تتمثل المشكلة الرئيسية غير القابلة للحل عند دمج شبكة إيثرنت تقليدية في مجال صناعي في أن توجيه حزم المعلومات وتسليمها عبر بروتوكول TCP / IP لا يمكن أن يوفر المستوى المطلوب من الأداء على نطاق حقيقي ، وهو أمر ضروري لتشغيل العديد من الأجهزة الآلية. أنظمة التحكم والمعالجة ، على سبيل المثال ، نفس المصنع. تتطلب التطبيقات الصناعية بروتوكول اتصالات مختلفًا يستخدم بشكل كامل الطبقات المادية القصوى للإيثرنت ويمكنه دعم بعض الاتصالات بين أجهزة الاستشعار المتعددة ، وأجهزة التحكم ، وآليات التشغيل ، والتطبيقات.هذا ما تم تصميم إيثرنت الصناعي من أجله ، والذي تطلب أنواعًا خاصة من الكابلات للحفاظ على الاتصال.

محتوى
ينتمي هذا النوع من بروتوكولات نقل البيانات إلى المجموعة الرئيسية من Ethernet ، والتي "مرتبطة" بالمعدات التقليدية ، أيالعمل من خلال الطبقات المادية والوصلة ، عبر الشبكة وبروتوكولات الإنترنت الخاصة بالنقل ، وتركز على مستوى تطبيق مطور خصيصًا (استخدام برامج خاصة). تركز الشبكة بأكملها على الحفاظ باستمرار على صحة نقل / استلام البيانات داخل الشبكة ، من خلال مراقبتها باستمرار وحتى بشكل مفرط ، خاصة بالنسبة لتلك النقاط التي يكون فيها ذلك ضروريًا بشكل أكبر لإنتاج عملية معينة.
يستخدم إيثرنت الصناعي معدات أكثر موثوقية ومواد استهلاكية للكابلات لها موصلات خاصة يمكن أن تكون مختلفة تمامًا عن الموصلات المعتادة. على وجه الخصوص ، فهي مصممة لتحمل الظروف البيئية الأكثر قسوة ، وهو أمر نموذجي لمعظم مؤسسات التصنيع الكبيرة (وخير مثال على ذلك هو تشغيل شبكة في مصهر كبير مع درجات حرارة مرتفعة). وفقًا لذلك ، يجب أن يكون لنوع الأسلاك قيد الدراسة مستوى أقوى من الترشيح والتدريع والتأريض ، مما سيساعده على التعامل مع الخلفية الكهرومغناطيسية المحيطة "المتسخة" (بمعنى كل من التداخل والإشعاع).
في هذا الشأن ، هناك عدة معايير تتعلق بالأسلاك الصناعية:
من هذا يتضح أن حقول تبديل المنزل أو المكتب المحلية قد تنحرف عن المعايير المحددة ، منذ ذلك الحين. لا يتم تشغيل الأسلاك الخاصة بهم في ظروف صعبة للغاية ومن غير المرجح أن يؤدي إيقاف تشغيلها إلى إيقاف أي عملية إنتاج حرجة.
الشيء الرئيسي لنوع المستهلك قيد النظر هو أدائه وموثوقيته. يتكون الأداء من:
تشمل متطلبات الموثوقية ما يلي:
بالنسبة للكابلات المكتبية ، فإن مستوى الحماية ضد الآثار السلبية للمناطق المجاورة ذات النشاط الكهرومغناطيسي العالي مهم أيضًا للكابلات الصناعية.على سبيل المثال ، يمكن وضع الحقل مباشرة على الموقع الذي يتم فيه اللحام بالقوس الكهربائي ، والذي تعمل أجهزته على تشويه الخلفية بشدة. الأمر نفسه ينطبق على تبديل المرحلات ومصادر التيار المتردد الأخرى. عادة ، في مثل هذه المناطق ، قد لا يحتاج قسم الشبكة حتى إلى حماية F / UTP عامة ، ولكن يحتاج S / FTP فردي.
تختلف الأسلاك الصناعية عن الأسلاك التقليدية في متطلبات خاصة لدرجة حرارة التشغيل المقدرة ومواد الغمد. بالنسبة للمواد الاستهلاكية قيد الدراسة ، فإن الأخير مصنوع بشكل قياسي من البولي فينيل كلوريد ، لأنه ليس مكلفًا للغاية من حيث الإنتاج. ومع ذلك ، بالنسبة للمؤسسات المتخصصة ، قد تكون هناك حاجة إلى غلاف أكثر متانة. وتشمل هذه المواد بولي بروبيلين الإيثيلين المفلور (FEP) أو اللدائن المرنة بالحرارة (TPE). هذه الحماية قادرة على تحمل درجات الحرارة القصوى للغاية من -50 إلى +125 درجة مئوية ، بينما يتم الاحتفاظ بـ PVC الكلاسيكي عند مستوى من صفر درجة إلى +75. علاوة على ذلك ، فإن أغلفة FEP و TPE أكثر مرونة ، ومقاومة للأشعة فوق البنفسجية المباشرة ، ويمكن وضعها في مياه البحر ، والمواد الزيتية السائلة الثقيلة. أيضًا ، البولي يوريثين مادة قشرة شائعة ، بالطبع ، لا يمكن أن تعمل في نطاقات درجات حرارة واسعة مثل TPE و FEP ، لكنها حسنت قوة الشد ، ومقاومة كيميائية أكبر ، ويمكنها مقاومة التآكل بنجاح. من هذا يمكننا أن نستنتج أن البولي يوريثين أقوى ميكانيكيًا وأن الممارسة تدل على أنه من الصعب جدًا كسره / قصه. يمكنهم تجهيز النوى المركزية بشكل مثالي من خلال الختم. يجب أن نذكر أيضًا البولي يوريثين بالحرارة والبولي إيثيلين المكلور.إنها الأكثر دواما وتكلفة ، ولكنها بعيدة كل البعد عن صديقة للبيئة (تستخدم على نطاق واسع في الصناعات الخطرة).
يتوفر أيضًا كبل Ethernet الصناعي ثنائي مجدول على شكل مجدول أو أحادي النواة. تُستخدم الكابلات المجدولة في الإنتاج على نطاق واسع بنفس الطريقة تمامًا مثل نظيراتها في المكاتب - لأسلاك التصحيح ، وذلك بسبب مرونتها الخاصة. الاختلاف الوحيد هو أنها لا تقتصر على وظيفة الاتصال فقط ، حيث توجد العديد من المواقف في الإنتاج حيث يكون السلك في حركة مستمرة ويمكن أن يتعرض للالتواء / التمدد (على سبيل المثال ، الأجزاء المتحركة من الروبوتات الناقلة).
عندما يتلامس سلك Ethernet الصناعي مع أي كبل طاقة ، يجب فصل الكابلات المتوازية التي تحمل التيار وكابل Ethernet - يجب أن يكون هناك ما لا يقل عن 20 إلى 30 سم من المساحة الحرة بينهما. كلما زاد هذا الفصل ، كلما كان نقل البيانات أكثر استقرارًا. إذا تم رسم الخط داخل أنبوب معدني ، فيجب أن يكون كل قسم من هذا الغطاء الواقي متصلاً بإحكام بالجزء التالي ، مما يخلق تأثير سلسلة غير قابلة للكسر. إذا كان عليك وضع الأسلاك داخل لوحات التوزيع ، فيجب ألا تقل المسافة بين العناصر الموصلة عن 3 سنتيمترات. في هذه الحالة ، يجب تجنب الانحناءات القوية.
لا تُستخدم محاور التوزيع القياسية في الإيثرنت الصناعي ، لأنها لن تكون أكثر من مكررات على منافذ متعددة. من الأفضل استخدام مفاتيح خاصة مُدارة على الخط.المفاتيح غير المدارة في مجال التحويل الصناعي مقبولة أيضًا ، لكن الأولى هي الأفضل ، على الرغم من أنها باهظة الثمن.
تحتوي شبكة إيثرنت الصناعية على ثلاثة أنواع من حركة المرور:
عادةً ، يمكن أن يصل كابل المؤسسة القياسي بسهولة إلى 100 إرسال في الثانية. ومع ذلك ، في أي مجال ، سيكون هناك قدر معين من النقل (المعلومات المرسلة) لا يؤدي مباشرة أي وظيفة إدارية / إنتاجية ، على سبيل المثال ، تقوم الطابعة بإبلاغ مركز التحكم عن حالتها بشكل دوري (بشكل تقريبي ، يجب على الطابعة أحيانًا الإبلاغ إلى الكمبيوتر المضيف أنه جاهز للعمل أو لا يمكنه العمل). وبهذه الطريقة ، فإن تزويد شبكة الكابلات بمفاتيح مُدارة سيسمح بإعطاء الأولوية للإشارات وفقًا لأهميتها ، وإعطاء المزيد من الاهتمام لفرق الإنتاج العملية.
حتى اليوم ، يستخدم معظم مهندسي الشبكات في المؤسسات الكبيرة ، إذا جاز التعبير ، خيارات إبداعية ، ولكن ليست دائمًا فعالة لوضع كبلات Ethernet الصناعية. مثال حي يمكن أن يكون (حديث اللسان بالفعل) طريقة ربط الأسلاك بأنابيب المياه بشريط كهربائي أسود أو شريط لاصق. ومع ذلك ، فإن مثل هذه الطريقة ، في حالة حدوث عطل ، يمكن أن تزيد بشكل كبير من تكلفة الإصلاحات وتساهم في استعادة نقل المعلومات عالي السرعة بعيدًا عن السرعة.
يجب أن يتوافق تركيب الكبل ، تمامًا مثل الكبل نفسه ، مع ظروف التشغيل المستقبلية وخصوصياتها.على سبيل المثال ، من غير المحتمل أن يكون الكبل المصمم للاستخدام في متاجر صهر المعادن ، في تجميع ناقل أوتوماتيكي للسيارات ، مناسبًا للعمل في متجر بارد. يمكن الحصول على جميع المعلومات الضرورية حول المواد الاستهلاكية من الوثائق المصاحبة ، والتي ، نظرًا لمتطلبات الامتثال لمستوى الشهادة الدولية ، لديها الحد الأقصى من البيانات المتعلقة بميزات التثبيت والاستخدام. بتزويد الشبكة الصناعية بالنوع المناسب من الأسلاك بشكل صحيح ، يمكنك تقليل وقت التوقف عن العمل نوعياً ، فضلاً عن تكاليف الإصلاح.
من المعتاد بالنسبة للمكتب النموذجي أن يتم تثبيت شبكة Ethernet الخاصة بهم في بيئة هادئة ونظيفة نسبيًا ، حيث يمكن إخفاء الأسلاك بسهولة خلف الجدران أو تحت الأرضيات أو في الأسقف. بالنسبة لمعدات الشبكة نفسها ، سواء كانت نشطة أو سلبية ، يكفي ببساطة العثور على منطقة آمنة.
الوضع مختلف تماما في القطاع الصناعي. جميع الأسلاك والموصلات وما إلى ذلك. هذه العناصر ، في الواقع ، هي جزء لا يتجزأ من نظام التحكم الآلي الشامل وهي دائمة في ظروف بيئية صعبة. لا يمكن لأسلاك إيثرنت البسيطة ، حتى أكثرها تكلفة ، أن تدوم طويلاً في مثل هذه البيئة. وفقًا لذلك ، تتطلب الصناعة قوة معينة لمجال التبديل بأكمله. من هذا يتضح أن الحلول المكتبية ليست مناسبة للأغراض الصناعية.يجب أن تكون المواد الاستهلاكية المستخدمة مناسبة للتشغيل في ظروف الاحتكاك الشديد ، مع مراعاة إمكانية الاتصال المباشر بالوقود ومواد التشحيم ، والاستجابة بهدوء للإشعاع الكهرومغناطيسي العالي ، والقدرة على العمل في ظروف درجات حرارة عالية جدًا أو منخفضة جدًا ، وتحملها بنجاح تقلبات الجهد والاهتزازات والأحمال الميكانيكية.
قبل الشراء ، يجب عليك إكمال عدة خطوات أساسية:


مصمم لشبكات UTP 4 بطول 35 مترًا ، ويستخدم لبناء شبكات LAN صناعية سلكية. تُستخدم العينة السوداء للوضع خارج المبنى ، وهي مناسبة لإرسال الأوامر إلى معدات الإنتاج المؤتمتة من جهاز التحكم. سرعة النقل لا تتجاوز 100 ميجا بايت / ثانية. المنتج مصنوع من الألمنيوم المطلي بالنحاس ، وهو مضمون لتوفير السرعة المحددة دون أي تراجع. يتوافق مع معايير ANSI \ TIA \ EIA-568-B. تأتي المجموعة مع مجموعة من موصلات RJ-45 بأغطية ، والتي تسمح لك بعمل قطع زوج مجدولة بالطول المطلوب في شكل أسلاك توصيل. يعمل الزوج الملتوي ويتم تخزينه في الداخل والخارج في نطاق درجة حرارة من -40 إلى +75 درجة مئوية. التكلفة الموصى بها لسلاسل البيع بالتجزئة هي 878 روبل.

هذه عينة مكونة من 4 أزواج ، مصنوعة من الأسلاك النحاسية ، مصنفة في فئة 5E المحسنة. كل قلب معزول بطبقة عازلة - البولي إيثيلين عالي الكثافة مع اختلاف اللون.يستخدم هذا المنتج في تركيب الشبكات الصغيرة في الإنتاج. يتم استخدامه بشكل أساسي في الغرف حيث يكون تأثير الإشعاع الكهرومغناطيسي من طرف ثالث ضئيلًا. يتكون تعيين كابل UTP من النوع ، والإشارة إلى فئة وهيكل النواة ، وعدد الأزواج وقطر النواة الموصلة بالملليمتر. إذا كان الكبل يحتوي على موصلات وفقًا للمعيار الأمريكي للأقطار ، فغالبًا ما تتم الإشارة إلى رقم AWG بدلاً من القطر ، حيث يتوافق الرقم 24 مع قطر أساسي يبلغ حوالي 0.51 مم. الغلاف الأكثر شيوعًا هو نموذجي للكابلات الأفقية وهو عبارة عن أنبوب بلاستيكي رمادي PVC مع إضافة طباشير للكسر بشكل أفضل أثناء القطع. التكلفة الموصى بها لسلاسل البيع بالتجزئة هي 2200 روبل.

يتكون قلب هذا المنتج من مادة PVC عالية القوة ومقاومة للانحناء ومقاومة للاهتراء ، والتي يوصى بها للنقل عالي السرعة في البيئات القاسية. هناك مناعة فائقة ضد الضوضاء ، والتي تضمن نقل إشارة عالي السرعة. باستخدام مادة PVC شديدة النعومة والمقاومة للحرارة ، يمكن أن يصل عدد الانحناءات الممكنة إلى أكثر من 30 مليون مرة. العينة نفسها مقاومة للماء ، ومقاومة للزيت ، ومقاومة للحرارة (+80 درجة مئوية) ، ومقاومة للأشعة فوق البنفسجية ، ومقاومة للهب. التكلفة الموصى بها لسلاسل البيع بالتجزئة هي 2260 روبل.

يتكون هذا الزوج الملتوي من 4 أزواج ملتوية بنبرات مختلفة. يتكون كل زوج من خيوط نحاسية 24 AWG ، كل حبلا معزول بعزل البولي إيثيلين (HDPE). الغلاف الخارجي الصلب PVC الكلي ناعم جدًا ، ومع ذلك فإن الطلاء شديد التحمل.
الموصلات الصلبة مصنوعة من النحاس الكهربائي الخالي من الأكسجين بقطر 0.48 مم ، مما يوفر عرض نطاق ترددي قدره 100 ميجاهرتز وتوافق الكابلات مع معايير الاتصالات الحديثة. يعد حد عرض النطاق الترددي أعلى من حد CCA (النحاس المغطى بالنحاس) حيث تنتقل الإشارة في جميع أنحاء القلب ، وليس فقط الدائرة النحاسية الخارجية المكسوة. لا يخاف الكبل النحاسي أحادي النواة من الانحناءات ، فهو أكثر مقاومة للكسر ، مقارنة بالألمنيوم المطلي بالنحاس (CCA). التكلفة الموصى بها لسلاسل البيع بالتجزئة 2500 روبل.

هذه العينة المكونة من أربعة أزواج لها الفئة 5e ، وهي مصنوعة على أساس زوج مجدول ومصممة للاستخدام في شبكات Ethernet الصناعية ، لنقل البيانات بسرعات تصل إلى 1 جيجابت / ثانية.المنتج مصنوع في تصميم F / UTP محمي وهو مصمم للتركيب الثابت داخل المباني وخارجها. قطر الموصل 0.50 مم (24 AWG). التدريع مصنوع من رقائق ألومنيوم بوليستر مع موصل تصريف. الغلاف الخارجي مصنوع من مادة PVC المقاومة للأشعة فوق البنفسجية. الغلاف الداخلي مصنوع أيضًا من PVC. على الغلاف الخارجي توجد علامات متر لطول الكابل. يمكن استخدامه في الأنظمة ذات فئة الحماية IP67 ، في البيئات الصناعية العدوانية. التكلفة الموصى بها لسلاسل البيع بالتجزئة 30600 روبل.

هذا زوج واحد ملتوي ، 22 AWG ، موصلات مجدولة من النحاس المعلب ، عازل لب بولي إيثيلين ، درع رقائق ألمنيوم Beldfoil Z-Fold بشكل عام مع طية تقصير محسّنة (تغطية 100٪) ، سلك تصريف مجدول متضمن ، غلاف خارجي PVC. النطاق: التعيين الصناعي. يتم استخدامه لتنفيذ وظائف التحكم والمراقبة ، ونقل الإشارات منخفضة التردد. التدريع
مصنوع من فيلم بوليستر ألمونيوم Beldfoil Z-Fold مع طية قصيرة محسنة ، وتغطية 100٪. التكلفة الموصى بها لسلاسل البيع بالتجزئة هي 53000 روبل.

يستخدم النموذج في شبكات Ethernet الصناعية و Gigabit Ethernet و 100BaseTX و 100BaseVG ANYLAN و 155ATM و 622ATM و NTSC / PAL و AES / EBU و AES51 و RS-422 و RJ-45. يتم استخدامه في بيئة مشبعة بالضوضاء غير مواتية. يعمل بترددات تصل إلى 200 ميجاهرتز. مناسب للاستخدام في البيئات القاسية وفي الهواء الطلق (CMX-Outdoor). مناسب للتركيب في الرافعات ومجاري الكابلات (CMR). يفي بمعيار ISO / IEC 11801 Cat. 5e ، ANSI / TIA / EIA 568B.2 قطة. 5e ، نيما WC-63.1 قطة. 5e ، يتوافق مع NEC / (UL): CMR ، CMX-Outdoor ، UL 444. سعر التجزئة الموصى به هو 112700 روبل.

تصميم الموصل صلب ، AWG - 24 ، قطر الموصل في العزل - 0.85 مم ، أقصى انحراف في قطر الموصل في العزل - 0.05 مم ، عزل الموصل هو FEP (إيثيلين بروبيلين مفلور) تفلون. طول الخليج الكامل 500 متر. التكلفة الموصى بها لسلاسل البيع بالتجزئة هي 181000 روبل.

تعد كابلات Ethernet الصناعية المناسبة أمرًا بالغ الأهمية للحفاظ على إمكانية الوصول إلى أي معدات تصنيع مؤتمتة.يعد فشل مكونات الشبكة والموصلات مسؤولاً عن أكثر من 70٪ من حالات فشل الشبكة ، بينما يكون نظام التشغيل مسؤولاً عن نسبة 20٪ المتبقية ، وتطبيقات الإنتاج عن الباقي. تكلفة هذه المكونات ضئيلة مقارنة بالضرر الناجم عن أعطال الشبكة ، حيث يمكن قياس تكلفة التعطل بآلاف الدولارات في الدقيقة.