산업 현장에서 기존 이더넷 네트워크를 통합할 때 해결할 수 없는 주요 문제는 TCP/IP 프로토콜을 통한 정보 패킷의 라우팅 및 전달이 실제 규모에서 원하는 수준의 성능을 제공할 수 없다는 것입니다. 제어 및 처리 시스템, 예를 들어 동일한 공장. 산업용 애플리케이션에는 최대 이더넷 물리 계층을 완전히 활용하고 여러 센서, 컨트롤러, 작동 메커니즘 및 애플리케이션 간의 일부 통신을 지원할 수 있는 다른 통신 프로토콜이 필요합니다.이것이 산업용 이더넷이 설계된 이유이며 통신을 유지하려면 특수한 유형의 케이블이 필요합니다.

이더넷 산업 - 일반 정보

이러한 유형의 데이터 전송 프로토콜은 기존 장비에 "연결된" 기본 이더넷 세트에 속합니다.네트워크 및 전송 인터넷 프로토콜을 통한 물리적 및 링크 계층을 통한 작업은 특별히 개발된 응용 프로그램 수준(특수 프로그램 사용)에 중점을 둡니다. 전체 네트워크는 특히 특정 작업의 생산에 더 필요한 지점에 대해 지속적으로 심지어 과도하게 모니터링하여 네트워크 내 데이터 송수신의 정확성을 지속적으로 유지하는 데 중점을 둡니다.

산업용 이더넷은 일반적인 커넥터와 매우 다를 수 있는 특수 커넥터가 있는 보다 안정적인 장비와 케이블 소모품을 사용합니다. 특히, 대부분의 대규모 제조 기업에서 일반적으로 나타나는 보다 가혹한 환경 조건을 견디도록 설계되었습니다(좋은 예는 고온의 대규모 제련소에서 네트워크를 운영하는 것입니다). 따라서 고려 중인 전선 유형에는 더 강력한 수준의 필터링, 차폐, 접지가 있어야 "더러운" 주변 전자기 배경(간섭과 복사를 모두 의미)에 대처하는 데 도움이 됩니다.

산업용 이더넷 케이블과 사무용 케이블의 차이점

이 문제에서 산업용 전선과 관련된 몇 가지 기준이 있습니다.

  • 그들은 특별한 환기와 특별한 냉각이 필요하지 않으므로 비좁은 조건과 공기가 매우 먼지가 많은 곳에 놓을 수 있습니다.
  • 설치 신뢰성이 매우 높기 때문에 모든 와이어 섹션이 DIN 레일에 고정되어 설치 속도가 빨라지고 쉬워집니다.
  • 저전압 전원 공급 장치 - 문제의 케이블에는 많은 볼트가 필요하지 않지만 항상 백업 전원 공급 장치가 제공됩니다.
  • 기술 중복성이 있습니다. 모든 사이트는 가능한 한 빨리 교체 및 수정되거나 해당 기능이 다른 사이트로 이전될 수 있습니다.
  • 엄격한 규제 요구 사항 - 산업 디자인은 국제 표준(진동 저항, 전자기 호환성, 적절한 습기 보호 수준)을 엄격하게 준수해야 합니다.
  • 연장된 서비스 수명;
  • 연중무휴로 운영되는 기업에서 기술 지원 서비스를 제공해야 할 의무.

이로부터 지역 가정 또는 사무실 전환 필드가 지정된 기준에서 벗어날 수 있음이 분명합니다. 그들의 배선은 극도로 어려운 조건에서 작동되지 않으며 작동을 중단해도 중요한 생산 공정이 중단되지 않을 것입니다.

산업용 케이블 및 필수 기술 매개변수에 대한 요구 사항

고려중인 소모품 유형의 가장 중요한 것은 성능과 신뢰성입니다. 성능은 다음으로 구성됩니다.

  1. 응답 기간 - 슬레이브 장치가 제어 장치의 요청에 응답하는 데 걸리는 시간입니다.
  2. 대역폭은 주어진 시간 단위로 전송할 수 있는 데이터의 양입니다. 여기서 많은 것은 케이블뿐만 아니라 트랜시버에도 의존합니다.

신뢰성 요구 사항은 다음과 같습니다.

  1. 손실 없는 정보 전달 기회의 객관적 가치
  2. 수신 및 전송을 위한 장치의 준비 요소;
  3. 전송의 전반적인 보안 및 시스템 전체의 내결함성.

노이즈 내성

사무용 케이블의 경우, 전자기 활동이 높은 인근 지역의 부정적인 영향에 대한 보호 수준은 산업용 케이블에서도 중요합니다.예를 들어, 현장은 아크 용접이 수행되는 현장에 직접 놓을 수 있으며 그 장치는 배경을 강하게 왜곡합니다. 스위칭 릴레이 및 기타 AC 소스에도 동일하게 적용됩니다. 일반적으로 이러한 영역에서 네트워크 섹션은 일반 F/UTP 보호가 아니라 개별 S/FTP가 필요할 수도 있습니다.

필수 차폐

산업용 배선은 정격 작동 온도 및 피복 재료에 대한 특정 요구 사항이 기존 배선과 다릅니다. 고려중인 소모품의 경우 후자는 생산 측면에서 너무 비싸지 않기 때문에 표준적으로 폴리 염화 비닐로 만들어집니다. 그러나 전문 기업의 경우 훨씬 더 내구성 있는 쉘이 필요할 수 있습니다. 여기에는 플루오르화 에틸렌 폴리프로필렌(FEP) 또는 열가소성 엘라스토머(TPE)가 포함됩니다. 이러한 보호 기능은 섭씨 -50도에서 +125도까지의 극한 온도를 견딜 수 있는 반면, 기존 PVC는 0도에서 +75도까지 유지됩니다. 또한 FEP 및 TPE 케이싱은보다 유연하고 직접적인 자외선에 강하며 해수, 무거운 액체 유성 물질에 넣을 수 있습니다. 또한 폴리 우레탄은 인기있는 쉘 재료이며 TPE 및 FEP와 같은 넓은 온도 범위에서 작동 할 수 없지만 인장 강도가 향상되고 내 화학성이 높으며 마모에 성공적으로 저항 할 수 있습니다. 이것으로부터 우리는 폴리우레탄이 기계적으로 더 강하다는 결론을 내릴 수 있으며 실제로 그것을 부수거나 자르는 것이 매우 어렵다는 것을 보여줍니다. 스탬핑을 통해 중앙 코어를 완벽하게 장착할 수 있습니다. 열가소성 폴리우레탄과 염소화 폴리에틸렌도 언급해야 합니다.그들은 가장 내구성이 있고 비싸지 만 가장 환경 친화적이지 않습니다 (위험한 산업에서 널리 사용됨).

유연성 및 탄력성

트위스트 페어 산업용 이더넷 케이블은 연선 또는 단일 코어로도 제공됩니다. 연선은 사무실의 케이블과 똑같은 방식으로 대규모 생산에 사용됩니다. 패치 코드의 경우 특수한 유연성 덕분입니다. 유일한 차이점은 와이어가 일정하게 움직이고 꼬이거나 늘어날 수 있는 생산 상황이 많기 때문에 통신 기능에만 국한되지 않는다는 것입니다(예: 컨베이어 로봇의 움직이는 부품).

접지 루프

산업용 이더넷 와이어가 전원 케이블과 접촉할 때 병렬 전류 전달 케이블과 이더넷 케이블을 분리해야 합니다. 둘 사이에는 최소 20~30cm의 여유 공간이 있어야 합니다. 이 분리가 클수록 데이터 전송이 더 안정적입니다. 금속 튜브 내부에 선이 그려지면 이러한 보호 덮개의 각 섹션을 다음 섹션에 단단히 연결하여 끊어지지 않는 체인 효과를 만들어야 합니다. 배전반 내부에 전선을 배치해야 하는 경우 전도성 요소로부터의 최소 거리는 3cm 이상이어야 합니다. 이 경우 강한 굽힘을 피해야 합니다.

허브 및 스위치

표준 분배 허브는 산업용 이더넷에서 사용되지 않습니다. 여러 포트에서 중계기 역할만 하기 때문입니다. 회선에서 특수 관리 스위치를 사용하는 것이 좋습니다.산업용 스위칭 분야의 관리되지 않는 스위치도 허용되지만 전자가 더 비싸지 만 바람직합니다.

산업용 이더넷에는 세 가지 유형의 트래픽이 있습니다.

  1. 한 지점에서 모든 장치로 전송합니다.
  2. 한 지점에서 여러 지점으로 이동합니다.
  3. 지점 간 편도 환승.

일반적으로 표준 엔터프라이즈 케이블은 초당 100회 전송에 쉽게 도달할 수 있습니다. 그러나 어떤 분야에서든 관리/생산 기능을 직접 수행하지 않는 일정량의 전송(전송된 정보)이 있을 것입니다. 예를 들어 프린터는 주기적으로 제어 센터에 상태를 보고합니다(대략적으로 프린터는 때때로 작업할 준비가 되었거나 작업할 수 없는 호스트 컴퓨터에 연결). 이러한 방식으로 케이블 네트워크에 매니지드 스위치를 제공하면 중요도에 따라 신호의 우선 순위를 지정할 수 있고 실제 프로덕션 팀에 더 많은 관심을 기울일 수 있습니다.

올바른 케이블 = 올바른 코어 보호

오늘날에도 대기업의 대부분의 네트워크 엔지니어는 산업용 이더넷 케이블을 배치하기 위해 창의적이지만 항상 효과적인 것은 아닌 옵션을 사용합니다. 생생한 예는 검은 전기 테이프 또는 접착 테이프로 수도관에 전선을 부착하는 방법 (이미 혀로 말함)이 될 수 있습니다. 그러나 이와 같은 방법은 고장 상황 발생 시 수리 비용을 크게 증가시킬 수 있으며, 빠른 속도로 정보 전달을 빠르게 복구하는 데 기여할 수 있다.

케이블 설치는 케이블 자체와 마찬가지로 향후 작동 조건 및 해당 사양을 준수해야 합니다.예를 들어, 자동차의 자동 컨베이어 조립에서 야금 공장의 제련용으로 설계된 케이블은 냉장 창고에서의 작업에 적합하지 않을 수 있습니다. 소모품에 대한 모든 필요한 정보는 국제 인증 수준 준수 요구 사항으로 인해 설치 및 사용 기능에 대한 최대 데이터가 있는 첨부 문서에서 수집할 수 있습니다. 산업 네트워크에 올바른 유형의 코드를 적절하게 제공하면 다운타임과 수리 비용을 질적으로 줄일 수 있습니다.

산업용 네트워크 전송에는 산업용 케이블이 필요합니다.

일반적인 사무실의 경우 이더넷 네트워크가 벽 뒤, 바닥 아래 또는 천장 뒤에 쉽게 숨길 수 있는 비교적 조용하고 깨끗한 환경에 설치되는 것이 일반적입니다. 네트워크 장비 자체의 경우 능동이든 수동이든 보안 영역을 찾는 것만으로도 충분합니다.

산업 부문에서는 상황이 완전히 다릅니다. 모든 전선, 커넥터 등 실제로 이러한 요소는 전체 자동화 제어 시스템에서 분리할 수 없는 부분이며 영구적으로 어려운 환경 조건에 있습니다. 가장 비싼 등급의 간단한 이더넷 와이어도 이러한 환경에서 오래 버틸 수 없습니다. 따라서 산업계에서는 전체 스위칭 분야의 어느 정도의 강도를 요구하고 있습니다. 이로부터 사무용 솔루션이 산업용으로 적합하지 않다는 것이 분명합니다.사용되는 소모품은 마찰이 심한 조건에서 작동하기에 적합해야 하며, 연료 및 윤활유와 직접 접촉할 가능성을 고려하고, 높은 전자기 복사에 침착하게 반응하고, 매우 높거나 매우 낮은 온도 조건에서 작업할 수 있어야 하며, 성공적으로 견딜 수 있어야 합니다. 전압 변동, 진동 및 기계적 부하.

특정 산업 분야에 적합한 이더넷 케이블 선택

구매하기 전에 몇 가지 기본 단계를 완료해야 합니다.

  • 시나리오 정의 - 어떤 환경에서 어떤 환경에서 소모품을 사용할 것인지 설정해야 합니다.

  • 올바른 전선 피복 선택 - 피복을 잘 선택하면 최고의 성능과 네트워크 보안을 보장하는 데 도움이 됩니다.

  • 차폐 케이블과 비차폐 케이블의 차이 설명 - 전자는 간섭 가능성이 높은 영역에 필요하고 후자는 다른 영역에 적합합니다. 전자에는 항상 호일과 강화된 브레이드가 있어 전송된 데이터 패킷을 질적으로 보호하여 도중에 발생할 수 있는 손실을 방지합니다.
  • 도체 유형 선택 - 여기에서 연선 또는 솔리드 코어 옵션을 선택해야 합니다. 후자는 고정 설치에 적합합니다. 간단한 전환을 위해 움직이는 메커니즘에 사용해서는 안됩니다. 다음 요점은 견고한 실행(칼집이 서로 붙어 있음)과 꼬임 쌍 사이에서 선택하는 것입니다. 단단한 샘플은 길이를 따라 연결된 절연 부분이 쌍을 이루는 도체 사이에 간격이 형성되지 않도록 하기 때문에 복잡한 산업 작업에 사용하는 것이 좋습니다.이러한 간격이 형성되면 저항 차이가 발생하여 네트워크가 끊어지고 데이터 전송이 불가능합니다.

2022년 최고의 산업용 이더넷 케이블 순위

최대 50미터 영역의 경우

4위: "TWIST 35m, 야외, CCA, PE, UTP, 4pair, Cat.5e, 24AWG, 야외, 검정, 35m"

유선 산업용 LAN을 구축하는 데 사용되는 35미터 길이의 UTP 4 네트워크용으로 설계되었습니다. 검은색 샘플은 건물 외부에 설치하는 데 사용되며 제어 장치에서 자동화된 생산 장비로 명령을 전송하는 데 적합합니다. 전송 속도는 100Mb/sec를 초과하지 않습니다. 이 제품은 구리 도금 알루미늄으로 구성되어 있어 저하 없이 지정된 속도를 제공합니다. ANSI\TIA\EIA-568-B 표준을 준수합니다. 키트에는 캡이 있는 RJ-45 커넥터 세트가 함께 제공되어 패치 코드 형태로 원하는 길이의 트위스트 페어 세그먼트를 만들 수 있습니다. 트위스트 페어는 작동하며 -40 ~ +75 °C의 온도 범위에서 실내 및 실외에 보관됩니다. 소매 체인의 권장 비용은 878 루블입니다.

TWIST 35미터, 실외용, CCA, PE, UTP, 4쌍, Cat.5e, 24AWG, 실외용, 검정, 35m
장점:
  • 내부는 카프론 실입니다.
  • 충분한 품질;
  • 용이한 설치.
결점:
  • 감지되지 않았습니다.

3위: "트위스트 페어 UTP4 CAT5E 24AWG Cu RIPO 50미터 001-112012/50"

이것은 개선된 카테고리 5E로 분류된 구리선으로 만든 4쌍 샘플입니다. 각 코어는 색상 차이가 있는 고밀도 폴리에틸렌인 유전체 층으로 절연되어 있습니다.이 제품은 프로덕션 환경의 소규모 네트워크 설치에 사용됩니다. 주로 타사 전자파의 영향이 최소화되는 방에서 사용됩니다. UTP 케이블의 지정은 유형, 코어의 범주 및 구조 표시, 쌍의 수 및 전도성 코어의 직경(mm)으로 구성됩니다. 케이블에 미국 표준 직경에 따른 도체가 있는 경우 직경 대신 AWG 번호가 표시되는 경우가 많습니다. 여기서 숫자 24는 약 0.51mm의 코어 직경에 해당합니다. 가장 일반적인 피복은 수평 케이블에 일반적이며 절단 중 더 잘 분리되도록 분필이 추가된 회색 PVC 플라스틱 튜브입니다. 소매 체인의 권장 비용은 2200 루블입니다.

트위스트 페어 UTP4 CAT5E 24AWG Cu RIPO 50미터 001-112012/50
장점:
  • 호일 차폐;
  • 좋은 품질의 데이터 전송;
  • 적당한 가격.
결점:
  • 다소 취약한 베이스.

2위: "RJ45 이더넷 - 실외 방수"

이 제품의 코어는 고강도, 내굴곡성, 내마모성 PVC 소재로 제작되어 열악한 환경에서 고속 전송에 권장됩니다. 초고속 신호 전송을 보장하는 슈퍼 노이즈 내성이 있습니다. 매우 부드러운 내열성 PVC 소재를 사용하여 가능한 굽힘 횟수는 3천만 회 이상에 달할 수 있습니다. 샘플 자체는 방수, 내유성, 내열성(섭씨 +80도), UV 내성, 난연성입니다. 소매 체인의 권장 비용은 2260 루블입니다.

RJ45 이더넷 - 실외용 방수
장점:
  • 전송 속도 - 80kbps;
  • 작동 온도 — +30 ~ +40(섭씨);
  • 인장 강도 - 200N;
  • 압축 강도 - 2000N.
결점:
  • 감지되지 않았습니다.

1위: "TWIST 50미터, 실내, Cu(순동 A급), U/UTP, PVC, 4쌍, Cat.5e, 24AWG, 실내"

이 트위스트 페어 TWIST는 피치가 다른 4개의 트위스트 페어로 구성됩니다. 각 쌍은 2개의 24AWG 구리 가닥으로 구성되며 각 가닥은 폴리에틸렌(HDPE) 절연으로 절연됩니다. 전체적으로 견고한 PVC 외부 쉘은 매우 부드럽지만 코팅은 내구성이 뛰어납니다.
단선 도체는 직경 0.48mm의 무산소 전기 구리로 만들어지며 100MHz의 대역폭과 최신 통신 표준을 준수하는 케이블을 제공합니다. 신호가 외부 구리 피복 회로뿐만 아니라 코어 전체로 이동하므로 대역폭 제한이 CCA(구리 피복 알루미늄)보다 높습니다. 단일 코어 구리 케이블은 구부러지는 것을 두려워하지 않으며 구리 도금 알루미늄(CCA)에 비해 파손에 더 강합니다. 소매 체인의 권장 비용은 2500루블입니다.

WIST 50미터, 실내, Cu(순동 클래스 A), U/UTP, PVC, 4쌍, Cat.5e, 24AWG, 실내
장점:
  • 상대 신호 전파 속도(NVP) - 68%;
  • 고품질 커넥터 포함
  • 우수한 단열.
결점:
  • 감지되지 않았습니다.

전체 스위칭 필드용(100미터 이상)

4위: "Cabeus IE-4-SOLID F/UTP Cat5e 4X2X24AWG"

이러한 4쌍 샘플은 카테고리 5e를 가지며 트위스트 페어를 기반으로 만들어지며 최대 1Gbit / s 속도로 데이터 전송을 위해 산업용 이더넷 네트워크에서 사용하도록 설계되었습니다.이 제품은 차폐 F/UTP 설계로 제작되었으며 건물 내부 및 외부 고정 설치용입니다. 도체 직경은 0.50mm(24AWG)입니다. 차폐는 배수 도체가 있는 폴리에스터 알루미늄 호일로 만들어집니다. 외피는 UV 저항성 PVC로 만들어졌습니다. 내부 쉘도 PVC로 만들어졌습니다. 외피에는 케이블 길이의 미터 표시가 있습니다. 공격적인 산업 환경에서 보호 등급 IP67의 시스템에 사용할 수 있습니다. 소매 체인의 권장 비용은 30,600루블입니다.

Cabeus IE-4-SOLID F/UTP Cat5e 4X2X24AWG
장점:
  • 고품질 보호;
  • 전송 속도 증가;
  • 가능한 거리 누워.
결점:
  • 감지되지 않았습니다.

3위: "Belden 8761.01305"

이것은 단일 연선, 22AWG, 주석 도금 구리 연선, 폴리에틸렌 코어 절연, 개선된 단락 접힘(100% 적용 범위)이 있는 전체 Beldfoil Z-Fold 알루미늄 호일 차폐, 연선 드레인 와이어 포함, PVC 외부 피복입니다. 범위: 산업 임명. 제어 및 모니터링, 저주파 신호 전송 기능을 구현하는 데 사용됩니다. 차폐
개선된 짧은 접힘, 100% 적용 범위를 가진 Beldfoil Z-Fold 알루미늄화 폴리에스터 필름으로 제작되었습니다. 소매 체인의 권장 비용은 53,000루블입니다.

벨덴 8761.01305
장점:
  • 외부 케이블 직경 - 4.4mm(공칭);
  • 작동 온도: -20°C - +60°C;
  • 최대 인장력: 120N;
  • 최소 굽힘 반경: 44.0mm.
결점:
  • 감지되지 않았습니다.

2위: "Belden 7929A 0101000"

이 모델은 산업용 이더넷, 기가비트 이더넷, 100BaseTX, 100BaseVG ANYLAN, 155ATM, 622ATM, NTSC/PAL, AES/EBU 디지털 비디오, AES51, RS-422, RJ-45 네트워크에 사용됩니다. 불리하고 소음이 많은 환경에서 사용됩니다. 최대 200MHz의 주파수에서 작동합니다. 공격적인 환경 및 실외(CMX-Outdoor)에서 사용하기에 적합합니다. 라이저 및 케이블 덕트(CMR)에 설치하기에 적합합니다. ISO/IEC 11801 Cat. 충족 5e, ANSI/TIA/EIA 568B.2 cat. 5e, NEMA WC-63.1 cat. 5e, NEC / (UL): CMR, CMX-Outdoor, UL 444를 준수합니다. 권장 소매 가격은 112,700루블입니다.

벨덴 7929A 0101000
장점:
  • 외국 표준에 따른 전체 인증;
  • 넓은 사용 범위;
  • 보고된 신호 전송률은 70%(공칭)입니다.
결점:
  • 다소 비싸다.

1위: "하이퍼라인 IUTP4-C5E-S24/1-FRPVC-GY"

이 도체 설계는 솔리드, AWG - 24, 절연체의 도체 직경 - 0.85mm, 절연체의 도체 직경의 최대 편차 - 0.05mm, 도체 절연체는 FEP(플루오르화 에틸렌 프로필렌) 테프론입니다. 전체 베이의 길이는 500m입니다. 소매 체인의 권장 비용은 181,000루블입니다.

하이퍼라인 IUTP4-C5E-S24/1-FRPVC-GY
장점:
  • 하나의 베이에서 본격적인 필드를 구성하는 것이 가능합니다.
  • 견고한 단열재;
  • 품질과 가격의 좋은 조합.
결점:
  • 감지되지 않았습니다.

결론

적절한 산업용 이더넷 케이블 연결은 자동화된 제조 장비에 액세스할 수 있도록 유지하는 데 매우 중요합니다.네트워크 구성 요소 및 전도체의 오류는 네트워크 오류의 70% 이상을 담당하고 OS는 나머지 20%를, 나머지는 프로덕션 애플리케이션을 담당합니다. 이러한 구성 요소의 비용은 네트워크 장애로 인한 손상에 비해 최소화되며, 다운타임 비용은 분당 수천 달러로 측정할 수 있습니다.

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