\EIA-568-B szabványoknak. A készlethez tartozik egy kupakkal ellátott RJ-45 csatlakozókészlet, amely lehetővé teszi a kívánt hosszúságú csavart érpár szegmensek készítését patch zsinór formájában. A csavart érpár működik, és bel- és kültéren -40 és +75 °C közötti hőmérséklet-tartományban tárolható. A kiskereskedelmi láncok ajánlott költsége 878 rubel.
TWIST 35 méter, kültéri, CCA, PE, UTP, 4 pár, Cat.5e, 24AWG, kültéri, fekete, 35 m
Előnyök:
- Belül kapronszál;
- Megfelelő minőség;
- Könnyített telepítés.
Hibák:
3. hely: "Sodort érpár UTP4 CAT5E 24AWG Cu RIPO 50 méter 001-112012/50"
Ez egy 4 páros minta, rézhuzalból, a továbbfejlesztett 5E kategóriába sorolva. Mindegyik mag dielektromos réteggel van szigetelve - nagy sűrűségű polietilén színkülönbséggel.Ezt a terméket a termelésben lévő kis hálózatok telepítéséhez használják. Főleg olyan helyiségekben használják, ahol a harmadik féltől származó elektromágneses sugárzás hatása minimális. Az UTP kábel megnevezése a mag típusából, kategóriájának és szerkezetének megjelöléséből, a párok számából és a vezetőmag átmérőjéből áll, mm-ben. Ha a kábelben az átmérők amerikai szabványának megfelelő vezetékek vannak, akkor gyakran az AWG számot tüntetik fel az átmérő helyett, ahol a 24-es szám körülbelül 0,51 mm-es magátmérőnek felel meg. A legjellemzőbb köpeny a vízszintes kábelekre jellemző, és egy szürke PVC műanyag cső, amely krétával van hozzáadva a vágás közbeni jobb letörés érdekében. A kiskereskedelmi láncok ajánlott költsége 2200 rubel.
Sodrott érpár UTP4 CAT5E 24AWG Cu RIPO 50 méter 001-112012/50
Előnyök:
- Fólia árnyékolás;
- jó minőségű adatátvitel;
- Megfelelő ár.
Hibák:
2. helyezett: "RJ45 Ethernet - kültéri vízálló"
Ennek a terméknek a magja nagy szilárdságú, hajlítás- és kopásálló PVC-anyagból készül, amely nagy sebességű átvitelhez ajánlott zord környezetben. A szuperzaj elleni védelem biztosítja a nagy sebességű jelátvitelt. Nagyon puha hőálló PVC anyag használatával a lehetséges hajlítások száma elérheti a 30 milliószorosát is. Maga a minta vízálló, olajálló, hőálló (+80 Celsius), UV álló, égésgátló. A kiskereskedelmi láncok ajánlott költsége 2260 rubel.
RJ45 Ethernet - Vízálló kültéri használatra
Előnyök:
- Átviteli sebesség - 80 kbps;
- Üzemi hőmérséklet - +30 ~ +40 (Celsius);
- Szakítószilárdság - 200 N;
- Nyomószilárdság - 2000 N.
Hibák:
1. helyezett: "TWIST 50 méter, beltéri, Cu (tiszta réz A osztály), U/UTP, PVC, 4 pár, Cat.5e, 24AWG, beltéri"
Ez a TWIST csavart érpár 4 különböző hangmagasságú csavart érpárból áll. Mindegyik pár két 24 AWG rézszálból áll, mindegyik szál polietilén (HDPE) szigeteléssel van szigetelve. Az általánosan kemény PVC külső héj meglehetősen puha, a bevonat mégis rendkívül tartós.
A tömör vezetők 0,48 mm átmérőjű oxigénmentes elektromos rézből készülnek, amely 100 MHz-es sávszélességet és a modern távközlési szabványoknak megfelelő kábelt biztosít. A sávszélesség határa nagyobb, mint a CCA (Copper Clad Aluminium) sávszélessége, mivel a jel a magon keresztül halad, nem csak a külső rézborítású áramkörön. Az egyerű rézkábel nem ijed meg a hajlításoktól, jobban ellenáll a töréseknek, mint a rézbevonatú alumínium (CCA). A kiskereskedelmi láncok ajánlott költsége 2500 rubel.
WIST 50 méter, beltéri, Cu (tiszta réz A osztály), U/UTP, PVC, 4 pár, Cat.5e, 24AWG, beltéri
Előnyök:
- Relatív jelterjedési sebesség (NVP) - 68%;
- Minőségi csatlakozók mellékelve
- Kiváló szigetelés.
Hibák:
Teljes kapcsolási mezőhöz (100 méter vagy több)
4. hely: "Cabeus IE-4-SOLID F/UTP Cat5e 4X2X24AWG"
Az ilyen négypáros minta 5e kategóriájú, csavart érpár alapján készült, és ipari Ethernet hálózatokban való használatra készült, legfeljebb 1 Gbit / s sebességű adatátvitelre.A termék árnyékolt F/UTP kivitelben készül, és épületeken belül és kívül egyaránt fix fektetésre szolgál. A vezeték átmérője 0,50 mm (24 AWG). Az árnyékolás poliészter alumínium fóliából készült, leeresztő vezetékkel. A külső burkolat UV-álló PVC-ből készült. A belső héj szintén PVC-ből készült. A külső köpenyen a kábel hosszának méteres jelei vannak. Használható IP67 védelmi osztályú rendszerekben, agresszív ipari környezetben. A kiskereskedelmi láncok ajánlott költsége 30 600 rubel.
Cabeus IE-4-SOLID F/UTP Cat5e 4X2X24AWG
Előnyök:
- Kiváló minőségű védelem;
- Megnövelt átviteli sebesség;
- Utcai fektetés lehetséges.
Hibák:
3. hely: "Belden 8761.01305"
Ez egyetlen csavart érpár, 22 AWG, ónozott réz sodrott vezetékek, polietilén magszigetelés, teljes Beldfoil Z-Fold alumíniumfólia árnyékolás továbbfejlesztett rövidre zárással (100%-os lefedettség), sodrott lefolyóhuzal, PVC külső burkolat. Terjedelem: ipari kinevezés. Vezérlési és felügyeleti funkciók megvalósítására, alacsony frekvenciájú jelek továbbítására szolgál. Árnyékolás
Beldfoil Z-Fold aluminizált poliészter fóliával készült, továbbfejlesztett rövid hajtogatással, 100%-os fedés. A kiskereskedelmi láncok ajánlott költsége 53 000 rubel.
Belden 8761.01305
Előnyök:
- Külső kábelátmérő - 4,4 mm (névleges);
- Üzemi hőmérséklet: -20°C - +60°C;
- Max. húzóerő: 120 N;
- Minimális hajlítási sugár: 44,0 mm.
Hibák:
2. hely: "Belden 7929A 0101000"
A modellt ipari Ethernet, Gigabit Ethernet, 100BaseTX, 100BaseVG ANYLAN, 155ATM, 622ATM, NTSC/PAL, AES/EBU digitális videó, AES51, RS-422, RJ-45 hálózatokban használják. Kedvezőtlen, zajjal telített környezetben használják. 200 MHz-ig működik. Alkalmas agresszív környezetben és kültéri használatra (CMX-Outdoor). Alkalmas felszállóvezetékekbe és kábelcsatornákba (CMR) történő beépítésre. Megfelel az ISO/IEC 11801 kat. 5e, ANSI/TIA/EIA 568B.2 kat. 5e, NEMA WC-63.1 kat. 5e, megfelel a NEC / (UL): CMR, CMX-Outdoor, UL 444. Az ajánlott kiskereskedelmi ár 112 700 rubel.
Belden 7929A 0101000
Előnyök:
- Teljes tanúsítás a külföldi szabványok szerint;
- Széles körű felhasználási terület;
- A jelentett jelátviteli sebesség 70% (nom.).
Hibák:
1. hely: "Hyperline IUUTP4-C5E-S24/1-FRPVC-GY"
Ez a vezeték kialakítása szilárd, AWG - 24, vezeték átmérője a szigetelésben - 0,85 mm, maximális eltérés a vezető átmérőjében a szigetelésben - 0,05 mm, a vezető szigetelése FEP (fluorozott etilén-propilén) teflon. Egy teljes öböl hossza 500 méter. A kiskereskedelmi láncok ajánlott költsége 181 000 rubel.
Hyperline IUUTP4-C5E-S24/1-FRPVC-GY
Előnyök:
- Egy öbölből teljes értékű mezőt lehet szervezni;
- Nagy teherbírású szigetelőanyag;
- A minőség és az ár jó kombinációja.
Hibák:
Következtetés
A megfelelő ipari Ethernet-kábelezés kritikus fontosságú az automatizált gyártóberendezések hozzáférhetőségének megőrzéséhez.A hálózati meghibásodások több mint 70%-áért a hálózati komponensek és vezetékek meghibásodása a felelős, míg a fennmaradó 20%-ért az operációs rendszer, a többiért pedig az éles alkalmazások. Ezen komponensek költsége minimális a hálózati meghibásodások okozta károkhoz képest, ahol az állásidő költsége percenként több ezer dollárban mérhető.